A Meridian Energy, maior geradora de energia da Nova Zelândia, fornece aproximadamente 30% da eletricidade do país, além de 100% de sua energia renovável. A organização criou uma infraestrutura de dados com o AVEVA™ PI System™ para aprimorar seus processos de manutenção, passando de uma abordagem baseada em rotinas para uma baseada em condições. A nova infraestrutura trouxe maior visibilidade, insights mais rápidos e dados centralizados, permitindo decisões conscientes ao integrar análises mais precisas e eliminar silos de dados. Agora, a Meridian Energy pode visualizar com facilidade seus ativos de geração e seu desempenho em tempo real para melhorar a integridade dos ativos e manter as luzes acesas nas residências neozelandesas.
Desafios
Falta de visibilidade sobre os ativos de geração, que são 100% renováveis
Paradas obrigatórias nas usinas e manutenção de rotina para investigar a degradação dos ativos de geração
Dados insuficientes para embasar decisões de manutenção preditiva
Resultados
criou processos para coletar e contextualizar as informações sobre ativos de geração
otimizou as paradas nas usinas e passou a adotar a manutenção baseada em condições
desenvolveu uma plataforma centralizada para apresentar dados em níveis diferentes de detalhamento
estabeleceu as bases para futuras análises mais complexas e decisões orientadas por dados
Insights sobre a integridade dos ativos com dados em tempo real
Antigamente, a equipe da Meridian precisava agendar interrupções para verificar o desempenho dos ativos de geração e conseguir informações sobre a degradação dos equipamentos. Com o aumento da demanda por energia, essas paralisações ficaram cada vez menos viáveis, de modo que a abordagem de manutenção conservadora e baseada em rotinas da Meridian deixou de fazer sentido. A empresa precisava de uma maneira de verificar o desempenho dos ativos de geração em tempo real, sem ter que forçar uma interrupção.
Por isso, a Meridian criou uma infraestrutura de dados usando o AVEVA PI System para visualizar e usar seus dados operacionais em tempo real, a fim de tomar decisões de manutenção mais conscientes. Os ativos de geração da Meridian comunicam dados em tempo real de unidades espalhadas pelo país, que são armazenados no arquivo de dados do AVEVA PI System. A empresa utiliza a função de estrutura de ativos do AVEVA PI System para criar modelos analíticos que estruturam e contextualizam esses dados. Em seguida, usando o AVEVA™ PI Vision™ e o Asset Intellect da Dimension Software, a Meridian compila, filtra e apresenta todos os dados relevantes necessários para tomar decisões que melhorem a integridade dos ativos.
“Nosso objetivo era adotar uma abordagem baseada em condições para otimizar os recursos por meio desse tipo de monitoramento. Foi aí que entrou o AVEVA PI System.”
—Saif Fawzi, Analista de Dados, Meridian
Displays allow engineers and operators to see exactly how units in the Manapōuri hydro power station are stopping.
A análise da causa raiz leva à manutenção proativa
A usina hidrelétrica de Manapōuri é a maior da Meridian, com cerca de 875 MW de capacidade. Dentro da usina, a Meridian conta com sete unidades geradoras. Uma dessas unidades não estava parando como deveria e, por isso, a equipe teve que forçar uma interrupção para descobrir o problema. Seria uma obstrução nas comportas, um desgaste nas pastilhas de freio ou algo totalmente diferente? Essa falta de conhecimento acaba reduzindo o potencial de geração de energia devido à necessidade de desligar a unidade.
Utilizando a estrutura de ativos do AVEVA PI System, a Meridian conseguiu criar quadros de eventos para a sequência de parada de cada unidade, utilizando diferentes gatilhos de início e fim. Os modelos de elementos podiam ser criados para uma unidade e, em seguida, facilmente implementados em qualquer outra, facilitando a escalabilidade. A Meridian capturou dados brutos, tanto em tempo real quanto históricos, realizou análises, filtrou as informações e, depois, as importou para o AVEVA PI Vision, para que os engenheiros pudessem analisá-las.
Essa visualização permitiu aos engenheiros e operadores acompanhar os valores das saídas de parada selecionadas. Por exemplo, o valor “duração da inicialização da parada” mostra o tempo que a unidade leva para reduzir a velocidade de 100% para 95%. Isso os ajuda a isolar eventuais eventos da sequência anterior à parada, como a abertura do disjuntor, dos eventos mecânicos de interesse, como o fechamento das comportas e a ativação das pastilhas de freio.
Os usuários podem visualizar todos os eventos de parada anteriores, gráficos de velocidade que mostram a média móvel de três meses para acompanhar as tendências de desgaste ou uma visão da usina que compara unidades e velocidades, trazendo aos engenheiros contexto sobre o comportamento de uma unidade. No caso da unidade de Manapōuri, a equipe usou essas informações para identificar com precisão o que estava impedindo sua parada. Assim, a Meridian corrigiu o problema antes que se tornasse um risco operacional.
Solução
A empresa implementou o AVEVA PI System e o AVEVA PI Vision para coletar, analisar e contextualizar métricas críticas em seus ativos de geração
Monitoramento da fadiga de unidades hidrelétricas com dados de séries temporais
Outro desafio que a Meridian queria resolver era a ausência de uma noção real de fadiga das unidades. Era difícil para a equipe tomar decisões de manutenção baseadas na condição dos equipamentos, pois não tinha visibilidade dos dados operacionais em tempo real. Utilizando dados de séries temporais do AVEVA PI System, juntamente com a função de estrutura de ativos e o AVEVA PI Vision, a equipe conseguiu insights sobre métricas operacionais, como partidas e paradas de unidades, operações de depressão de água a jusante (TWD), carga da usina e o tempo que cada unidade passa dentro ou fora do intervalo operacional do fabricante.
Em vez de quadros de eventos, a equipe utilizou sinalizadores, conhecidos como estados digitais na função de estrutura de ativos do AVEVA PI System, para comparar dados brutos usando limites configuráveis. Filtrando os dados irrelevantes, a equipe usou esses dados para determinar o intervalo de geração real de cada unidade em comparação com os limites. Os monitores do AVEVA PI Vision exibem telas da usina com a capacidade de detalhar informações específicas das unidades.
Os usuários conseguem visualizar rapidamente o status das unidades e quanto tempo elas permaneceram em vários intervalos de geração: tempo fora de operação, tempo em TWD, tempo em “intervalo de operação irregular” ou abaixo do intervalo operacional ideal, acima desse intervalo ou em sobrecarga. Além disso, a equipe pode criar uma exibição uma única vez e aplicar as configurações a todos os ativos semelhantes.
This display shows the overview of the station with overall unit information and station load, with actual megawatt output divided by the total capacity the station is capable of.
Análises mais avançadas para operações mais eficientes
A Meridian já está trabalhando na incorporação de análises mais complexas em sua abordagem de manutenção. Um dos modelos no qual está trabalhando é o de “análise de sobrecarga”. A equipe pretende calcular (usando os dados coletados da análise de fadiga das unidades) a receita que está gerando em relação à energia produzida, visando forçar um pouco mais suas unidades. Ao importar e integrar dados externos de um banco de dados SQL no AVEVA PI System, a equipe pode decidir se vale a pena forçar um pouco mais suas unidades, o que implicará em manutenção mais frequente, em troca de mais geração de energia e receita.
Além de alarmes mais avançados baseados em vibração, a Meridian planeja criar um mapa de calor de condições dos componentes. A equipe pretende reunir todas as métricas dos componentes para gerar uma única métrica que descreva com precisão a fadiga dos ativos e, em seguida, visualizá-la em um mapa de condições simples diferenciado por cores. Assim, será possível operar as unidades de maneira semelhante para que se degradem em velocidades similares e, assim, alocar recursos de manutenção simultaneamente, em vez de separadamente, o que é muito menos eficiente.
“O AVEVA PI System nos proporcionou uma base sobre a qual podemos construir, com a esperança de criar análises mais complexas no futuro.”
— William Herewini, analista de dados de engenharia, Meridian
Uma melhor compreensão de como os ativos operam ajuda a equipe de operações a planejar recursos em toda a organização e a adotar um modelo de manutenção preditiva mais proativo. A transparência dos dados, com a apresentação deles aos usuários em formatos relevantes, ajuda a equipe a tomar decisões melhores com base em dados. Visando o futuro, a Meridian planeja construir modelos ainda mais fundamentais e usar análises mais complexas, integrando um canal bidirecional entre o AVEVA PI System e o sistema de gerenciamento de trabalho da Meridian, além de melhorar a forma como monitora alarmes e notificações. Além disso, a empresa pretende utilizar mais aplicativos baseados na web e na nuvem, incluindo a integração do PI Web API a seu sistema de gerenciamento de dados. A Meridian continua sua missão de liderar as iniciativas de descarbonização com a ajuda do gerenciamento inteligente de dados, mantendo o abastecimento de energia na Nova Zelândia durante os meses frios de inverno.
Destaques do produto
AVEVA™ PI System™
Colete, agregue e enriqueça dados de operações em tempo real para a solução imediata de problemas e forneça facilmente dados formatados para aplicativos corporativos e análises avançadas.
AVEVA PI Vision
Use o AVEVA PI Vision para transformar dados brutos em exibições visuais avançadas e compartilhar insights valiosos em toda a sua empresa.
