Đăng ký thành viên

Nhu cầu hiện đại hóa việc bảo trì cơ sở hạ tầng quan trọng để giảm thiểu rủi ro thiệt hại do thời tiết cực đoan chưa bao giờ cấp bách hơn thế (Ảnh st)

Australia nằm ở vị trí có một không hai trên toàn cầu, trải qua sự tàn phá của lũ lụt và cháy rừng cực đoan trong vòng nhiều tháng, nhiều tuần và thậm chí nhiều ngày. Ảnh hưởng đối với người dân trong thập kỷ qua là vô cùng tàn khốc, với các chiến lược khôi phục lại nguồn điện là chủ đề của các cuộc điều tra mới của chính phủ. 

Trong thời đại đánh dấu bởi các sự kiện thời tiết ngày càng thường xuyên và khắc nghiệt, nhu cầu hiện đại hóa việc bảo trì cơ sở hạ tầng quan trọng để giảm thiểu rủi ro chưa bao giờ cấp bách hơn thế. Australia đang ở một vị trí có một không hai trên toàn cầu, trải qua sự tàn phá của lũ lụt và cháy rừng cực đoan trong nhiều tháng, nhiều tuần và thậm chí nhiều ngày. Ảnh hưởng đối với người dân trong thập kỷ qua là rất tàn khốc, với các chiến lược khôi phục lại nguồn điện là chủ đề của các cuộc điều tra mới của chính phủ.

Mối đe dọa ngày càng tăng của các sự kiện thời tiết cực đoan đang diễn ra, kéo dài và ngày càng dữ dội không chỉ giới hạn ở Australia, mà ở nhiều nơi trên thế giới hiện đang trải qua các sự kiện thời tiết khắc nghiệt ở quy mô chưa từng có. Bão Isha đã nhấn chìm hàng nghìn hộ gia đình ở Vương quốc Anh trong bóng tối, và một đợt bão mùa đông gần đây trên khắp nước Mỹ đã khiến hơn một trăm nghìn người không có điện. Điều này dẫn đến cả tử vong liên quan đến thiết bị ở bang Oregon và mất điện ở khu vực Đông Nam. Bang Queensland ở phía bắc Australia và cơ sở hạ tầng hỗ trợ của bang này đã phải chịu áp lực to lớn, liên tục, trải qua các đợt thời tiết xoáy thuận nhiệt đới theo sau là các đợt nắng nóng kéo dài. Hậu quả của mỗi sự kiện toàn cầu này là gì? Việc cung cấp điện cho lưới điện liên tục bị siết chặt. 

Khi tần suất các sự kiện thời tiết cực đoan tăng lên, ảnh hưởng của chúng đối với hộ tiêu thụ và lưới điện không thể phân loại là bất thường. Các công ty điện lực và các cơ quan chính phủ trên toàn cầu phải hiện đại hóa cách tiếp cận của họ đối với thời tiết cực đoan và thiên tai để chủ động phòng ngừa thay vì thụ động. Các công ty điện lực đã đạt được tiến bộ mạnh mẽ trong việc quản lý cơ sở hạ tầng lưới điện trong hoặc sau thiên tai, nhưng cần phải thực hiện thêm nhiều công việc để chủ động giảm thiểu ảnh hưởng của các sự kiện thời tiết cực đoan đối với cơ sở hạ tầng năng lượng.

Khối lượng dữ liệu và thông tin chi tiết có sẵn về các mô hình khí hậu thay đổi và ảnh hưởng tiếp theo lên môi trường tự nhiên là rất đáng kể. Việc sử dụng tối đa dữ liệu này có thể cho phép các nhà cung cấp dịch vụ mạng lưới điện (NSP) chuẩn bị cho các tình huống thời tiết cực đoan bằng cách triển khai các chiến lược phân tích giảm thiểu rủi ro trước khi sự kiện xảy ra thay vì ứng phó. Các chiến lược như vậy có thể bao gồm mô phỏng và phân tích những khu vực nào của mạng lưới điện dễ bị thiệt hại nhất do các tham số sự kiện thời tiết nhất định (như tốc độ gió) và nơi nào có khả năng ảnh hưởng lớn nhất đến cộng đồng. Điều này có thể cung cấp thông tin đầu tư trước cho độ dẻo dai mạng lưới điện hoặc cấu hình trước các mẫu thiết kế xây dựng lại có khả năng tinh chỉnh trong và sau sự kiện. Một khi triển khai hiệu quả, phương pháp này có thể đảm bảo xây dựng lại cơ sở hạ tầng mạng lưới điện nhờ cải thiện biên dạng dẻo dai, thay vì chỉ là trạng thái trước khi sự kiện thời tiết xảy ra.

Các mạng lưới điện sau đây đang dẫn đầu trong các chiến lược quản lý thời tiết cực đoan, với các năng lực và hiểu biết sâu sắc cung cấp thông tin về làn sóng phân tích rủi ro/giá trị tiếp theo cần thiết để đảm bảo an toàn và kết nối cho các công dân trên toàn cầu.

Mạng lưới điện bang South Australia (SA)

Sự kiện lũ lụt sông Murray năm 2022-2023 ở bang South Australia có quy mô chưa từng có, hiện được công nhận là thảm họa thiên nhiên nghiêm trọng nhất ở South Australia cho đến nay. Mức độ lũ lụt và ảnh hưởng của nó đối với cộng đồng sinh sống và làm việc trên toàn bộ đoạn sông Murray dài 650km là rất lớn, ảnh hưởng đến hàng nghìn ngôi nhà, doanh nghiệp và người dân phụ thuộc vào con sông này để sinh sống.

Khi các tiên đoán về mức độ lũ lụt tăng lên và quy mô của sự kiện trở nên rõ ràng, phải quản lý nhu cầu cấp thiết về cơ sở hạ tầng quan trọng và mạng lưới phân phối điện của bang South Australia theo cách khác. Nhà phân phối điện SA Power Networks - nhà cung cấp năng lượng lớn nhất của bang South Australia, tập trung vào việc hạn chế gián đoạn dịch vụ cho các cộng đồng ven sông Murray trong khi vẫn đảm bảo an toàn cho người dân, các nhà cung cấp dịch vụ khẩn cấp và lực lượng lao động trong thảm họa lũ lụt.

Để tạo điều kiện cho các mục tiêu này, các mô hình quản lý cơ sở hạ tầng quan trọng truyền thống là không khả thi. Tốc độ nước lũ dâng quá nhanh khiến các đội hiện trường không thể thích ứng và quản lý mực nước thay đổi trên các khu vực khoảng cách đường dây điện an toàn. Một phương pháp mới từ năng lực xử lý dữ liệu trí tuệ nhân tạo (AI) và LiDAR đã tạo ra một bản đồ ba chiều của toàn bộ vùng sông Murray bao gồm tất cả các tài sản của SA Power Network trong môi trường liên quan.

Đây là lần đầu tiên SA Power Network triển khai các năng lực mô hình hóa do AI hỗ trợ để ứng phó với sự kiện thời tiết cực đoan và tạo ra những kết quả đáng kể để thay đổi quy trình ra quyết định và tăng cường an toàn cho cộng đồng. Các báo cáo phân tích 21.000 khoảng cột đường dây điện trong khu vực lũ lụt mỗi ngày được hoàn thành sau mỗi 15 phút, trong khi một quy trình thường mất nhiều tuần, nếu không muốn nói là nhiều tháng, để hoàn thành thông qua các hệ thống kinh doanh và nguồn lực thủ công.

Mô hình hóa kịch bản mạng lưới điện ở các mức lũ khác nhau (Ảnh st)

Việc mô hình hóa kịch bản mạng lưới điện trên các tài sản mạng lưới điện phân phối điện khác nhau ở các mức lũ khác nhau đã kết nối lại khách hàng với nguồn cung cấp điện trước thời hạn tiên đoán. Trong một số trường hợp, đã cấp điện trở lại cho các khu vực trong vòng năm ngày so với thời hạn dự kiến ​​là ba tuần nếu sử dụng các quy trình sự kiện thời tiết cực đoan truyền thống.

Với việc phân tích toàn bộ vùng lũ lụt hiện đã hoàn tất, bao gồm dữ liệu LiDAR hỗ trợ, SA Power Networks sẽ xác định làm thế nào phát huy lợi thế của công nghệ trước khi các sự kiện thời tiết cực đoan trong tương lai xảy ra, trong đó phân tích mạng lưới điện nhanh chóng cho tất cả các chiến lược ứng phó để đảm bảo an toàn và kết nối cho người dân.

Mạng lưới điện SP

Khí hậu xứ Scotland (Vương quốc Anh) đang thay đổi nhanh chóng. Các tiên đoán khoa học về các mô hình khí hậu đang chuyển đổi hiện đang xảy ra sớm hơn ba mươi năm so với dự kiến, với tần suất và mức độ nghiêm trọng của các sự kiện thời tiết cực đoan ảnh hưởng đến người dân, nhà cửa và doanh nghiệp xứ Scotland cùng với cơ sở hạ tầng hiện có.

Bão Arwen là cơn bão đầu tiên trong số nhiều sự kiện thời tiết cực đoan tấn công bờ biển phía đông Scotland vào cuối năm 2021 và đầu năm 2022, gây ra thiệt hại lan rộng về cơ sở hạ tầng mạng lưới điện và gián đoạn nguồn điện. Cơ quan Khí tượng Vương quốc Anh mô tả đây là "một trong những cơn bão mùa đông mạnh nhất và gây thiệt hại nhất trong thập kỷ qua", tốc độ gió của bão Arwen đạt hơn 140km/giờ và khiến một triệu ngôi nhà bị ngắt kết nối với nguồn điện.

Với ảnh hưởng lan rộng của Bão Arwen, SP Energy Networks, cơ quan vận hành mạng lưới phân phối và truyền tải điện chịu trách nhiệm cung cấp điện cho 3,5 triệu hộ gia đình và doanh nghiệp trên khắp miền Trung, Nam Scotland và miền Bắc xứ Wales, đã tăng gấp đôi độ dẻo dai của lưới điện trước thời tiết và tăng cường lưới điện trong chiến lược quản lý bão của họ.

SP Energy Networks sử dụng mô phỏng thời tiết và các chỉ số về tình trạng tài sản để đánh giá tình trạng kết cấu của thiết bị và khả năng chịu đựng các sự kiện thời tiết khắc nghiệt trong tương lai (Ảnh st)

Bằng cách phát huy lợi thế các nguồn dữ liệu bao gồm LiDAR, lập bản đồ hệ thống thông tin địa lý (GIS) và các vùng bảo vệ khu vực thời tiết khắc nghiệt, SP Energy Networks đã sử dụng mô phỏng thời tiết và các chỉ số về tình trạng tài sản để đánh giá tình trạng kết cấu của thiết bị và khả năng chịu đựng các sự kiện thời tiết khắc nghiệt trong tương lai. Kết quả này đã giúp SP Energy Networks phát triển một bản đồ nhiệt để thông báo các nâng cấp thiết kế tiềm năng trên toàn bộ lưới điện, cho phép SP Energy Networks ưu tiên các nâng cấp mạng lưới điện cụ thể bao gồm thay thế một số tài sản có nguy cơ hỏng hóc, nâng cấp các tài sản hiện có hoặc chỉ cần áp dụng các phương pháp gia cố tài sản.

Làn sóng giảm thiểu rủi ro tiếp theo

Năng lượng là một dịch vụ quan trọng tác động đến mọi người trên toàn cầu, các sự kiện thời tiết hiện đang ảnh hưởng thảm khốc đến những công dân cần có điện khẩn cấp sau một sự kiện thời tiết cực đoan. Không có cách khắc phục ngay lập tức, nhưng có những con đường để giảm bớt gánh nặng cho các doanh nghiệp và gia đình.

Hiện tại, việc đánh giá mỗi tài sản trong mạng lưới điện đều dựa trên khả năng xảy ra sự kiện khiến nó bị hỏng và gây ra rủi ro về an toàn. Sau đó khả năng xảy ra sự kiện kết hợp với mức độ nghiêm trọng của thiệt hại hoặc rủi ro có thể xảy ra từ sự kiện đó, cho dù đó là cháy rừng, lũ lụt hay nắng nóng cực đoan.

Khả năng một cột điện bị hỏng có thể gây ra nguy cơ mồi cháy và gây ra hỏa hoạn là như thế nào? Và chi phí để ngăn ngừa sự cố hỏng hóc và rủi ro đó xảy ra trước tiên bằng cách thay thế cột điện nói trên là bao nhiêu?

Đây chỉ là một số câu hỏi và các tình huống trên từng tài sản mạng lưới điện riêng lẻ thông qua phân tích thủ công rủi ro/giá trị, cuối cùng tạo ra độ dư thừa đáng kể của lưới điện và trong một số trường hợp, chứng tỏ là không có khả năng ngăn ngừa cùng lúc tất cả các hư hỏng nghiêm trọng.

Sự phát triển nhanh chóng của trí tuệ nhân tạo và khả năng học máy sẽ hình thành nền tảng cho các chiến lược quản lý rủi ro trong tương lai (Ảnh st)

Khi tần suất của các thảm họa thiên nhiên này tăng lên, các NSP hiện đang hướng đến các năng lực tiên đoán vượt ra ngoài các mô hình kỹ thuật số. Sự phát triển nhanh chóng của trí tuệ nhân tạo và các năng lực học máy sẽ tạo thành nền tảng cho các chiến lược quản lý rủi ro trong tương lai, khi mà phán đoán của con người và các cuộc thanh tra thủ công không thể theo kịp với chuyển đổi khí hậu và các tác động môi trường.

Các công ty điện lực hiện đang chuyển sang cách tiếp cận ưu tiên quản lý rủi ro để quản lý các sự kiện thời tiết cực đoan, kể cả cháy rừng và lũ lụt. Trong khi các mô hình mạng lưới điện kỹ thuật số cấu hình cao, đạt chuẩn kỹ thuật là một cải tiến đáng kể đối với các NSP, thì lợi tức đầu tư vẫn đang tiếp diễn, nhờ mô hình hóa liên tục có khả năng tìm nguồn ứng dụng mới trong các lĩnh vực tác động đến chi phí và rủi ro của mạng lưới điện.

Mức độ chi tiết của phân tích tài sản/rủi ro tăng đáng kể thông qua các năng lực mô hình hóa vật ghép đôi kỹ thuật số tiên tiến. Tính năng tiên tiến này có thể làm tăng đột biến tốc độ nhận dạng rủi ro liên quan đến thời tiết, có khả năng đánh giá hàng triệu tài sản riêng biệt để thông báo cách các công ty điện lực nên phân bổ nguồn lực bao gồm nguồn tài trợ, sửa chữa và thanh tra thủ công.

Vượt qua cơn bão: Bảo vệ lưới điện của chúng ta

Sự gia tăng theo cấp số nhân của các sự kiện thời tiết cực đoan đang đặt các nhà cung cấp năng lượng trên thế giới dưới áp lực rất lớn, không chỉ giúp tạo điều kiện cho khối lượng năng lượng tái tạo ngày càng lớn thâm nhập vào lưới điện mà còn đảm bảo cơ sở hạ tầng hiện có có thể kết nối lưới điện đáng tin cậy và an toàn cho người dân. Tần suất và mức độ dữ dội ngày càng tăng của các sự kiện thời tiết cực đoan đang khiến nhiệm vụ này ngày càng khó khăn, đẩy tính cấp thiết phía sau các năng lực phân tích rủi ro/giá trị mới và quản lý lưới điện lên mức cao quan trọng.Các nhà cung cấp đang nhanh chóng cập nhật các quy trình và thực hành trong và sau các tình huống thời tiết cực đoan, nhưng ảnh hưởng tức thời lên cơ sở hạ tầng và người dân là rất lớn và cần phải hành động ngay lập tức. Kết quả lâu dài của các chiến lược quản lý rủi ro phòng ngừa có thể rất lớn và trong khi đã đạt được những bước tiến lớn, các NSP phải nhìn về phía trước và áp dụng các chiến lược phòng ngừa rủi ro thời tiết khắc nghiệt như một ưu tiên, với AI đóng vai trò vô cùng quan trọng. Sự chuyển đổi trong cách tiếp cận này không chỉ tiết kiệm nhiều nghìn đô la và thời gian mà còn thay đổi cơ bản trải nghiệm của người dân ngày càng mệt mỏi vì tình trạng mất điện.