Willkommen zurück zu unserer Serie zur Digitalisierung des Wasserkraftbetriebs und der Produktionsplanung mit maßgeschneiderten KI-Lösungen. In Teil 1, haben wir untersucht, wie fortschrittliche KI-Algorithmen den Wasserzufluss in Echtzeit mit bemerkenswerter Genauigkeit vorhersagen, die Energieerzeugung optimieren und die Effizienz steigern, indem sie den Wasserstand antizipieren und den Betrieb anpassen. In Teil 2, haben wir die Bedeutung klarer Datenvisualisierungstools für die Verbesserung der Zusammenarbeit zwischen Teams hervorgehoben, indem zugängliche und verständliche Daten bereitgestellt werden, was zu einer besseren Entscheidungsfindung und betrieblicher Effizienz führt.

Nachdem wir alle relevanten Daten erfasst, verarbeitet, analysiert und visualisiert haben, sind wir bereit für die Magie — Wasserkraftbetrieb und Produktionsplanung. In diesem letzten Teil der Serie werden wir erörtern, wie die Digitalisierung die kurz-, mittel- und langfristige Produktionsplanung vorantreibt und wie die Strommärkte mithilfe digitaler Lösungen stabiler werden. Wir werden auch Möglichkeiten aufdecken, die sich in der Wartungs- und Ausfallplanung verbergen, und digitale Lösungen mit der Vorbereitung auf saisonale Muster kombinieren, einschließlich saisonaler und ganzjähriger Restriktionsmanagement. Lass uns anfangen!

Abschnitt 1: Optimierung der kurz-, mittel- und langfristigen Planung

Der Übergang von prädiktiven Erkenntnissen zu umsetzbaren Strategien ist der Kern der Planungsphase. Dazu gehört die Integration von prädiktiver Analytik mit operativem Fachwissen, um kurz-, mittel- und langfristige Produktionspläne zu formulieren. Diese Synthese aus datengestützten Erkenntnissen und menschlicher Intelligenz verbessert die Entscheidungsprozesse und unterstützt einen nachhaltigen und effizienten Wasserkraftbetrieb. Erfolgreiches Wassermanagement hängt davon ab, ob Sie Ihre Flexibilität erhöhen und Ihr Zeitfenster in Bezug auf die Wasserableitung maximieren können. Betreiber können digitale Tools verwenden, um Aufgaben zur Erhöhung der Flexibilität zu automatisieren, z. B. die präventive Senkung des Reservoirspiegels. Wo menschliche Intelligenz nach wie vor von entscheidender Bedeutung ist, helfen digitale Plattformen dabei, in unerwarteten Situationen fundierte Entscheidungen zu treffen. Hier sind einige Funktionen, mit denen Teams rund um die Uhr Einblicke in Echtzeit erhalten können.

Intraday- und Day-Ahead-Energiemärkte

Mithilfe von Methoden des maschinellen Lernens ermöglicht die kontinuierliche Verarbeitung von Live-Telemetriedaten und Wettervorhersagen die Berechnung kurzfristiger Zuflussvorhersagen für die kommenden 1 bis 72 Stunden. Angesichts der Dynamik sowohl der Anlagentelemetrie- als auch der Wetterdaten wird die Berechnung der aggregierten Zuflussprognose in Echtzeit aktualisiert. Diese Daten dienen als Grundlage für die Formulierung eines Produktionsplans, der auf Day-Ahead-Märkte zugeschnitten ist und anschließend über eine API an das Betriebsteam übermittelt wird. Er enthält Empfehlungen zur Optimierung der Speicherflexibilität und der Nutzung der Wasserressourcen.

Um die Erkenntnisse für die Produktionsplanung zu verbessern, werden Energiepreisprognosedaten in das Modell integriert, wodurch die vorhandenen Datensätze für die Berechnung eines „Wasserwerts“ erweitert werden. Dieser berechnete Wert wird strategisch genutzt, um die vorhandene Flexibilität ausschließlich dann auszuschöpfen, wenn das Potenzial zur Wertmaximierung erkannt wird, und um die Produktionsplanung bis zu einem Jahr in die Zukunft zu projizieren. Schließlich werden alle betrieblichen und ökologischen Einschränkungen und Vorschriften sowie manuelle Ausfälle und Wartungsfenster ebenfalls in den Algorithmus eingespeist, um ihn bei der Optimierung zu berücksichtigen.

Mittel- und langfristige Planung

Eine strategisch fundierte mittel- und langfristige Produktionsplanung basiert auf anderen Kennzahlen als die kurzfristige Produktionsplanung. Während die Produktionsplanung für den Tag im Voraus hauptsächlich auf Zuflussprognosen und Wasserwertberechnungen basieren wird, verwendet die mittel- und langfristige Produktionsplanung, die sich über einen Monat bis fünf Jahre in der Zukunft erstreckt, historische Zuflussdaten, um den geschätzten Zufluss zu extrapolieren. Einmalige Ereignisse sind zwar von großer Bedeutung, sollten aber nicht über Erfolg oder Misserfolg unserer Wasserkraftproduktion entscheiden. Vielmehr ist es die Fähigkeit zur Optimierung und langfristigen Planung, die Sie von anderen unterscheidet. Unserer Erfahrung nach sind Vermögensverwalter, die der langfristigen Optimierung Vorrang vor kurzfristigen Gewinnen einräumen, besser gerüstet, um einzelne Ereignisse wie schwarze Schwäne zu überstehen, ohne ihre übergeordneten Ziele zu gefährden.

Langfristige Planung ist entscheidend für die Nachhaltigkeit und Rentabilität des Wasserkraftbetriebs. HYDROGRID Insight führt eine beispiellose Funktion für langfristige Prognosen ein, die maschinelles Lernen nutzt, um historische Daten und tägliche Istwerte zu verarbeiten. Diese Lösung bietet Prognosen für den Wasserzufluss, den Wasserstand und die Produktionsplanung bis zu 12 Monate im Voraus. Es geht nicht nur um Daten; es geht um genaue Prognosen, die eine bessere Wartungsplanung, Ausfallplanung und Wassermanagement ermöglichen. Nach unvorhergesehenen Ereignissen werden Display, Produktionsplanung und Zuflussprognosen schnell neu kalibriert, um sicherzustellen, dass Sie immer mit den aktuellsten und relevantesten Daten arbeiten.

Nebendienstleistungen

Nebendienstleistungen, die für die Netzstabilität unerlässlich sind, erfordern ein sorgfältiges Gleichgewicht zwischen Produktionskapazität und Marktbedingungen. Automatisierte digitale Tools, die mit Funktionen zur Berechnung in Echtzeit ausgestattet sind, ermöglichen es den Betreibern, ihre Energiemärkte mit Zuversicht zu beliefern. Diese Entscheidungen, die von fortschrittlichen Algorithmen geleitet werden, stellen sicher, dass Verpflichtungen an der optimalen Schnittstelle zwischen Reservoirmengen, Zukunftsprognosen und Energiepreisen getroffen werden. Dieser strategische Ansatz erhöht nicht nur die Rentabilität, sondern trägt auch zur Stabilisierung der Stromnetze bei. Die Bindung von Energie an Hilfsmärkte sollte immer an der Schnittstelle zwischen Produktionskapazität (Reservoirniveau und zukünftige Prognosen) und Energiepreis erfolgen.

Abschnitt 2: Wasserwert für die Produktionsplanung — Rechtzeitige Entscheidungen an der Schnittstelle zwischen Handel und Betrieb

Abschnitt 2: Wasserwert für die Produktionsplanung — Rechtzeitige Entscheidungen an der Schnittstelle zwischen Handel und Betrieb

Heuristische Modelle wie HIRO eignen sich hervorragend für Umgebungen voller Unsicherheiten. Diese robusten Entscheidungsrahmen sind so konzipiert, dass sie vorhersehbare Ereignisse bewältigen und, was noch wichtiger ist, sich auf die unvorhergesehenen Herausforderungen vorbereiten, die als „schwarze Schwäne“ bekannt sind. Im aktuellen globalen Klima geht es nicht mehr darum, ob ein schwarzer Schwan zuschlägt, sondern wann.

Das Wasserwertkonzept integriert Zuflussprognosen, Energiepreisprognosen und betriebliche Einschränkungen, um die optimale Nutzung der Wasserressourcen zu bestimmen. Dieser Ansatz stellt sicher, dass Wasser dann entsorgt wird, wenn sein Wert maximiert ist, was sowohl den betrieblichen Zielen als auch den Marktbedingungen entspricht. Für Betriebsplaner bedeutet dies, eine klare, datengestützte Strategie zur effektiven Bewirtschaftung der Wasserressourcen, zur Minimierung von Verschwendung und zur Optimierung der Energieerzeugung zu haben.

Wasserwert für Händler

Für Händler bietet das Wasserwertmodell wichtige Einblicke in die Marktbedingungen und potenzielle Umsatzchancen. Wenn Händler den prognostizierten Wasserzufluss und seinen berechneten Wert verstehen, können sie fundierte Entscheidungen darüber treffen, wann Energie am Markt eingeführt werden soll. Dieser strategische Ansatz verbessert die Fähigkeit, von günstigen Marktbedingungen zu profitieren und gleichzeitig die betriebliche Effizienz aufrechtzuerhalten.

Abschnitt 3: Aufdecken von Möglichkeiten in der Einschränkungs-, Wartungs- und Ausfallplanung

Die vorausschauende Wartung mithilfe von KI ermöglicht die frühzeitige Identifizierung potenzieller Probleme und reduziert so das Risiko unerwarteter Geräteausfälle. Durch die Analyse historischer Daten und Betriebskennzahlen in Echtzeit können KI-Modelle vorhersagen, wann eine Wartung erforderlich ist, wodurch zeitnahe Interventionen gewährleistet und Ausfallzeiten minimiert werden. Dieser proaktive Ansatz verlängert nicht nur die Lebensdauer der Geräte, sondern verbessert auch die allgemeine Betriebseffizienz.

Vorteile proaktiver Wartungspläne

Durch die Implementierung proaktiver Wartungspläne wird sichergestellt, dass Wartungsaktivitäten in Zeiten geringer betrieblicher Nachfrage geplant und ausgeführt werden, wodurch die Auswirkungen auf die Produktion minimiert werden. Diese strategische Planung führt zu einer effizienteren Nutzung von Ressourcen, senkt die Kosten und verbessert die Zuverlässigkeit des Wasserkraftbetriebs.

Effiziente Ausfallplanung und ungeplantes Ausfallmanagement

Die Integration der Ausfallplanung in den Gesamtbetrieb ist entscheidend für die Aufrechterhaltung von Stabilität und Effizienz. Digitale Tools können dabei helfen, optimale Zeiten für geplante Ausfälle zu ermitteln und deren Auswirkungen auf Produktion und Marktstabilität zu minimieren. Darüber hinaus können diese Tools bei der Bewältigung ungeplanter Ausfälle helfen, indem sie Produktionspläne und Prognosen schnell neu berechnen und so sicherstellen, dass sich der Betrieb schnell an unerwartete Ereignisse anpassen kann.

Abschnitt 4: Vorbereitung auf saisonale Muster und Restriktionsmanagement

Vorbereitung auf saisonale Schwankungen

Die Rolle der KI bei der Vorhersage saisonaler Zuflussmuster ist von entscheidender Bedeutung. Bei der Berechnung saisonaler Muster werden historische Daten von mindestens 12 Monaten und vorzugsweise mindestens drei Jahren analysiert. Für die Vorhersage dieser Muster wurden bisher naive Modelle verwendet, die davon ausgingen, dass jede Jahreszeit wie die letzte aussah. Aufgrund der Entwicklungen auf Klimaebene ist es für Wasserkraftmanager unerlässlich, Trends so genau wie möglich vorherzusagen und Maßnahmen zur Eindämmung und Widerstandsfähigkeit anzuwenden. Wir sprechen von intensiveren Überschwemmungen und/oder Dürren, längeren Trockenzeiten, schwankender Luftfeuchtigkeit und weiteren Mustern.

Strategien zur Anpassung des Betriebs auf der Grundlage saisonaler Daten

Effektive Strategien zur Anpassung von Betriebsabläufen auf der Grundlage saisonaler Daten beinhalten die Nutzung KI-gestützter Erkenntnisse zur Optimierung des Wasserressourcenmanagements. Dazu gehören die Anpassung des Reservoirspiegels, die Steuerung der Zuflüsse und die Planung der Energieproduktion, um sie an saisonale Schwankungen anzupassen. Durch den Einsatz fortschrittlicher Prognosetools können Betreiber sicherstellen, dass ihre Strategien sowohl proaktiv als auch anpassungsfähig sind, wodurch die Auswirkungen saisonaler Schwankungen auf den Betrieb reduziert werden.

Tools zur Verwaltung saisonaler und ganzjähriger Einschränkungen

Die Verwaltung von Einschränkungen mit digitalen Lösungen erfordert den Einsatz fortschrittlicher Software zur Überwachung und Einhaltung behördlicher Anforderungen. Diese Tools liefern Daten und Warnmeldungen in Echtzeit und stellen so sicher, dass der Betrieb innerhalb der gesetzlichen und ökologischen Beschränkungen bleibt. Fallbeispiele für ein erfolgreiches Restriktionsmanagement verdeutlichen die Vorteile der Integration digitaler Lösungen für Compliance und Effizienz.

Vorteile der Integration digitaler Lösungen für Compliance und Effizienz

Die Integration digitaler Lösungen verbessert die Compliance und die betriebliche Effizienz, indem sie Einblicke in Echtzeit bietet, die Compliance-Berichterstattung automatisiert und das Ressourcenmanagement optimiert. Diese Vorteile führen zu geringeren Betriebsrisiken, niedrigeren Kosten und verbesserter Nachhaltigkeit.

Fazit

Erfolgreiches Wassermanagement hängt davon ab, Flexibilität aufzubauen und Ihr Manövrierfenster in Bezug auf Wasserableitungsstrategien zu maximieren. Betreiber können digitale Tools verwenden, um Aufgaben zur Erhöhung der Flexibilität zu automatisieren, z. B. die präventive Senkung des Reservoirspiegels. Wo menschliche Intelligenz nach wie vor von entscheidender Bedeutung ist, helfen digitale Plattformen dabei, in unerwarteten Situationen fundierte Entscheidungen zu treffen. Hier sind einige Funktionen, mit denen Teams rund um die Uhr Einblicke in Echtzeit erhalten können:

Überblick über KI-gestützte Planungsfunktionalitäten

• Produktionsplanung in Echtzeit: Digitale Lösungen ermöglichen eine präzise Planung in Echtzeit und optimieren den Wasserverbrauch und die Energieausbeute.
• Langfristige Produktionsplanung: Anhand saisonaler Muster und Trends, die aus historischen Daten Ihrer Pflanze abgeleitet wurden, können Sie bis zu 12/14 Monate im Voraus schauen und entsprechend planen.
• Berechnungen des Wasserwerts: KI-Tools berechnen den optimalen Wasserwert unter Berücksichtigung verschiedener Marktbedingungen und betrieblicher Einschränkungen.
• Prädiktive Wartungsplanung: Digitale Plattformen prognostizieren den Wartungsbedarf, sorgen für zeitnahe Interventionen und minimieren Ausfallzeiten.
• Constraint-Management und Priorisierung: KI hilft bei der Verwaltung und Priorisierung betrieblicher Einschränkungen und verbessert so die Gesamteffizienz.
• Plattformen für die Zusammenarbeit: Diese Plattformen verbessern die Kommunikation und Koordination zwischen den Teammitgliedern und führen zu effektiveren Entscheidungen.
• Daten-Dashboards in Echtzeit: Dashboards bieten einen Überblick über wichtige Kennzahlen und ermöglichen so schnelle und fundierte Entscheidungen.

Arbeiten Sie mit HYDROGRID zusammen, um Ihr Wasserkraftwerk zu digitalisieren

Wir glauben, dass die Wasserkraftbranche durch die effektive Kombination technologischer Fortschritte mit betrieblicher Expertise gut positioniert ist, um ihre entscheidende Rolle in der Landschaft der erneuerbaren Energien aufrechtzuerhalten und zur ökologischen Nachhaltigkeit und zur Verbesserung der Betriebseffizienz beizutragen. HYDROGRID Insight kann eine Produktionsplanungsstrategie unterstützen, indem es diese Daten synthetisiert, um Zeit zu sparen. Zusätzlich zu diesen Berechnungen können prädiktive Erkenntnisse die menschliche Entscheidungsfindung auf zweierlei Weise verbessern:

1. Es berechnet bereits bestehende Einschränkungen des Wassersystems und berücksichtigt bewährte Verfahren bei der nachhaltigen Nutzung von Geräten, wie z. B. empfohlene Rampengeschwindigkeiten und Wartungsplanung, Punkte und Kurven für den besten Wirkungsgrad der Turbinen, Empfehlungen für den Torbetrieb usw.
2. Bei der Berechnung einer Prognose werden ständig die neuesten verfügbaren Daten in Kombination mit einer ständig wachsenden Datenbank historischer Daten verwendet, und zwar mit einer Genauigkeit, die mit der Anhäufung historischer Daten zunimmt.

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