バーデン＝ヴュルテンベルク州の送電網を高度な資産検査でデジタル・ツイン化
2020年の夏、ドイツの配電系統運用者（DSO）であるネッツェBW社は、高圧ネットワーク全体の資産検査に対する新たなアプローチを模索するため、シャーパー・シェイプ社と協力しました。
ネッツェBW社は、バーデン＝ヴュルテンベルク州（国内第3の州）最大の配電会社で、州内の高圧、中圧、低圧のネットワークを統括している。その送電線は10万km（62,000マイル以上）に及び、他の電力会社と同様、ネットワークの監視、検査、保守という絶え間ない課題に直面している。
厳密な資産検査がなければ、電力会社は顧客への安定した安全な供給を確保できない。しかし、これほど広範でバラバラの地域を詳細に検査することは、非常に多くのリソースを必要とするため、運営コストを抑制する必要性との間に緊張関係が生じる。歴史的には、ネッツェBWはこの点で実行可能なバランスをとってきたが、DSOにとって時代は変わりつつある。
課題：転換期
従来の検査方法は、エンジニアのチームを配置し、州内を移動したり電柱に登ったりして手作業で資産を検査するというものだった。この作業は危険も伴う。
しかし、DSOを取り巻く環境は急速に変化している。ひとつは、再生可能エネルギー革命が進行していることで、配電レベルで接続される中小規模の分散型エネルギー資産（DER）が大幅に増加していることだ。これは、従来の送電網の地形を根底から覆すものだ。発電はほぼ独占的に大規模で集中管理され、高電圧の送電網に接続され、その送電網がさまざまな配電網に電力を送っていた。現在、DSOは、DER（ソーラーパネル、小型風力タービン、電気自動車充電器など）がネットワークに直接接続されるケースが増えている。
同時に、電力会社は、この新しい事業環境に対応して、より良い、より迅速な事実に基づく意思決定を促進するために、デジタル化と分散化を模索している。
ネッツェBWのプロジェクト・マネージャーであるマリオ・グネディグは、「分散化された組織構造の最後の部分まで社内の変革を進め、全従業員を巻き込んでいく」という現在進行形の挑戦についてこう語る。ドイツでは、他の多くの国々と同様、エネルギー革命による配電網の激変が起きている。長い計画を立てる時代は終わりを告げ、私たちは送電網や接続されたプロシューマーの変化にこれまで以上に迅速に対応しなければならない。これは技術的な課題であるだけでなく、従業員の働き方にも根本的な変革をもたらすものです」。
「長い計画期間の時代は終わり、グリッドや接続されたプロシューマーの変化に、より迅速に対応できるようにならなければならない」。- ネッツェBW、プロジェクト・マネージャー、マリオ・グネディッヒ
ソリューション：資産検査への新しいアプローチ
2020年夏、ネッツェBW社は、資産検査にデジタル・ファーストのアプローチをとる企業であるシャーパー・シェイプ社とのパイロット・プロジェクトに着手し、検査効率を大幅に改善し、電力会社の広範なデジタル化計画に貢献することを約束した。
第1段階は、高解像度カメラを搭載したドローンを使った現場での空中検査だった。ドローン撮影を使用することで、人間が梯子を上るよりもはるかに迅速に所定の鉄塔に関する情報を取得できるだけでなく、地上にいる人員を維持することで人的リスクを軽減し、以前はアクセスできなかった場所の検査を軽快に行うことができた。
Gnädig氏は次のようにコメントしている：「ドローンの飛行計画ソフトウェアを使用することで、パイロットの知識がなくても、高圧鉄塔の周囲をほぼ単独でドローンを飛行させ、鉄塔上の対象物の画像を自動的に生成して視覚化することが簡単にできることに感銘を受けました。
ドローンによるデータ収集を導入するだけで、検査チームは一定の時間枠内でより多くのネットワークをカバーできるようになり、負担が大幅に軽減されました。しかし、シャーパー・シェイプのシステムの価値の大部分は、収集したデータを分析するためのソフトウェア・プラットフォーム、Sharper COREにあります。
このシステムは、自動的にデータを取得し、人工知能と機械学習アルゴリズムを適用して、リソースを最も効率的に活用するために、メンテナンスや将来の点検を計画し、優先順位をつけるだけでなく、ネットワーク全体のデータをマッピングして標準化することで、より広範なデジタル化の取り組みを支援する。
その結果、よりデジタルで高精細なグリッドが実現した。
グネディヒにとって、このプロジェクトが成功したかどうかの基準は明確だった：「何よりもまず、最新のテクノロジーを使って現場の同僚をサポートしたい。他のツールで彼らの仕事量を増やすのではなく、真の簡素化を実現することが非常に重要です。これを達成するために、私たちは高度なデジタル化と自動化を目指しています"
このソフトウェアでは、検査対象間のナビゲーションを簡単かつ直感的に行うことができ、データは標準化されているため、将来的に公益事業内の他の部署と簡単に共有することができます。ユーザーは、プラットフォーム内の高度なデータ視覚化の恩恵を受け、コンテキストを与え、データを理解しやすくすることで、効率を高め、エラーを減らすことができました。
Gnädig氏は、このアプローチをNetze BWのネットワーク全体に拡大することに価値があると考えている：「全社的な展開は、我々のオペレーションにおけるより高い安全基準を意味するだけでなく、文書化とデータ品質の高度な標準化を意味する。さらに、データの可用性が向上することで、動的な検査間隔、天候など他のパラメータへの誤差の依存性、乗務員にとっての各現場でのより良い情報状況など、より複雑な分析トピックが可能になります。"
"全社的な展開は、文書化とデータ品質の高度な標準化だけでなく、私たちの業務におけるより高い安全基準を意味します"- ネッツェBW社、プロジェクト・マネージャー、Mario Gnädig氏
配電網のデジタル化には様々な形態があります。しかし、高度な資産検査技術によるデータ収集は、送電線の検査体制そのものに革命をもたらすだけでなく、送電網の計画や緊急時対応など、組織全体の価値を高めるために他部門にも波及します。強力なソフトウェアと分析技術でこのすべてを結びつけることが、データを最大限に活用し、Gnädig氏が規定するように、複雑なレイヤーを増やすのではなく、従業員の生活を楽にし、プロセスを改善するツールを確保する鍵になります。
実際、彼は「さまざまなソースから複雑で管理しきれないつながりを発見するためには、AIが不可欠だ」と未来を見ている。AIはそれ自体が目的ではなく、仕事がなくなるわけでもない。しかし、AIは私たちがよりよく働くための助けとなり、想像を絶するほど大量のデータを扱うための道具となるだろう。私たちは誇大広告を捨て、電卓や鉛筆のように自然に使うようになるだろう」。
「AIは必要不可欠なものである。- マリオ・グネディグ、ネッツェBW、プロジェクト・マネージャー
