Digital Twins of hydroelectric generating units: AI insight from sensor data combined with physics-based simulation

水力发电机组的运行是不断发展的，需要更好的状态监测和发电设备的准确建模。过去，水力发电机组被过度设计，并在基本负荷条件下持续运行，而如今，新建和翻新的水力发电机组的设计具有严格的性能和运行制度要求。值得注意的是，它们被用于电力调节，以将更多间歇性的风能和太阳能纳入电网，并且必须频繁启动和停止。所有这一切的后果是对单位的更大压力，这可能导致失败和生产力的损失。因此，必须更好地监测设备并预测其行为和结果。蒙特利尔理工大学、魁北克水电公司和玛雅HTT公司将共同开发工具，以建立水力发电装置的数字双胞胎。这种数字孪生将通过人工智能将实时传感器数据与基于物理的建模相结合，实现水力发电机组的实时仿真。它可以预测故障，优化维护计划，并模拟设备的使用和磨损情况。为此，一个由10多名高素质人员组成的小组将使用物理信息神经网络和适当的广义分解来开发学术模型系统的降阶模型，展示与Hydro Quebec设备相同的一些物理特性，并将其纳入Maya HTT的软件解决方案。这种渐进的方法将使我们能够克服将实验测量和物理建模与人工智能相结合以开发真实工业设备的数字孪生所需的相同挑战。#(c)#(f)功能：单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位、单位。有三种情况，一种是单位- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -还有一项说明，即利用电子交换器和电子交换器，将电子交换器与电子交换器结合起来，将电子交换器与电子交换器结合起来，将电子交换器与电子交换器结合起来。从总体上看，这是一种改进的方法，即增加了对单位的限制，增加了对单位的限制，增加了对单位的限制，增加了对单位的限制。将完成基本的miux监测仪、<s:1> <s:1>通讯设备和<s:1> <s:1>通讯设备。montecech - montecech， hydro - quemac和Maya - HTT - travailleront ensemble pour ddsamuest - outils - nsamessaires pour la reacmes de jumeaux - nsamriques d’une unitest生产hydrosamuque。联合国电话朱莫娃娃numerique combinera des数据de capteurs用一个modelisation basee苏尔la形体优雅l 'intelligence artificielle倒意识到洛杉矶模拟一个团结hydroelectrique en临时工卷。1 .将跨部门交换交换交换交换交换交换交换交换交换交换交换交换交换交换交换交换交换交换交换交换交换。À cette fin, un group de personnel ement qualififide + 10 persons utilisera les res res saux de neurones basims sur la physicalinformed neural networks（物理信息神经网络）et la danci.comress（适当的广义分解），danci.comress（适当的广义分解），danci.comress（适当的广义分解），danci.comress（适当的广义分解），danci.comress（适当的广义分解），danci.comress（适当的广义分解），danci.comress（适当的广义分解），danci.comress（适当的广义分解），danci.acacimmiques（适当的广义分解）。L' samquipe结合了modsamicization和la solution logicielle de Maya HTT的技术。Cette方法渐进式的信息交换交换器，如：mêmes电子电子交换器，实验电子电子交换器，电子电子交换器，电子电子交换器，智能电子交换器，电子电子交换器，电子电子交换器，电子电子交换器，电子电子交换器。

The operation of hydroelectric generating units is evolving, creating the need for better condition monitoring and accurate modeling of the power-generating equipment. Whereas hydro units used to be overdesigned and continuously operated at baseload conditions, today's new units and refurbished ones are designed with stringent performance and operational regime requirements. Notably, they are relied upon for power regulation to integrate more intermittent wind and solar energy in the grid and must undergo frequent starts and stops. The consequence of all this is greater stresses on the units, which can lead to failures and loss of productivity. It is thus essential to better monitor the equipment and predict its behaviour and outcome.Polytechnique Montreal, Hydro Quebec and Maya HTT will work together to develop the tools to build the Digital Twin of a hydro unit. Such a digital twin will combine live sensor data with physics-based modeling through artificial intelligence to achieve real-time simulation of a hydro unit. It will allow predicting failures, optimising maintenance schedules, and simulate scenarios of usage and wear of the equipment.To this end, a group of more than 10 highly qualified personnel will use Physics-Informed Neural Networks and Proper Generalized Decomposition to develop reduced-order models of academic model systems exhibiting some of the same physics as Hydro Quebec's equipment and incorporate them in Maya HTT's software solution. This gradual approach will enable us to overcome the same challenges required to combine experimental measurements and physical modeling with artificial intelligence to develop digital twins for real industrial equipment.#(cr)#(lf)Le fonctionnement des unités de production hydroélectriques évolue, créant le besoin d'une meilleure surveillance de leur état et d'une modélisation précise des équipements de production électrique. Alors que les unités hydroélectriques étaient surdimensionnées et fonctionnaient en continu dans des conditions de charge de base, les nouvelles unités et les unités rénovées d'aujourd'hui sont conçues avec des exigences strictes en matière de performances et de régime opérationnel. Elles sont notamment utilisées pour la régulation de puissance afin d'intégrer plus d'énergie éolienne et solaire intermittente dans le réseau et doivent subir des démarrages et des arrêts fréquents. La conséquence de tout cela est une augmentation des contraintes sur les unités, ce qui peut entraîner des pannes imprévisibles et une perte de productivité. Il est donc essentiel de mieux surveiller l'équipement et de prévoir son comportement. Polytechnique Montréal, Hydro-Québec et Maya HTT travailleront ensemble pour développer les outils nécessaires pour la réalisation de jumeaux numériques d'une unité de production hydroélectrique. Un tel jumeau numérique combinera des données de capteurs avec une modélisation basée sur la physique grâce à l'intelligence artificielle pour réaliser la simulation en temps réel d'une unité hydroélectrique. Il permettra de prévoir les pannes, d'optimiser les calendriers de maintenance et de simuler des scénarios d'utilisation et d'usure des équipements. À cette fin, un groupe de personnel hautement qualifié de plus de 10 personnes utilisera les réseaux de neurones basés sur la physique (physics-informed neural networks) et la décomposition généralisée (proper generalised decomposition) pour développer des modèles d'ordre réduit de montages expérimentaux académiques présentant une partie de la même physique que les équipements d'Hydro-Québec. L'équipe incorporera ces techniques de modélisation dans la solution logicielle de Maya HTT. Cette approche progressive nous permettra de relever les mêmes défis que celui de combiner mesures expérimentales et modélisation physique avec intelligence artificielle pour développer des jumeaux numériques pour de vrais équipements industriels.