質子重離子加速器系統(tǒng)的運行與維護需要眾多團隊的分工協(xié)作，如何智慧賦能以實現(xiàn)設備與電氣系統(tǒng)的高效運維管理？

在能源安全和雙碳目標的雙重驅動下，質子重離子醫(yī)院如何實現(xiàn)低碳化與電氣化的平穩(wěn)轉型？

本期《行業(yè)·啟施錄》，讓我們將鏡頭聚焦到質子重離子醫(yī)院的設施運維管理與低碳電氣化領域，看施家智囊團與行業(yè)大咖給出了怎樣的洞察？《質子重離子醫(yī)院電力系統(tǒng)藍皮書》又為我們提供了怎樣的專業(yè)見解？

01.復雜系統(tǒng)，智慧運維正當其時

離子源系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)等眾多子系統(tǒng)共同組成了質子重離子治療設施及其附屬系統(tǒng)，承載著成千上萬患者的治療希望。也正因如此，設備運行與治療的中斷將帶來重大的損失，對于相關設備的運維與保障工作尤為重要。

在粒子治療(Particle Therapy, PT)系統(tǒng)的設備運維管理過程中，充分的運維經(jīng)驗與前瞻性的頂層視角相當必要，盡可能在早期設計與施工中迭代經(jīng)驗。例如通過UPS不間斷電源或DVR/DVRS動態(tài)電壓補償器來穩(wěn)定精密設備運行、提升冷卻水系統(tǒng)對電壓暫降的適應性等措施，減少治療中斷和設備損壞的潛在可能?！鯁⑻液戏孰x子醫(yī)學中心有限公司副總經(jīng)理

綜合考量可靠性、成本控制、應急處理與可持續(xù)性這四大關鍵要素，施家選擇以數(shù)字化智能配電系統(tǒng)賦能質子重離子醫(yī)院設備運維管理。

從響應性維護、預防性維護再到預測性維護，設備運維管理方式的不斷迭代也代表著行業(yè)正朝向更加符合時代風向、順應先進需求的路徑發(fā)展。針對負荷分級和電能質量優(yōu)化，施耐德電氣提出定制化電力系統(tǒng)智能運維解決方案，確保質子重離子醫(yī)院設備運行穩(wěn)定?！莒褪┠偷码姎飧呒壷魅渭軜嫀?/p>

為應對治療設備斷電時間小于150毫秒等挑戰(zhàn)，施家依托基于EcoStruxure架構下的數(shù)字化智能配電系統(tǒng)，為上海市質子重離子醫(yī)院的設備運維開出“良方”——

通過多點位測量儀表等互聯(lián)互通的產品部署，結合配電與電力監(jiān)控系統(tǒng)等邊緣控制軟件，實現(xiàn)對電氣設備實時狀態(tài)、參數(shù)與突發(fā)事件的監(jiān)測，完成對電力資產及電能質量的實時分析并可視化呈現(xiàn)，從而為設備本身的可靠性提供保證、為關鍵設備及附屬系統(tǒng)的運維管理提供強勁的后備支持，最終實現(xiàn)精密捕捉-深度洞悉-全面治理的全周期運維進化。

外電網(wǎng)波動是電網(wǎng)運行過程中客觀存在且不可避免的現(xiàn)象。電網(wǎng)波動中的電壓暫降現(xiàn)象會造成設備系統(tǒng)性停機并對正常治療產生影響。通過在重要系統(tǒng)中加裝施耐德電氣DVR（動態(tài)電壓補償器），可實時監(jiān)測系統(tǒng)電壓并補償外電網(wǎng)波動時發(fā)生的電壓暫降，將電網(wǎng)波動引發(fā)的停機時間降低了80%。

另外，電氣系統(tǒng)中定期的熱成像檢測是電氣發(fā)熱事故預防的有效手段，及時掌握發(fā)熱信息并處理能預防電氣事故發(fā)生。最后，開關越級跳閘是保護動作中出現(xiàn)的錯誤，需要及時糾正。通過了解上下級開關的保護類別及負荷電流的特性，來確定開關的選型及整定值設定，可有效避免開關越級跳閘故障。

回顧整個電力系統(tǒng)的保障，我認為整個電力系統(tǒng)的保障需要以專業(yè)設計和專業(yè)運維為技術支撐，制定系統(tǒng)性檢查、檢測、測試等手段為管理方式。做好提前預防，減少事故發(fā)生，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定?！齑航苌虾Ｊ匈|子重離子醫(yī)院后勤保障部主任

知易行難，針對質子重離子醫(yī)院電氣設施長線、穩(wěn)定的運維管理系統(tǒng)搭建，施家已有充分的行業(yè)經(jīng)驗與全面的軟硬件支持：基于PowerSystemService（配電系統(tǒng)分析咨詢服務）與Etap專業(yè)電力軟件對電氣系統(tǒng)進行宏觀的分析、評估、計劃制定，結合POI站控專家、能力全面的開關柜與傳感單元等組合，實現(xiàn)電壓穩(wěn)定、監(jiān)測細致、行之有效的解決方案覆蓋。

02.時代命題，低碳提效作何解？

質子重離子治療設備本身能耗巨大，其附屬的水冷、真空、射頻等系統(tǒng)也需長時間穩(wěn)定運行，整體能耗居高不下。與此同時，動態(tài)的能耗變化與節(jié)能改造潛在的停機風險也為質子重離子醫(yī)院的能效升級出了一道難題。

受到標準規(guī)范限制，很多醫(yī)院的早期項目難以完全符合低碳提效的新標準，同時高峰電價導致的成本增加，也對質子醫(yī)院提出了探索更高效能耗調度方案的新需求。為此，我們正在通過負載模式識別系統(tǒng)和能耗數(shù)據(jù)實時監(jiān)測等措施，結合光伏發(fā)電、儲能優(yōu)化和控制策略，探索降低電力系統(tǒng)能耗的答案?！钊f宏上海市質子重離子醫(yī)院高級工程師

作為能源管理領域的先行者與踐行者，施家著力于推動醫(yī)療行業(yè)智能微電網(wǎng)架構建設，以應對能源穩(wěn)定性與能源成本的挑戰(zhàn)，助力醫(yī)院實現(xiàn)低碳化與電氣化轉型。

一方面，施家具備針對微電網(wǎng)建設的創(chuàng)新解決方案，以監(jiān)測和控制設備、分布式能源資產等各類智能互聯(lián)產品構成“底層建設”，以微電網(wǎng)控制器與相關軟件相結合構成負責邊緣控制的“中流砥柱”，并通過EcoStruxure Microgrid Advisor微網(wǎng)能源顧問為核心的系列解決方案搭建“頂層設計”。三大功能層緊密協(xié)調，完成控制指令和數(shù)據(jù)傳輸任務，滿足市電接入、分布式發(fā)電設備和用能設備的多樣調配需求，最終實現(xiàn)對質子重離子醫(yī)院提高彈性、節(jié)約成本和使用可再生能源的微網(wǎng)賦能。

另一方面，施家也在探索高耗能系統(tǒng)更多的精進可能。例如，通過AI技術聯(lián)動并優(yōu)化設備運行數(shù)據(jù)與能源消耗數(shù)據(jù)，以能耗數(shù)據(jù)指導運行策略、以運行效率提升反哺能源效率提升，最終實現(xiàn)“雙向奔赴”、“互惠共進”。

在健康中國行動的需求下，醫(yī)療行業(yè)迎接的既有高質量新發(fā)展的機遇，也有更加高效、可靠、低碳的挑戰(zhàn)。未來，施家將攜手更多行業(yè)伙伴，以前沿洞察與實踐經(jīng)驗結合全面的創(chuàng)新解決方案，為質子重離子醫(yī)院乃至醫(yī)療行業(yè)提供有價值的參考與服務，助力行業(yè)高質量可持續(xù)發(fā)展。