未來智慧電網(wǎng)：數(shù)字孿生變電站描繪三維可視化藍圖

    隨著進入數(shù)字化、信息化時代的發(fā)展時期，當前在市場經(jīng)濟需求、技術創(chuàng)新、公共政策的協(xié)同推動下，我國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展將更進一步的深入推進和擴大。當時企業(yè)同時也面臨著如何有效管理等嚴峻問題的挑戰(zhàn)，在電力行業(yè)尤為突出顯眼。電力作為我們?nèi)粘Ｉ�活息息相關的重要領域，也正在適應著智能化的發(fā)展。

    電網(wǎng)系統(tǒng)的建設環(huán)境及內(nèi)部結構往往是復雜多樣的，運維模式主要是依靠安裝傳感器和人力巡檢，很難對全站所有的位置進行監(jiān)測，而且人工運維成本高，變電站作為電網(wǎng)的一個核心環(huán)節(jié)，數(shù)字孿生技術下打造的智慧電力的出現(xiàn)將改變這傳統(tǒng)的運維模式，讓正處于高度安全風險之中的電力建設方面發(fā)生新的轉變，實現(xiàn)了變電站智能化、綠色化的高效轉型升級發(fā)展。

    數(shù)字孿生變電站可以理解為充分利用電力系統(tǒng)的物理模型、精準的現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)、電力系統(tǒng)歷史運行數(shù)據(jù)等。結合云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等多方面技術支持，通過在虛擬空間中，建立數(shù)據(jù)與知識共同驅動的動態(tài)的數(shù)字空間模型；以三維可視化樣式多維度呈現(xiàn)變電站運營場景，和傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)仿真相比，數(shù)字孿生變電站將實行運行狀態(tài)實時監(jiān)測；運維設備、控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的互動互聯(lián)互通。加強變電站設備的電力規(guī)劃、數(shù)字決策、增強安全管理的應用、提高運檢精益管理水平。

    1、智慧電網(wǎng)三維可視化模型

    電力設施穿越線路較長，導致涵蓋沿線地物的三維數(shù)據(jù)量巨大，當針對項目進行施工、維護、和決策時，傳統(tǒng)使用圖片或者二維平面圖進行目標點標記和討論，容易出現(xiàn)信息傳遞偏差；所以基于數(shù)字孿生技術搭建的實景模型之上，通過疊加BIM模型和其他人工建模三維數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對整個電力設備和覆蓋區(qū)域周圍環(huán)境的模擬規(guī)劃和效果展示。

    并利用自由飛行設備在模型上記錄標記點、并傳輸?shù)较鄳�部門，實現(xiàn)線上線下融合渲染；對采集的數(shù)據(jù)進行實時交互，實現(xiàn)在三維可視化渲染平臺中動態(tài)融合展示設備與關鍵傳感數(shù)據(jù)。通過廠站內(nèi)部署的視頻和傳感器網(wǎng)絡，對電網(wǎng)環(huán)境變化進行實時反饋與分析。

    2、電網(wǎng)設備遠程智能巡視

    通過使用物聯(lián)網(wǎng)智能感知技術對關鍵測點進行遠程監(jiān)測，融合投影、傾斜影響模型等技術，將全景三維場景與物聯(lián)網(wǎng)控制接口和數(shù)據(jù)表單進行融合展示，當在三維場景內(nèi)漫游的時候，在對應的位置展示出如傳感器數(shù)據(jù)、監(jiān)控數(shù)據(jù)等報表，實現(xiàn)虛擬場景下的設備信息同步和動態(tài)數(shù)據(jù)的實時顯示。

    也可以接入物聯(lián)網(wǎng)設施的開關、紅外攝像頭等設備，實現(xiàn)場景支持遠程，多用戶端協(xié)同運維，分段截取、測量、模型瀏覽和功能操作，并將維護方案和數(shù)字圖紙傳輸給施工及其他維護人員。提升三維可視化管理效率，實現(xiàn)從“人巡”到“智巡”的有效轉變。

    3、遠程故障診斷及輔助決策

    通過傳感器實際安裝的位置分布地點，實現(xiàn)對于電力設備的實體監(jiān)測，能實現(xiàn)涉及多個構件部位的多類型監(jiān)測，實行遠程故障診斷，在GIS三維可視化平臺能夠清楚標示具體監(jiān)測點所在的位置，或者將探傷、電力巡檢中所發(fā)現(xiàn)的問題點在模型對應位置進行標記，便于不同層級和分工的用戶準確描述、分析、處理對應的管養(yǎng)維修工作。同時，還可根據(jù)預設程序在無人干預或人為干預較少的情況下進行相關決策，從而大幅度提高故障診斷和后續(xù)處理的及時性和準確性。

    4、電網(wǎng)智能預警及狀態(tài)檢修

    通過分析挖掘監(jiān)控數(shù)據(jù)，實時掌握電網(wǎng)設備動態(tài)情況，對環(huán)境本身具有測距、測高、面積等多維度空間結構信息的靳準測量，實現(xiàn)對設備運行狀態(tài)的分析預警，并制定科學合理的檢修計劃。提高運維檢修水平，降低設備故障率，在電力施工、電力建設、風險測評等應用場景發(fā)揮較大價值，提高電網(wǎng)運行安全水平。

    5、電網(wǎng)設備仿真培訓

    使用ZTMAP自主研發(fā)的VR全景三維可視化設備，針對真實場景模擬電廠各種實際運行狀況，實現(xiàn)電網(wǎng)設備功能仿真和故障模擬；結合現(xiàn)有業(yè)務開展相關培訓，通過三維可視化動畫演示進行模擬電力系統(tǒng)檢修指導及培訓，提高檢修人員的技術水平，實現(xiàn)對新進技能人才培養(yǎng)。

    6、安全作業(yè)管控

    利用空間位置信息，實現(xiàn)對人員、設備、車輛的安全作業(yè)管控。依托業(yè)務中臺安全域的兩票管理、安全風險、安全評價等服務，進行工作票全過程安全管控和作業(yè)風險提前識別。結合現(xiàn)場傳感設備，實現(xiàn)對現(xiàn)場作業(yè)過程的狀態(tài)感知與快速分析，并具備作業(yè)計劃管控、作業(yè)風險評估等能力。

    7、電網(wǎng)生產(chǎn)業(yè)務管控

    電網(wǎng)生產(chǎn)業(yè)務管控采用“pc端+移動端”的應用方式，將各類業(yè)務三維可視化數(shù)據(jù)匯集到一個平臺，打破專業(yè)壁壘，形成業(yè)務數(shù)據(jù)多融合、各專業(yè)協(xié)同辦公模式，充分實現(xiàn)“集約化”管理，并按權限進行數(shù)據(jù)分發(fā)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)共享的雙重保護。

    有效合理地總結歸納每一個專業(yè)業(yè)務的管控要求，促進各專業(yè)工作之間的有效協(xié)調(diào)和運檢工作的管理與控制，最大限度地提高工作效率和質量，提升電網(wǎng)設備的安全性與可靠性，為生產(chǎn)業(yè)務管理、輔助決策、日常管理提供統(tǒng)一的多融合三維可視化管理平臺。