近年來，受《國(guó)家能源局關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》等政策推動(dòng)，數(shù)字孿生等技術(shù)與電力行業(yè)融合發(fā)展迅速，各地紛紛探索如何通過數(shù)字技術(shù)支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)，從而提“智”增效。艾迪普基于iVis數(shù)字孿生無代碼開發(fā)工具，助力某變電站打造信創(chuàng)保障、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、全域感知、實(shí)時(shí)可視、智能管控的數(shù)字孿生應(yīng)用，有效提升了電力運(yùn)行保供水平。
3萬多平方米場(chǎng)景還原
在數(shù)字世界中再造孿生變電站
數(shù)字孿生，是數(shù)字電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。電網(wǎng)數(shù)字化，是物理電網(wǎng)在數(shù)字世界的完整映射，建立數(shù)字孿生模型，通過數(shù)字世界的操作作用于物理世界，實(shí)現(xiàn)數(shù)字世界與物理世界的雙向互動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)體電網(wǎng)的數(shù)字呈現(xiàn)、狀態(tài)感知、在線監(jiān)測(cè)、行為跟蹤、趨勢(shì)分析、科學(xué)決策等。
電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)共同組成。其中，變電站負(fù)責(zé)將從發(fā)電廠輸送來的高壓電能轉(zhuǎn)換為適合分配和使用的電壓，存在作業(yè)工序復(fù)雜、設(shè)備環(huán)境層級(jí)多、設(shè)備種類和數(shù)量多、站區(qū)面積廣、實(shí)時(shí)監(jiān)管難等特點(diǎn)，在從傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的過程中，單純依靠人工巡檢、生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)視和事后分析已經(jīng)難以滿足其運(yùn)檢管理需求。
在該項(xiàng)目中，艾迪普基于iVis數(shù)字孿生無代碼開發(fā)工具，結(jié)合傾斜攝影、雷達(dá)三維掃描與三維建模技術(shù)，實(shí)現(xiàn)該變電站指揮大廳、自動(dòng)化機(jī)房、配電室、35千伏高壓室、蓄電池室、繼電保護(hù)室等場(chǎng)景，機(jī)房設(shè)備、斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘、充油設(shè)備冷卻器等關(guān)鍵設(shè)備的三維數(shù)字化還原，并通過全流程界面化操作，結(jié)合元數(shù)云平臺(tái)的海量數(shù)字資產(chǎn)，快速完成3萬多平方米的變電站數(shù)字化場(chǎng)景搭建，實(shí)現(xiàn)該變電站所有涉電設(shè)施的直觀可視。
數(shù)字孿生變電站的作用不只是對(duì)實(shí)體變電站的數(shù)字化呈現(xiàn)，更是通過虛擬和現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)交互，輔助運(yùn)維及管理人員開展日常巡檢、數(shù)據(jù)分析等工作，提升運(yùn)維管理數(shù)智化水平。在此項(xiàng)目中，通過iVis以無代碼可視化節(jié)點(diǎn)編輯方式實(shí)現(xiàn)物件參數(shù)、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)與渲染物件的聯(lián)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字巡檢、數(shù)據(jù)查詢、監(jiān)控查詢等交互效果，大幅減少了項(xiàng)目開發(fā)成本和制作周期。
數(shù)字孿生通過數(shù)據(jù)連接虛擬世界和物理世界?；谠撟冸娬镜男乱淮叵到y(tǒng)，在iVis中以配置方式高效實(shí)現(xiàn)變電站一、二次及輔助設(shè)備數(shù)據(jù)、臺(tái)賬數(shù)據(jù)接入，無需進(jìn)行二次開發(fā)，即可使虛擬變電站與實(shí)體變電站設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步，實(shí)從而實(shí)現(xiàn)變電站信息匯總顯示、全景實(shí)時(shí)監(jiān)控、異常告警、數(shù)字巡檢、動(dòng)環(huán)監(jiān)控聯(lián)動(dòng)、安全管控、作業(yè)遠(yuǎn)程勘探、設(shè)備仿真操作等，顯著提升原有工作流效率。
電力是支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性行業(yè)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的高速發(fā)展和普及應(yīng)用，國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)政策，提出“加強(qiáng)電力企業(yè)數(shù)據(jù)安全保護(hù)”?？梢暬鳛榇髷?shù)據(jù)的最后一公里，是涉及數(shù)據(jù)安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，iVis基于國(guó)產(chǎn)自研的IDP Engine 4.0實(shí)時(shí)三維圖形圖像引擎開發(fā)，底層技術(shù)高度自主可控，能夠有效保障電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性。
全場(chǎng)景透明化管控
提升變電站運(yùn)檢管理“智”量
數(shù)字孿生電網(wǎng)是電力行業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)之一，通過數(shù)字孿生變電站建設(shè)和應(yīng)用，可以顯著提升電力系統(tǒng)運(yùn)檢管理效率，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。該項(xiàng)目通過數(shù)字孿生的數(shù)據(jù)連接與可視化能力，實(shí)現(xiàn)了變電站運(yùn)行全要素?cái)?shù)據(jù)匯聚及站區(qū)全景可視化展示，便于實(shí)時(shí)掌握變電站運(yùn)行狀態(tài)，及在此基礎(chǔ)之上開展更深層次的數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘與輔助決策等應(yīng)用，為變電站管理構(gòu)建“智慧大腦”。
信息匯總顯示
用戶可以直觀查看變電站布局、設(shè)備分布以及主接線圖、主設(shè)備總數(shù)、主遙測(cè)總數(shù)、主遙信總數(shù)、缺陷數(shù)據(jù)、設(shè)備告警等關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)，提升變電站全站設(shè)備及環(huán)境實(shí)時(shí)感知能力，為管理決策提供全面信息支撐。
站內(nèi)漫游巡視
運(yùn)維人員足不出戶，即可實(shí)現(xiàn)第一人稱視角遠(yuǎn)程巡視，并可以通過點(diǎn)擊、縮放、旋轉(zhuǎn)等操作，快速定位到感興趣的區(qū)域，實(shí)時(shí)查看電壓、電流等主輔設(shè)備信息，實(shí)現(xiàn)線路巡視、隱患排查全流程數(shù)字化，提升運(yùn)檢效率。
遠(yuǎn)程智能巡檢
對(duì)接智能巡視系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于視頻智能分析算法，通過對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行研判分析實(shí)現(xiàn)異常告警，點(diǎn)擊場(chǎng)景內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備模型，即可查看該設(shè)備的巡視結(jié)果，實(shí)現(xiàn)由事后檢修轉(zhuǎn)向事先監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)性維護(hù)。
設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控
無縫融合視頻監(jiān)控功能，通過點(diǎn)擊全站任意位置，可以快速定位和調(diào)用周圍攝像頭，實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)情況，并可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)不同區(qū)域的綜合監(jiān)控管理，打造變電“千里眼”。
動(dòng)環(huán)監(jiān)控聯(lián)動(dòng)
通過接入空調(diào)、SF6、溫濕度傳感器、燈光等輔控系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多類型動(dòng)態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)高效可視化集中監(jiān)控、數(shù)據(jù)異常自動(dòng)告警，提升狀態(tài)感知、故障定位能力及應(yīng)急處理能力。
站內(nèi)安全管控
集成站內(nèi)安全管控系統(tǒng)（含電子圍欄系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案電子化/站線級(jí)故障仿真推演/電網(wǎng)事件等級(jí)自動(dòng)研判/異常結(jié)果智能推送等，防止不明人員異常闖入、不法分子破壞和盜竊等行為，保障變電站安全運(yùn)行。
作業(yè)遠(yuǎn)程踏勘
變電站內(nèi)部作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高，通過對(duì)作業(yè)車輛進(jìn)行路線、操作模擬，能消除現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員因高度、角度等出現(xiàn)的視覺盲區(qū)，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，在前期勘測(cè)階段，通過在三維場(chǎng)景中進(jìn)行厘米級(jí)精確測(cè)量，能夠解決現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)時(shí)因?yàn)榘踩嚯x限制等導(dǎo)致的測(cè)量誤差，提升工作效率。
設(shè)備操作仿真模擬
通過模擬變電站的各種真實(shí)作業(yè)場(chǎng)景，結(jié)合關(guān)鍵設(shè)備可拆解模型、機(jī)房網(wǎng)絡(luò)鏈路可視化呈現(xiàn)，讓運(yùn)維人員能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行多次仿真演練和培訓(xùn)，提高操作技能和故障處理準(zhǔn)確性。
結(jié)語
當(dāng)前，數(shù)字技術(shù)正在改變世界?；跀?shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)智能輔助決策和調(diào)控、輸電線路智能巡檢、配電智能運(yùn)維、電網(wǎng)災(zāi)害智能感知等體系建設(shè)，對(duì)于提升電力保供能力具有重要意義。未來，艾迪普將繼續(xù)依托“工具+資產(chǎn)”賦能，推動(dòng)數(shù)字孿生技術(shù)在電力領(lǐng)域的深度拓展應(yīng)用，以數(shù)字化智能化加速新型電力系統(tǒng)建設(shè)，護(hù)航電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
