近年來，受《國家能源局關于加快推進能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》等政策推動，數(shù)字孿生等技術與電力行業(yè)融合發(fā)展迅速，各地紛紛探索如何通過數(shù)字技術支撐新型電力系統(tǒng)建設，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)驅動、全域感知、實時可視、智能管控的數(shù)字孿生應用，有效提升了電力運行保供水平。
3萬多平方米場景還原
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)的關鍵技術。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，實現(xiàn)數(shù)字世界與物理世界的雙向互動，從而實現(xiàn)實體電網(wǎng)的數(shù)字呈現(xiàn)、狀態(tài)感知、在線監(jiān)測、行為跟蹤、趨勢分析、科學決策等。
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，變電站負責將從發(fā)電廠輸送來的高壓電能轉換為適合分配和使用的電壓，存在作業(yè)工序復雜、設備環(huán)境層級多、設備種類和數(shù)量多、站區(qū)面積廣、實時監(jiān)管難等特點，在從傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)轉型的過程中，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)難以滿足其運檢管理需求。
在該項目中，艾迪普基于iVis數(shù)字孿生無代碼開發(fā)工具，結合傾斜攝影、雷達三維掃描與三維建模技術，實現(xiàn)該變電站指揮大廳、自動化機房、配電室、35千伏高壓室、蓄電池室、繼電保護室等場景，機房設備、斷路器、隔離開關、接地刀閘、充油設備冷卻器等關鍵設備的三維數(shù)字化還原，并通過全流程界面化操作，結合元數(shù)云平臺的海量數(shù)字資產(chǎn)，快速完成3萬多平方米的變電站數(shù)字化場景搭建，實現(xiàn)該變電站所有涉電設施的直觀可視。
數(shù)字孿生變電站的作用不只是對實體變電站的數(shù)字化呈現(xiàn)，更是通過虛擬和現(xiàn)實的數(shù)據(jù)交互，輔助運維及管理人員開展日常巡檢、數(shù)據(jù)分析等工作，提升運維管理數(shù)智化水平。在此項目中，通過iVis以無代碼可視化節(jié)點編輯方式實現(xiàn)物件參數(shù)、多源異構數(shù)據(jù)與渲染物件的聯(lián)動，從而實現(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現(xiàn)變電站一、二次及輔助設備數(shù)據(jù)、臺賬數(shù)據(jù)接入，無需進行二次開發(fā)，即可使虛擬變電站與實體變電站設備運行數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)的實時同步，實從而實現(xiàn)變電站信息匯總顯示、全景實時監(jiān)控、異常告警、數(shù)字巡檢、動環(huán)監(jiān)控聯(lián)動、安全管控、作業(yè)遠程勘探、設備仿真操作等，顯著提升原有工作流效率。
電力是支撐國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎性行業(yè)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術的高速發(fā)展和普及應用，國家陸續(xù)出臺相關政策，提出“加強電力企業(yè)數(shù)據(jù)安全保護”?？梢暬鳛榇髷?shù)據(jù)的最后一公里，是涉及數(shù)據(jù)安全的關鍵環(huán)節(jié)，iVis基于國產(chǎn)自研的IDP Engine 4.0實時三維圖形圖像引擎開發(fā)，底層技術高度自主可控，能夠有效保障電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性。
全場景透明化管控
提升變電站運檢管理“智”量
數(shù)字孿生電網(wǎng)是電力行業(yè)未來的發(fā)展趨勢之一，通過數(shù)字孿生變電站建設和應用，可以顯著提升電力系統(tǒng)運檢管理效率，降低安全風險。該項目通過數(shù)字孿生的數(shù)據(jù)連接與可視化能力，實現(xiàn)了變電站運行全要素數(shù)據(jù)匯聚及站區(qū)全景可視化展示，便于實時掌握變電站運行狀態(tài)，及在此基礎之上開展更深層次的數(shù)據(jù)價值挖掘與輔助決策等應用，為變電站管理構建“智慧大腦”。
信息匯總顯示
用戶可以直觀查看變電站布局、設備分布以及主接線圖、主設備總數(shù)、主遙測總數(shù)、主遙信總數(shù)、缺陷數(shù)據(jù)、設備告警等關鍵運行數(shù)據(jù)，提升變電站全站設備及環(huán)境實時感知能力，為管理決策提供全面信息支撐。
站內(nèi)漫游巡視
運維人員足不出戶，即可實現(xiàn)第一人稱視角遠程巡視，并可以通過點擊、縮放、旋轉等操作，快速定位到感興趣的區(qū)域，實時查看電壓、電流等主輔設備信息，實現(xiàn)線路巡視、隱患排查全流程數(shù)字化，提升運檢效率。
遠程智能巡檢
對接智能巡視系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于視頻智能分析算法，通過對動態(tài)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進行研判分析實現(xiàn)異常告警，點擊場景內(nèi)關鍵設備模型，即可查看該設備的巡視結果，實現(xiàn)由事后檢修轉向事先監(jiān)測、預測性維護。
設備實時監(jiān)控
無縫融合視頻監(jiān)控功能，通過點擊全站任意位置，可以快速定位和調(diào)用周圍攝像頭，實時查看現(xiàn)場情況，并可實現(xiàn)監(jiān)控設備遠程控制，實現(xiàn)對站內(nèi)不同區(qū)域的綜合監(jiān)控管理，打造變電“千里眼”。
動環(huán)監(jiān)控聯(lián)動
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)，實現(xiàn)對多類型動態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)高效可視化集中監(jiān)控、數(shù)據(jù)異常自動告警，提升狀態(tài)感知、故障定位能力及應急處理能力。
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)），實現(xiàn)應急預案電子化/站線級故障仿真推演/電網(wǎng)事件等級自動研判/異常結果智能推送等，防止不明人員異常闖入、不法分子破壞和盜竊等行為，保障變電站安全運行。
作業(yè)遠程踏勘
變電站內(nèi)部作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境復雜、風險等級高，通過對作業(yè)車輛進行路線、操作模擬，能消除現(xiàn)場作業(yè)人員因高度、角度等出現(xiàn)的視覺盲區(qū)，降低安全風險。同時，在前期勘測階段，通過在三維場景中進行厘米級精確測量，能夠解決現(xiàn)場勘測時因為安全距離限制等導致的測量誤差，提升工作效率。
設備操作仿真模擬
通過模擬變電站的各種真實作業(yè)場景，結合關鍵設備可拆解模型、機房網(wǎng)絡鏈路可視化呈現(xiàn)，讓運維人員能夠在虛擬環(huán)境中進行多次仿真演練和培訓，提高操作技能和故障處理準確性。
結語
當前，數(shù)字技術正在改變世界。基于數(shù)字孿生技術，實現(xiàn)電力系統(tǒng)智能輔助決策和調(diào)控、輸電線路智能巡檢、配電智能運維、電網(wǎng)災害智能感知等體系建設，對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，推動數(shù)字孿生技術在電力領域的深度拓展應用，以數(shù)字化智能化加速新型電力系統(tǒng)建設，護航電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
