数字孪生是电网物理世界和数字虚拟世界沟通的桥梁,数字孪生技术作为电网实现数字化转型的关键,针对其在电网工程中的应用研究正在不断被推进。将数字孪生技术引入到电网,可以实现物理电网的同步映射。随着物联网、大数据、人工智能等技术的日臻成熟,数字孪生将会在电网领域得到普遍应用,并在电网规划、建设、运营等环节发挥强有力的支撑作用。
数字孪生电网集合了数字孪生技术与新型电力系统的优秀技能,通过全面智能感知和实时连接,深度挖掘物理世界电网运行全过程数据信息,1:1投射至数字空间形成全覆盖、多纬度、无限近真电网孪生体,在规划设计与验证、电网运行、协同控制、智能决策与长期演进等方面,实现电网运行状态实时监管、源网荷储协同调控,辅助优化电网运行策略,支撑电网的经济高质、安全稳定运行,提升电网安全稳控的管理水平,助力电网运维向智能化、精益化、高效化转型升级。
基于构建的三维模型可实现电网场景缩放漫游、显隐地下电缆与消防管道等功能。同时基于运维类数据提供的台账、历史巡检、设备缺陷等信息建立关联关系,实现综合信息的展示、查询及分析。
基于高保真的设备数字孪生仿真模型,汇聚多源监测数据,进行模拟仿真反演计算或量化推演,获得设备关键状态的映射值以及内部关键状态参数的分布情况,掌握设备的实时运行动态。
基于电力孪生场景三维漫游替代人工巡检,实时告警危险作业和设备故障,自动派发工单,远程专家知识库帮助相关人员快速处理,提高巡检频率、降低人工成本、提高巡检质量。
基于设备缺陷报告、检修记录、运行工况等历史数据,建立设备故障预测模型,采用人工智能算法,反映故障发生规律,实现对故障的精准预测,从而降低故障率。
包含视频监控、门禁闸机、人员定位、电子围栏、自然灾害监测等功能。对电站周边全方位一体式无死角监控,对人员作业的安全规范措施以及行为进行识别与告警显示。安防与移动巡检、远程监控系统的自动联动,确保现场作业安全。
以新能源发电场站为主体,集成物联感知数据、视频监控影像等数据,将整个场站及设备以数字孪生的形式在地图上展现,实时展示场站及设备的运行状态,实现设备自主巡检,状态智能分析预测及告警、故障精准定位,实现新能源场站集中数据采集、监视、控制和优化,并且可以在线为调度和监控人员提供系统运行信息、分析决策工具和控制手段,保证系统安全、可靠、经济运行。
利用虚拟仿真、数字孪生等技术,快速搭建一座外观一致、设备一致的三维仿真变电站三维场景,基于无人机、机器人和传感器等多种监测手段,汇聚变电站设备数据资源,结合5G、大数据、边缘计算等技术进行智能诊断、预测性维护,加强电站设备全状态量感知与管控力度,增强变电站安全生产保障能力,提高运检精益管理水平。建设状态全面感知、信息互联共享、人机友好交互、设备诊断高度智能、运检效率大幅提升的变电站。
保电平台构建电网数字孪生底座,以孪生三维场景为底图,电力输配电线路监测数据为核心,集中业务数据资源,推动系统整合互联和数据开放共享,动态呈现电力相关的监测数据、实时动态和模拟,助力状态检修科学决策,缺陷发现更及时,缺陷诊断更精确,有效支撑设备安全稳定运行,降低故障停电风险,切实为重大活动的电力保障工作提供有力支撑。
基于人工智能算法和配套智能设备,结合三维模型和地理GIS信息,实现配电网全景监控、设备状态评价、趋势预测、智能抢修、入侵自动预警、故障自制自愈等智能化应用,提升配网远程自动巡检、状态检修、预测性运维工作能力。以数字化、智能化、智慧化赋能新型配电系统,实现安全可靠、经济高效、清洁低碳的现代配电网发展目标。
智慧输电线路将电网结构、运行数据、地理环境进行集中关联,利用三维引擎进行全景交互展示,真实还原电网环境,融合无人机视频影像,实现数字孪生电网与现场实时情况的深度融合,实现状态精准管控、运检质效提升,为输电线路安全运行和检修服务提供智慧支撑。
提高电网数字化水平是数字经济发展的必然要求,也是构建新型电力系统、促进能源清洁低碳转型的现实需要。未来,漂视将为数字孪生在电力行业的落地应用提供更多优质解决方案,助力电网智能化水平提升,积极推动电网数字化转型。