近年来,受《国家能源局关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》等政策推动,数字孪生等技术与电力行业融合发展迅速,各地纷纷探索如何通过数字技术支撑新型电力系统建设,从而提“智”增效。艾迪普基于iVis数字孪生无代码开发工具,助力某变电站打造信创保障、数据驱动、全域感知、实时可视、智能管控的数字孪生应用,有效提升了电力运行保供水平。
3万多平方米场景还原
在数字世界中再造孪生变电站
数字孪生,是数字电网的关键技术。电网数字化,是物理电网在数字世界的完整映射,建立数字孪生模型,通过数字世界的操作作用于物理世界,实现数字世界与物理世界的双向互动,从而实现实体电网的数字呈现、状态感知、在线监测、行为跟踪、趋势分析、科学决策等。
电力系统由发电、输电、变电、配电和用电等环节共同组成。其中,变电站负责将从发电厂输送来的高压电能转换为适合分配和使用的电压,存在作业工序复杂、设备环境层级多、设备种类和数量多、站区面积广、实时监管难等特点,在从传统电力系统向新型电力系统转型的过程中,单纯依靠人工巡检、生产数据监视和事后分析已经难以满足其运检管理需求。
在该项目中,艾迪普基于iVis数字孪生无代码开发工具,结合倾斜摄影、雷达三维扫描与三维建模技术,实现该变电站指挥大厅、自动化机房、配电室、35千伏高压室、蓄电池室、继电保护室等场景,机房设备、断路器、隔离开关、接地刀闸、充油设备冷却器等关键设备的三维数字化还原,并通过全流程界面化操作,结合元数云平台的海量数字资产,快速完成3万多平方米的变电站数字化场景搭建,实现该变电站所有涉电设施的直观可视。
数字孪生变电站的作用不只是对实体变电站的数字化呈现,更是通过虚拟和现实的数据交互,辅助运维及管理人员开展日常巡检、数据分析等工作,提升运维管理数智化水平。在此项目中,通过iVis以无代码可视化节点编辑方式实现物件参数、多源异构数据与渲染物件的联动,从而实现数字巡检、数据查询、监控查询等交互效果,大幅减少了项目开发成本和制作周期。
数字孪生通过数据连接虚拟世界和物理世界。基于该变电站的新一代集控系统,在iVis中以配置方式高效实现变电站一、二次及辅助设备数据、台账数据接入,无需进行二次开发,即可使虚拟变电站与实体变电站设备运行数据和环境数据的实时同步,实从而实现变电站信息汇总显示、全景实时监控、异常告警、数字巡检、动环监控联动、安全管控、作业远程勘探、设备仿真操作等,显著提升原有工作流效率。
电力是支撑国民经济和社会发展的基础性行业,随着物联网、大数据等技术的高速发展和普及应用,国家陆续出台相关政策,提出“加强电力企业数据安全保护”。可视化作为大数据的最后一公里,是涉及数据安全的关键环节,iVis基于国产自研的IDP Engine 4.0实时三维图形图像引擎开发,底层技术高度自主可控,能够有效保障电力系统数据的安全性。
全场景透明化管控
提升变电站运检管理“智”量
数字孪生电网是电力行业未来的发展趋势之一,通过数字孪生变电站建设和应用,可以显著提升电力系统运检管理效率,降低安全风险。该项目通过数字孪生的数据连接与可视化能力,实现了变电站运行全要素数据汇聚及站区全景可视化展示,便于实时掌握变电站运行状态,及在此基础之上开展更深层次的数据价值挖掘与辅助决策等应用,为变电站管理构建“智慧大脑”。
信息汇总显示
用户可以直观查看变电站布局、设备分布以及主接线图、主设备总数、主遥测总数、主遥信总数、缺陷数据、设备告警等关键运行数据,提升变电站全站设备及环境实时感知能力,为管理决策提供全面信息支撑。
站内漫游巡视
运维人员足不出户,即可实现第一人称视角远程巡视,并可以通过点击、缩放、旋转等操作,快速定位到感兴趣的区域,实时查看电压、电流等主辅设备信息,实现线路巡视、隐患排查全流程数字化,提升运检效率。
远程智能巡检
对接智能巡视系统,该系统基于视频智能分析算法,通过对动态数据和历史数据进行研判分析实现异常告警,点击场景内关键设备模型,即可查看该设备的巡视结果,实现由事后检修转向事先监测、预测性维护。
设备实时监控
无缝融合视频监控功能,通过点击全站任意位置,可以快速定位和调用周围摄像头,实时查看现场情况,并可实现监控设备远程控制,实现对站内不同区域的综合监控管理,打造变电“千里眼”。
动环监控联动
通过接入空调、SF6、温湿度传感器、灯光等辅控系统数据,实现对多类型动态环境数据高效可视化集中监控、数据异常自动告警,提升状态感知、故障定位能力及应急处理能力。
站内安全管控
集成站内安全管控系统(含电子围栏系统),实现应急预案电子化/站线级故障仿真推演/电网事件等级自动研判/异常结果智能推送等,防止不明人员异常闯入、不法分子破坏和盗窃等行为,保障变电站安全运行。
作业远程踏勘
变电站内部作业现场环境复杂、风险等级高,通过对作业车辆进行路线、操作模拟,能消除现场作业人员因高度、角度等出现的视觉盲区,降低安全风险。同时,在前期勘测阶段,通过在三维场景中进行厘米级精确测量,能够解决现场勘测时因为安全距离限制等导致的测量误差,提升工作效率。
设备操作仿真模拟
通过模拟变电站的各种真实作业场景,结合关键设备可拆解模型、机房网络链路可视化呈现,让运维人员能够在虚拟环境中进行多次仿真演练和培训,提高操作技能和故障处理准确性。
结语
当前,数字技术正在改变世界。基于数字孪生技术,实现电力系统智能辅助决策和调控、输电线路智能巡检、配电智能运维、电网灾害智能感知等体系建设,对于提升电力保供能力具有重要意义。未来,艾迪普将继续依托“工具+资产”赋能,推动数字孪生技术在电力领域的深度拓展应用,以数字化智能化加速新型电力系统建设,护航电网安全稳定运行。