十四五規(guī)劃提出：“加快推動(dòng)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化，培育壯大人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)安全等新興數(shù)字產(chǎn)業(yè)”，這是深化電網(wǎng)領(lǐng)域以新能源為主體的國(guó)家新型電力系統(tǒng)戰(zhàn)略。

建設(shè)背景

在2020年的聯(lián)合國(guó)氣候峰會(huì)上，我國(guó)正式提出了“30·60”雙碳目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)“二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)，著力構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，提升能源清潔利用水平和電力系統(tǒng)運(yùn)行效率，更好的發(fā)揮源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)在暴漲能源安全中心的作用。

系統(tǒng)概述

通過(guò)運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)、可視化等技術(shù)融合到智慧電網(wǎng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景中，以數(shù)字孿生為紐帶連接物理電網(wǎng)與數(shù)字世界，為智慧電網(wǎng)賦能，并提供更加實(shí)時(shí)、高效、智能的服務(wù)，促進(jìn)智慧電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。

數(shù)字孿生與電網(wǎng)的深化融合，能夠有效推動(dòng)電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智慧化發(fā)展進(jìn)程，成為電網(wǎng)變革的強(qiáng)大助力。數(shù)字孿生契合了我國(guó)以新型技術(shù)為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)賦能的戰(zhàn)略需求，成為了應(yīng)對(duì)當(dāng)前百年未有之大變局的關(guān)鍵因素。

應(yīng)用場(chǎng)景

電網(wǎng)全景概覽

基于傳感器、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等前端物聯(lián)感知設(shè)備采集的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，融合電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)中臺(tái)、PMS等各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備多維、全態(tài)數(shù)據(jù)建模，再結(jié)合數(shù)字孿生精準(zhǔn)三維物理建模和可視化技術(shù)，打造全景電網(wǎng)數(shù)字孿生模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)“發(fā)-輸-變-配-用”各環(huán)節(jié)設(shè)備、通道環(huán)境的全面感知、動(dòng)態(tài)分析等，將高維度、多層次等復(fù)雜數(shù)據(jù)直觀、實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備全景監(jiān)控。

設(shè)備智能巡檢

通過(guò)AI巡檢機(jī)器人預(yù)設(shè)時(shí)間、路線、巡檢內(nèi)容，AI機(jī)器人自主巡檢時(shí)，監(jiān)控畫(huà)面可實(shí)時(shí)顯示在大屏中，通過(guò)智能分析、設(shè)備定位、智能判斷，發(fā)生隱患點(diǎn)位可進(jìn)行可視化監(jiān)控，發(fā)出實(shí)時(shí)告警。還可調(diào)取隱患點(diǎn)位監(jiān)控畫(huà)面，幫助管理人員分析原因，提高巡檢效率。

設(shè)備狀態(tài)評(píng)估

基于設(shè)備缺陷樣本數(shù)據(jù)，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等算法建立電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)分類評(píng)估模型，將設(shè)備測(cè)點(diǎn)時(shí)序數(shù)據(jù)傳遞給模型進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，自動(dòng)判斷設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)用機(jī)器代替人，提高設(shè)備運(yùn)維效率。

設(shè)備智能預(yù)警

通過(guò)數(shù)字孿生所構(gòu)建的虛擬單元，利用算法預(yù)測(cè)設(shè)備狀態(tài)發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果利用邏輯回歸、決策樹(shù)等算法模型，開(kāi)展變電設(shè)備的人工智能算法關(guān)鍵技術(shù)研究，例如變壓器油中溶解氣體智能分析、變壓器油溫度趨勢(shì)預(yù)測(cè)、變壓器油壓力變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)、開(kāi)關(guān)柜局部放電智能分析等，再結(jié)合告警規(guī)則，實(shí)現(xiàn)設(shè)備缺陷故障的智能預(yù)警、及時(shí)處置，減少缺陷故障造成的非計(jì)劃停電，輔助“設(shè)備主人”實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的健康狀態(tài)。

設(shè)備故障分析

通過(guò)傳感器數(shù)據(jù)、知識(shí)圖譜、人工智能算法、發(fā)生故障規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的智能分析。設(shè)備發(fā)生異常和故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)推理，推薦故障案例和解決方案。

設(shè)備應(yīng)急指揮

構(gòu)建設(shè)備數(shù)字孿生模型，融合業(yè)務(wù)流程模型、數(shù)據(jù)等模型，打造沙盤(pán)式應(yīng)急搶修，為電網(wǎng)設(shè)備搶修指揮和客戶服務(wù)提供全流程、全視角的展示與分析，并運(yùn)用人工智能和融合通信輔助賦能數(shù)字指揮，助力供電服務(wù)指揮中心對(duì)搶修現(xiàn)場(chǎng)情況的全流程跟蹤與全方位實(shí)時(shí)掌控，為搶修和智慧提供輔助決策、節(jié)點(diǎn)管控、多方協(xié)同、遠(yuǎn)程協(xié)助等支撐能力，為應(yīng)急指揮工作的開(kāi)展提質(zhì)增效。

設(shè)備輔助決策

以運(yùn)檢班組實(shí)際業(yè)務(wù)需求出發(fā)，構(gòu)建電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)維檢修專家知識(shí)庫(kù)。基于設(shè)備缺陷報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告，通過(guò)NLP等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維知識(shí)自動(dòng)提取并形成知識(shí)圖譜，在設(shè)備發(fā)生缺陷或故障后，通過(guò)人工智能的檢索應(yīng)用，輔助用戶制定運(yùn)維檢修決策，讓專家的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)服務(wù)于設(shè)備的運(yùn)維檢修，提高檢修的效率和質(zhì)量，助力數(shù)字化班組建設(shè)。

智能工單管理

系統(tǒng)可直觀展示工單列表、分布位置、維修人信息、故障情況等，通過(guò)集成監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，可實(shí)時(shí)感知微信人員軌跡、定位、維修過(guò)程、維修結(jié)果等，輔助管理人員提升工單管理能力。

……

開(kāi)發(fā)平臺(tái)

基于數(shù)維圖科技自研Sovit3D三維可視化平臺(tái)，采集現(xiàn)場(chǎng)照片與數(shù)據(jù)，同步BIM建模導(dǎo)入，利用數(shù)字孿生技術(shù)，對(duì)大壩、發(fā)電機(jī)組、船閘、泄洪口等進(jìn)行3D建模，實(shí)現(xiàn)可視化直觀的全場(chǎng)景管理。可交互式的 Web 流域三維場(chǎng)景，可進(jìn)行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)，場(chǎng)景內(nèi)各設(shè)備可以響應(yīng)交互事件。

建設(shè)價(jià)值

隨著物理設(shè)備、自動(dòng)化系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通，通過(guò)“物理設(shè)備”和“虛擬設(shè)備”融合，用數(shù)字化技術(shù)來(lái)感知、理解和優(yōu)化現(xiàn)實(shí)世界電網(wǎng)設(shè)備，將基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)字化建設(shè)緊密結(jié)合起來(lái)，在云端實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)管理、生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)在線，形成電網(wǎng)三維全息場(chǎng)景的全景監(jiān)視、多維業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合和空間視野賦能交互的完整閉環(huán)，從而顯著提升電網(wǎng)數(shù)字化、智慧化水平。支撐生產(chǎn)管控、業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的安全、高效、集約、規(guī)范和智能運(yùn)作，提升電網(wǎng)企業(yè)的科學(xué)分析、決策和預(yù)判能力，提高設(shè)備可靠性，促進(jìn)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

總結(jié)

數(shù)字孿生智慧電網(wǎng)基于全域數(shù)據(jù)信息，通過(guò)對(duì)歷史問(wèn)題的分析和當(dāng)前狀態(tài)平臺(tái)的評(píng)估，融合電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的關(guān)聯(lián)關(guān)系、變化態(tài)勢(shì)等本質(zhì)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)未來(lái)趨勢(shì)的預(yù)測(cè)。數(shù)字孿生與電網(wǎng)的深化融合，能夠有效推動(dòng)電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智慧化發(fā)展進(jìn)程，成為電網(wǎng)變革的強(qiáng)大助力。

本文主要介紹了Sovit3D可視化編輯器在電網(wǎng)智慧化場(chǎng)景開(kāi)發(fā)中的實(shí)踐應(yīng)用，數(shù)維圖科技只提供前端2D、3D可視化開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的編輯器產(chǎn)品，并不提供行業(yè)場(chǎng)景解決方案。

審核編輯黃宇