數(shù)字孿生技術(shù)在變電站保電巡檢中的應(yīng)用

陳國平 徐韜 王莎莎 魯學(xué)昆 具學(xué)圓 韋立雷

摘要：數(shù)字孿生概念早在2002年便已經(jīng)存在，隨著物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，它的應(yīng)用價值開始被凸顯。是從實現(xiàn)效果上看，數(shù)字孿生是一種聯(lián)系物理世界與虛擬世界的技術(shù)手段，具有交互和融合作用，隨著智能化技術(shù)和產(chǎn)品的不斷研制與應(yīng)用，數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用潛力逐漸被得到認(rèn)可，當(dāng)前，該項技術(shù)已被應(yīng)用于各大領(lǐng)域及行業(yè)實際工作中，比如變電站保電巡查。在變電站保電巡查工作中，巡檢人員需要憑借自身經(jīng)驗與自覺性對每個區(qū)域中的設(shè)備進(jìn)行一一檢查，并將必要的信息資料記錄下來。顯然，這樣的巡檢方式無法滿足更高的工作要求。電子化、信息化、規(guī)范化與智能化是當(dāng)前變電站的發(fā)展趨勢，在新技術(shù)與新設(shè)備的支持下，以往保電巡檢工作中存在缺陷將會得到很好彌補(bǔ)，從而提高巡檢質(zhì)量和效率。下面本文將對數(shù)字孿生技術(shù)在變電站保電巡檢中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)字孿生技術(shù);變電站;保電巡檢中

前言：

數(shù)字孿生技術(shù)主要就指通過利用數(shù)字化信息手段，將虛擬的物體構(gòu)建數(shù)字化實體，通過對數(shù)字化實體的分析，從而了解數(shù)字化實體的真正的作用以及相關(guān)意義。在變電站保電巡檢過程中對其進(jìn)行使用，可以實現(xiàn)數(shù)字化巡檢，對變電站各項運(yùn)行數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面的了解與分析，如果數(shù)據(jù)信息在出現(xiàn)問題后，相關(guān)工作人員通過核對，可以第一時間了解到變電站設(shè)備所存在的問題，及時進(jìn)行檢修，確保變電站的運(yùn)行質(zhì)量。因此，本文所研究的內(nèi)容，對數(shù)字孿生技術(shù)在變電站保電巡檢中的應(yīng)用具有重要意義。

1變電站保電巡檢的思路分析

在數(shù)字孿生技術(shù)下，通過對數(shù)字仿真技術(shù)進(jìn)行利用，針對現(xiàn)代變電站運(yùn)行系統(tǒng)以及各項設(shè)備組成結(jié)構(gòu)構(gòu)建仿真環(huán)境，根據(jù)日常變電站運(yùn)行所得出的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，對變電站的實施運(yùn)行特征以及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面模擬，根據(jù)模擬變電站實際運(yùn)行情況，對變電站保電運(yùn)行生命周期進(jìn)行全面記錄，并根據(jù)所得出的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建變電站保電巡檢發(fā)展預(yù)測模型，實現(xiàn)對變電站的“克隆”，從而形成新的孿生變電站，孿生變電站與實際變電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息是一致的，并實現(xiàn)了全系模擬，確保孿生變電站與實際變電站實現(xiàn)全面融合。

1.1全息動態(tài)模擬

在實現(xiàn)孿生變電站后，其運(yùn)行數(shù)據(jù)信息與實際的變電站運(yùn)行數(shù)據(jù)信息是完全相同的，而且數(shù)據(jù)變化也屬于同步，而且孿生變電站可以對之前的運(yùn)行狀態(tài)實現(xiàn)再現(xiàn)，并對變電站未來的運(yùn)行情況可以進(jìn)行全面分析，從而為實際變電站中所存在的風(fēng)險進(jìn)行全面分析，根據(jù)孿生變電站，實際變電站在運(yùn)行、管理的過程中，可以維持正常狀態(tài)，這對于保電巡檢工作的實施創(chuàng)造了便利條件。

1.2全業(yè)務(wù)支撐

在孿生變電站全面構(gòu)建后，變電站管理人員可以根據(jù)變電站的實際運(yùn)行情況，構(gòu)建智能化變矮南站業(yè)務(wù)平臺，以此來帶保電巡檢工作給予一定的幫助。在孿生數(shù)字變電站運(yùn)行過程中，可以對運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合性分析，從而對變電站的運(yùn)行進(jìn)行全面管理，同時可以加大對變電站保電宣傳力度，安裝門禁。對變電站保電情況進(jìn)行全面檢測，并在智能化平臺中，實現(xiàn)智能化保電巡檢。

1.3智能作業(yè)應(yīng)用

在孿生數(shù)字化變電站中，實現(xiàn)全業(yè)務(wù)支撐智慧平臺后，可以對變電站的整體運(yùn)行情況加以進(jìn)行保護(hù)，并配置智能化設(shè)備，對定位系統(tǒng)進(jìn)行精確運(yùn)用，實現(xiàn)變電站5G安全運(yùn)輸，實現(xiàn)機(jī)械人智能化保電巡店，從而在變電站保電巡檢中，實現(xiàn)智能化單兵巡檢系統(tǒng)，并對移動智能進(jìn)行全面應(yīng)用，促使保電巡檢實現(xiàn)智能化。

1.4智慧物聯(lián)輔助

在孿生變電站數(shù)字控制中，可以通過站內(nèi)布置智能再見檢測系統(tǒng)終端，實現(xiàn)邊緣化計算，并且在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用下，實現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備，并且在變電站中實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享，在孿生數(shù)字變電站中，盡可能實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)智能化平臺，并在應(yīng)用中實現(xiàn)藍(lán)本試驗，此外，在虛擬驗證設(shè)備中，也盡可能地實現(xiàn)智能化保電預(yù)期效果，并對變電站進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建智能物聯(lián)網(wǎng)以及智能化電網(wǎng)，以此來確保變電站保電。

2.數(shù)字孿生在變電站保電巡檢中的技術(shù)方案

2.1項目整體結(jié)構(gòu)

在變電站保電中，通過對數(shù)字孿生技術(shù)與MR智能運(yùn)檢技術(shù)進(jìn)行相互結(jié)合，實現(xiàn)站房本體數(shù)字模型、構(gòu)建智慧平臺、打造業(yè)務(wù)系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)接口，并且在5G無線通訊網(wǎng)絡(luò)的作用下，實現(xiàn)MR混合智能穿戴應(yīng)用。

2.2項目建設(shè)內(nèi)容

2.2.1數(shù)字孿生全息變電站構(gòu)建

1）設(shè)備模型快速構(gòu)建

數(shù)字孿生設(shè)備與本體是完全一致的，在初步對孿生設(shè)備進(jìn)行構(gòu)建的過程中，通過運(yùn)用三維激光掃描技術(shù)，并與典設(shè)模型庫進(jìn)行全面結(jié)合，實現(xiàn)現(xiàn)場全景復(fù)制，并對各項設(shè)備的運(yùn)行功能以及運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行孿生設(shè)備構(gòu)建，在對孿生設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行研究的過程中，通過利用現(xiàn)場巡視技術(shù)，以及多角度攝像頭檢測技術(shù)，對所布置的設(shè)備模型進(jìn)行更新與優(yōu)化，確保與實體設(shè)備運(yùn)行保持一致。

2）數(shù)字孿生智慧云平臺研發(fā)

數(shù)字孿生智慧云平臺在進(jìn)行研發(fā)的過程稿中，通過對Unity3D引擎的使用，確保數(shù)字孿生全系模型在運(yùn)行的過程中，更加具備流暢度，而且在數(shù)據(jù)傳輸通道的作用下，可以對所需要的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行編制，并且數(shù)據(jù)接口中進(jìn)行傳輸，由移動端進(jìn)行數(shù)據(jù)接收，此外，在B/S模式下，可以通過Active MQ實現(xiàn)數(shù)據(jù)跨域功能，在外聯(lián)MR眼睛作用下，可以對設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行周期性管理，在智能技術(shù)實施中，可以完成保電運(yùn)檢。

3數(shù)字孿生運(yùn)檢業(yè)務(wù)智慧應(yīng)用

3.1設(shè)備狀態(tài)模擬預(yù)警

數(shù)字孿生技術(shù)在應(yīng)用中構(gòu)建設(shè)備模型，需要對PMS、OMS等相關(guān)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行全面分析，同時對設(shè)備的各項歷史數(shù)據(jù)信息以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行全面控制，通過對電網(wǎng)設(shè)備全息數(shù)據(jù)模型的運(yùn)行狀態(tài)，對變電站全域電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)盡心預(yù)警控制。

3.2設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)維

智慧云平臺可以對變電站各項設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控，并可以將運(yùn)行動態(tài)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行提取，在平臺中將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行展現(xiàn)，如果出現(xiàn)敏感信息，需要進(jìn)行警示，工作人員也能夠根據(jù)信息情況，對變電站保電訓(xùn)練進(jìn)行掌控。

3.3移動作業(yè)支撐。

智慧云平臺在運(yùn)用中，通過對現(xiàn)場智能穿戴設(shè)備進(jìn)行結(jié)合使用，可以對孿生變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行全面提取。在保電巡檢中，通過對設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，可以3D虛擬動畫模擬，對各項數(shù)據(jù)信息進(jìn)行合理分析，如果遇到無法解決的問題，可以通過語音或者視頻，向場外專家進(jìn)行請教，并實現(xiàn)遠(yuǎn)程指導(dǎo)，從而促使變電站保電巡檢作用可以順利開展。

結(jié)束語：

數(shù)字孿生技術(shù)在應(yīng)用的過程中，可以通過利用數(shù)據(jù)模擬，實現(xiàn)變電站系統(tǒng)模擬，為變電站保電巡檢做好全面的數(shù)據(jù)分析，確保變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，避免出現(xiàn)設(shè)備故障造成斷電等問題，對電力保護(hù)起到了良好的促進(jìn)作用。

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