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

建設背景

在2020年的聯(lián)合國氣候峰會上，我國正式提出了“30·60”雙碳目標。為實現(xiàn)“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”的目標，著力構建清潔低碳、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)運行效率，更好的發(fā)揮源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補在暴漲能源安全中心的作用。

系統(tǒng)概述

通過運用大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)、可視化等技術融合到智慧電網(wǎng)業(yè)務場景中，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，并提供更加實時、高效、智能的服務，促進智慧電網(wǎng)技術創(chuàng)新發(fā)展。

數(shù)字孿生與電網(wǎng)的深化融合，能夠有效推動電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智慧化發(fā)展進程，成為電網(wǎng)變革的強大助力。數(shù)字孿生契合了我國以新型技術為產(chǎn)業(yè)轉型升級賦能的戰(zhàn)略需求，成為了應對當前百年未有之大變局的關鍵因素。

應用場景

電網(wǎng)全景概覽

基于傳感器、無人機、機器人等前端物聯(lián)感知設備采集的設備運行數(shù)據(jù)，融合電網(wǎng)側數(shù)據(jù)中臺、PMS等各業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)設備多維、全態(tài)數(shù)據(jù)建模，再結合數(shù)字孿生精準三維物理建模和可視化技術，打造全景電網(wǎng)數(shù)字孿生模型，實現(xiàn)對“發(fā)-輸-變-配-用”各環(huán)節(jié)設備、通道環(huán)境的全面感知、動態(tài)分析等，將高維度、多層次等復雜數(shù)據(jù)直觀、實時呈現(xiàn)，實現(xiàn)電網(wǎng)設備全景監(jiān)控。

設備智能巡檢

通過AI巡檢機器人預設時間、路線、巡檢內(nèi)容，AI機器人自主巡檢時，監(jiān)控畫面可實時顯示在大屏中，通過智能分析、設備定位、智能判斷，發(fā)生隱患點位可進行可視化監(jiān)控，發(fā)出實時告警。還可調取隱患點位監(jiān)控畫面，幫助管理人員分析原因，提高巡檢效率。

設備狀態(tài)評估

基于設備缺陷樣本數(shù)據(jù)，通過機器學習、深度學習等算法建立電網(wǎng)設備狀態(tài)分類評估模型，將設備測點時序數(shù)據(jù)傳遞給模型進行實時計算，自動判斷設備的實時運行狀態(tài)，實現(xiàn)用機器代替人，提高設備運維效率。

設備智能預警

通過數(shù)字孿生所構建的虛擬單元，利用算法預測設備狀態(tài)發(fā)展趨勢，根據(jù)預測結果利用邏輯回歸、決策樹等算法模型，開展變電設備的人工智能算法關鍵技術研究，例如變壓器油中溶解氣體智能分析、變壓器油溫度趨勢預測、變壓器油壓力變化趨勢預測、開關柜局部放電智能分析等，再結合告警規(guī)則，實現(xiàn)設備缺陷故障的智能預警、及時處置，減少缺陷故障造成的非計劃停電，輔助“設備主人”實時掌握設備的健康狀態(tài)。

設備故障分析

通過傳感器數(shù)據(jù)、知識圖譜、人工智能算法、發(fā)生故障規(guī)律，實現(xiàn)對故障的智能分析。設備發(fā)生異常和故障時，系統(tǒng)自動推理，推薦故障案例和解決方案。

設備應急指揮

構建設備數(shù)字孿生模型，融合業(yè)務流程模型、數(shù)據(jù)等模型，打造沙盤式應急搶修，為電網(wǎng)設備搶修指揮和客戶服務提供全流程、全視角的展示與分析，并運用人工智能和融合通信輔助賦能數(shù)字指揮，助力供電服務指揮中心對搶修現(xiàn)場情況的全流程跟蹤與全方位實時掌控，為搶修和智慧提供輔助決策、節(jié)點管控、多方協(xié)同、遠程協(xié)助等支撐能力，為應急指揮工作的開展提質增效。

設備輔助決策

以運檢班組實際業(yè)務需求出發(fā)，構建電網(wǎng)設備運維檢修專家知識庫?；谠O備缺陷報告、實驗報告，通過NLP等技術，實現(xiàn)運維知識自動提取并形成知識圖譜，在設備發(fā)生缺陷或故障后，通過人工智能的檢索應用，輔助用戶制定運維檢修決策，讓專家的知識經(jīng)驗服務于設備的運維檢修，提高檢修的效率和質量，助力數(shù)字化班組建設。

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，通過集成監(jiān)控數(shù)據(jù)，可實時感知微信人員軌跡、定位、維修過程、維修結果等，輔助管理人員提升工單管理能力。

……

開發(fā)平臺

基于數(shù)維圖科技自研Sovit3D三維可視化平臺，采集現(xiàn)場照片與數(shù)據(jù)，同步BIM建模導入，利用數(shù)字孿生技術，對大壩、發(fā)電機組、船閘、泄洪口等進行3D建模，實現(xiàn)可視化直觀的全場景管理。可交互式的 Web 流域三維場景，可進行縮放、平移、旋轉，場景內(nèi)各設備可以響應交互事件。

建設價值

隨著物理設備、自動化系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通，通過“物理設備”和“虛擬設備”融合，用數(shù)字化技術來感知、理解和優(yōu)化現(xiàn)實世界電網(wǎng)設備，將基礎設施和數(shù)字化建設緊密結合起來，在云端實現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)營管理、生產(chǎn)運行狀態(tài)的實時在線，形成電網(wǎng)三維全息場景的全景監(jiān)視、多維業(yè)務系統(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)務運營的安全、高效、集約、規(guī)范和智能運作，提升電網(wǎng)企業(yè)的科學分析、決策和預判能力，提高設備可靠性，促進電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。

總結

數(shù)字孿生智慧電網(wǎng)基于全域數(shù)據(jù)信息，通過對歷史問題的分析和當前狀態(tài)平臺的評估，融合電網(wǎng)設備運行的關聯(lián)關系、變化態(tài)勢等本質規(guī)律，實現(xiàn)對未來趨勢的預測。數(shù)字孿生與電網(wǎng)的深化融合，能夠有效推動電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智慧化發(fā)展進程，成為電網(wǎng)變革的強大助力。

本文主要介紹了Sovit3D可視化編輯器在電網(wǎng)智慧化場景開發(fā)中的實踐應用，數(shù)維圖科技只提供前端2D、3D可視化開發(fā)設計的編輯器產(chǎn)品，并不提供行業(yè)場景解決方案。

審核編輯黃宇