數字孿生技術在變電站保電巡檢中的應用

陳國平 徐韜 王莎莎 魯學昆 具學圓 韋立雷

摘要：數字孿生概念早在2002年便已經存在，隨著物聯網的出現，它的應用價值開始被凸顯。是從實現效果上看，數字孿生是一種聯系物理世界與虛擬世界的技術手段，具有交互和融合作用，隨著智能化技術和產品的不斷研制與應用，數字孿生技術的應用潛力逐漸被得到認可，當前，該項技術已被應用于各大領域及行業實際工作中，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驗與自覺性對每個區域中的設備進行一一檢查，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、規范化與智能化是當前變電站的發展趨勢，在新技術與新設備的支持下，以往保電巡檢工作中存在缺陷將會得到很好彌補，從而提高巡檢質量和效率。下面本文將對數字孿生技術在變電站保電巡檢中的應用進行分析。

關鍵詞：數字孿生技術;變電站;保電巡檢中

前言：

數字孿生技術主要就指通過利用數字化信息手段，將虛擬的物體構建數字化實體，通過對數字化實體的分析，從而了解數字化實體的真正的作用以及相關意義。在變電站保電巡檢過程中對其進行使用，可以實現數字化巡檢，對變電站各項運行數據信息進行全面的了解與分析，如果數據信息在出現問題后，相關工作人員通過核對，可以第一時間了解到變電站設備所存在的問題，及時進行檢修，確保變電站的運行質量。因此，本文所研究的內容，對數字孿生技術在變電站保電巡檢中的應用具有重要意義。

1變電站保電巡檢的思路分析

在數字孿生技術下，通過對數字仿真技術進行利用，針對現代變電站運行系統以及各項設備組成結構構建仿真環境，根據日常變電站運行所得出的相關數據信息，對變電站的實施運行特征以及運行狀態進行全面模擬，根據模擬變電站實際運行情況，對變電站保電運行生命周期進行全面記錄，并根據所得出的相關數據信息，構建變電站保電巡檢發展預測模型，實現對變電站的“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行數據信息是一致的，并實現了全系模擬，確保孿生變電站與實際變電站實現全面融合。

1.1全息動態模擬

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

1.2全業務支撐

在孿生變電站全面構建后，變電站管理人員可以根據變電站的實際運行情況，構建智能化變矮南站業務平臺，以此來帶保電巡檢工作給予一定的幫助。在孿生數字變電站運行過程中，可以對運行的相關數據信息進行綜合性分析，從而對變電站的運行進行全面管理，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行全面檢測，并在智能化平臺中，實現智能化保電巡檢。

1.3智能作業應用

在孿生數字化變電站中，實現全業務支撐智慧平臺后，可以對變電站的整體運行情況加以進行保護，并配置智能化設備，對定位系統進行精確運用，實現變電站5G安全運輸，實現機械人智能化保電巡店，從而在變電站保電巡檢中，實現智能化單兵巡檢系統，并對移動智能進行全面應用，促使保電巡檢實現智能化。

1.4智慧物聯輔助

在孿生變電站數字控制中，可以通過站內布置智能再見檢測系統終端，實現邊緣化計算，并且在物聯網技術的作用下，實現監控設備，并且在變電站中實現數據信息共享，在孿生數字變電站中，盡可能實現物聯網智能化平臺，并在應用中實現藍本試驗，此外，在虛擬驗證設備中，也盡可能地實現智能化保電預期效果，并對變電站進行優化，構建智能物聯網以及智能化電網，以此來確保變電站保電。

2.數字孿生在變電站保電巡檢中的技術方案

2.1項目整體結構

在變電站保電中，通過對數字孿生技術與MR智能運檢技術進行相互結合，實現站房本體數字模型、構建智慧平臺、打造業務系統實時數據接口，并且在5G無線通訊網絡的作用下，實現MR混合智能穿戴應用。

2.2項目建設內容

2.2.1數字孿生全息變電站構建

1）設備模型快速構建

數字孿生設備與本體是完全一致的，在初步對孿生設備進行構建的過程中，通過運用三維激光掃描技術，并與典設模型庫進行全面結合，實現現場全景復制，并對各項設備的運行功能以及運行數據信息，進行孿生設備構建，在對孿生設備運行進行研究的過程中，通過利用現場巡視技術，以及多角度攝像頭檢測技術，對所布置的設備模型進行更新與優化，確保與實體設備運行保持一致。

2）數字孿生智慧云平臺研發

數字孿生智慧云平臺在進行研發的過程稿中，通過對Unity3D引擎的使用，確保數字孿生全系模型在運行的過程中，更加具備流暢度，而且在數據傳輸通道的作用下，可以對所需要的數據信息進行編制，并且數據接口中進行傳輸，由移動端進行數據接收，此外，在B/S模式下，可以通過Active MQ實現數據跨域功能，在外聯MR眼睛作用下，可以對設備的運行數據進行周期性管理，在智能技術實施中，可以完成保電運檢。

3數字孿生運檢業務智慧應用

3.1設備狀態模擬預警

數字孿生技術在應用中構建設備模型，需要對PMS、OMS等相關在線監測數據系統進行全面分析，同時對設備的各項歷史數據信息以及設備運行狀態等進行全面控制，通過對電網設備全息數據模型的運行狀態，對變電站全域電網設備運行狀態盡心預警控制。

3.2設備遠程運維

智慧云平臺可以對變電站各項設備運行狀態進行實時監控，并可以將運行動態數據信息進行提取，在平臺中將數據信息進行展現，如果出現敏感信息，需要進行警示，工作人員也能夠根據信息情況，對變電站保電訓練進行掌控。

3.3移動作業支撐。

智慧云平臺在運用中，通過對現場智能穿戴設備進行結合使用，可以對孿生變電站設備運行狀態以及運行數據信息，進行全面提取。在保電巡檢中，通過對設備內部結構空間數據進行分析后，可以3D虛擬動畫模擬，對各項數據信息進行合理分析，如果遇到無法解決的問題，可以通過語音或者視頻，向場外專家進行請教，并實現遠程指導，從而促使變電站保電巡檢作用可以順利開展。

結束語：

數字孿生技術在應用的過程中，可以通過利用數據模擬，實現變電站系統模擬，為變電站保電巡檢做好全面的數據分析，確保變電站的穩定運行，避免出現設備故障造成斷電等問題，對電力保護起到了良好的促進作用。

參考文獻：

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