我國首個全息數(shù)字電網(wǎng)建成

張曄

1月5日，我國首個全息數(shù)字電網(wǎng)在江蘇建成。通過采集輸變電設(shè)施的物理數(shù)據(jù)，技術(shù)人員在網(wǎng)絡(luò)云端構(gòu)建了一個數(shù)字孿生電網(wǎng)，全面提升了電網(wǎng)的智慧運檢水平。這也是世界上首次對億千瓦級負荷大電網(wǎng)進行全息數(shù)字化呈現(xiàn)。

據(jù)悉，這張?zhí)摂M電網(wǎng)覆蓋了10萬公里架空輸電線路、28萬座輸電桿塔以及地形地貌地物等數(shù)據(jù)，將真實電網(wǎng)在數(shù)字空間以數(shù)字孿生的方式，一比一三維立體還原和數(shù)字化全景呈現(xiàn)。國網(wǎng)江蘇省電力有限公司運用三維激光點云采集、數(shù)字高程模型、高精度測繪等技術(shù)，為每一條線路、每一座桿塔、每一個部件都賦予了專屬的三維坐標，定位精度達到厘米級。

實現(xiàn)無人巡檢與智能管控

“每一座桿塔都設(shè)有20個以上無人機巡檢點位，通過航跡自動規(guī)劃、一鍵自主飛行、全程實時監(jiān)控、遇險自動規(guī)避等功能，無人機可實現(xiàn)全自動巡檢作業(yè)，全程無須人工操作。”江蘇方天電力技術(shù)有限公司副總經(jīng)理姜海波介紹，全息數(shù)字電網(wǎng)相當于給整個江蘇電網(wǎng)裝上了“千里眼”，能夠引導(dǎo)巡檢作業(yè)人員足不出戶，即可實時掌握無人機的適航區(qū)域、飛行軌跡、被檢設(shè)備、巡檢影像等現(xiàn)場實際工況，完成一座鐵塔的全面巡檢僅6分鐘，比人工操作無人機巡檢耗時減少一半，效率比傳統(tǒng)人工巡檢提升4到6倍。

在國網(wǎng)江蘇電力無人機巡檢管控中心的大屏上，可見當前正在作業(yè)的無人機，其飛行軌跡、飛機狀態(tài)、拍攝畫面都可以在數(shù)字電網(wǎng)中實時展現(xiàn)、動態(tài)跟蹤。巡檢無人機還嵌入了電力北斗地圖導(dǎo)航和前端識別模塊，巡檢作業(yè)結(jié)束后，圖片會自動上傳至管控平臺，并通過人工智能算法對圖像進行精準識別，可以及時發(fā)現(xiàn)指甲蓋大小的螺帽裂紋等細小缺陷。

“依托全息數(shù)字電網(wǎng)，江蘇電網(wǎng)已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模無人機巡檢協(xié)同應(yīng)用與智能管控，可以支持上千架無人機同時作業(yè)，全年自動巡檢作業(yè)量超過52萬架次，提前發(fā)現(xiàn)消除輸電鐵塔缺陷及通道隱患4.2萬處，嚴重缺陷發(fā)現(xiàn)率提升3倍，每年可以節(jié)約電網(wǎng)運維成本約2億元。”國網(wǎng)江蘇省電力公司設(shè)備部副主任吳強介紹。

通過加載氣象、空域等信息，數(shù)字電網(wǎng)還可以高度仿真和預(yù)測臺風(fēng)、覆冰等極端情況下的電網(wǎng)運行環(huán)境。在數(shù)字電網(wǎng)的工況模擬模塊中，只要同步風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、導(dǎo)線直徑等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就會結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，通過模型算法以三維圖像形式直觀展示線路狀態(tài)，各類風(fēng)險隱患會用不同顏色的警示圖標標出，為電網(wǎng)細化防災(zāi)減災(zāi)、災(zāi)后恢復(fù)的預(yù)案措施提供準確依據(jù)。

數(shù)據(jù)+算力+算法打造智慧電網(wǎng)

當前正處于迎峰度冬的關(guān)鍵時期，江蘇電網(wǎng)的最大用電負荷已超過1億千瓦，今冬用電負荷最高或?qū)⑦_到1.12億千瓦。全息數(shù)字電網(wǎng)的全面建成，可將電網(wǎng)故障的處理時間再縮短約10%。

“如果說數(shù)字電網(wǎng)是數(shù)字能源的現(xiàn)代化底座和數(shù)據(jù)‘骨架，那么人工智能技術(shù)就是它的‘眼睛，AI算法分析技術(shù)則是‘大腦。”吳強說，在“數(shù)字中國”戰(zhàn)略引導(dǎo)下，數(shù)字科技加速了電網(wǎng)信息化建設(shè)進程，“數(shù)字新基建”項目不斷在電網(wǎng)運營管理中落地。通過“數(shù)據(jù)+算力+算法”，全息數(shù)字電網(wǎng)實現(xiàn)了虛擬電網(wǎng)與現(xiàn)實電網(wǎng)的深度感知交互與雙向智慧控制，真正做到足不出戶而現(xiàn)場可觀、可測、可控，極大提升電網(wǎng)智慧運營水平。

同時，全息數(shù)字電網(wǎng)是我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要試點，將推動電力系統(tǒng)的加速轉(zhuǎn)型升級，為我國乃至全世界通過數(shù)字技術(shù)提升系統(tǒng)安全運行水平貢獻了新的技術(shù)方案。

據(jù)悉，目前國網(wǎng)江蘇電力正在積極擴展全息數(shù)字電網(wǎng)在規(guī)劃設(shè)計、基建管理等更多領(lǐng)域的應(yīng)用，并將帶動裝備制造、人工智能、地圖導(dǎo)航、5G通信、數(shù)據(jù)服務(wù)、自動駕駛、儲能充電等跨越式發(fā)展。