未来智慧电网：数字孪生变电站描绘三维可视化蓝图

    随着进入数字化、信息化时代的发展时期，当前在市场经济需求、技术创新、公共政策的协同推动下，我国数字经济发展将更进一步的深入推进和扩大。当时企业同时也面临着如何有效管理等严峻问题的挑战，在电力行业尤为突出显眼。电力作为我们日常生活息息相关的重要领域，也正在适应着智能化的发展。

    电网系统的建设环境及内部结构往往是复杂多样的，运维模式主要是依靠安装传感器和人力巡检，很难对全站所有的位置进行监测，而且人工运维成本高，变电站作为电网的一个核心环节，数字孪生技术下打造的智慧电力的出现将改变这传统的运维模式，让正处于高度安全风险之中的电力建设方面发生新的转变，实现了变电站智能化、绿色化的高效转型升级发展。

    数字孪生变电站可以理解为充分利用电力系统的物理模型、精准的现场测量数据、电力系统历史运行数据等。结合云计算、物联网、大数据等多方面技术支持，通过在虚拟空间中，建立数据与知识共同驱动的动态的数字空间模型；以三维可视化样式多维度呈现变电站运营场景，和传统的电力系统仿真相比，数字孪生变电站将实行运行状态实时监测；运维设备、控制系统和信息系统的互动互联互通。加强变电站设备的电力规划、数字决策、增强安全管理的应用、提高运检精益管理水平。

    1、智慧电网三维可视化模型

    电力设施穿越线路较长，导致涵盖沿线地物的三维数据量巨大，当针对项目进行施工、维护、和决策时，传统使用图片或者二维平面图进行目标点标记和讨论，容易出现信息传递偏差；所以基于数字孪生技术搭建的实景模型之上，通过叠加BIM模型和其他人工建模三维数据，实现对整个电力设备和覆盖区域周围环境的模拟规划和效果展示。

    并利用自由飞行设备在模型上记录标记点、并传输到相应部门，实现线上线下融合渲染；对采集的数据进行实时交互，实现在三维可视化渲染平台中动态融合展示设备与关键传感数据。通过厂站内部署的视频和传感器网络，对电网环境变化进行实时反馈与分析。

    2、电网设备远程智能巡视

    通过使用物联网智能感知技术对关键测点进行远程监测，融合投影、倾斜影响模型等技术，将全景三维场景与物联网控制接口和数据表单进行融合展示，当在三维场景内漫游的时候，在对应的位置展示出如传感器数据、监控数据等报表，实现虚拟场景下的设备信息同步和动态数据的实时显示。

    也可以接入物联网设施的开关、红外摄像头等设备，实现场景支持远程，多用户端协同运维，分段截取、测量、模型浏览和功能操作，并将维护方案和数字图纸传输给施工及其他维护人员。提升三维可视化管理效率，实现从“人巡”到“智巡”的有效转变。

    3、远程故障诊断及辅助决策

    通过传感器实际安装的位置分布地点，实现对于电力设备的实体监测，能实现涉及多个构件部位的多类型监测，实行远程故障诊断，在GIS三维可视化平台能够清楚标示具体监测点所在的位置，或者将探伤、电力巡检中所发现的问题点在模型对应位置进行标记，便于不同层级和分工的用户准确描述、分析、处理对应的管养维修工作。同时，还可根据预设程序在无人干预或人为干预较少的情况下进行相关决策，从而大幅度提高故障诊断和后续处理的及时性和准确性。

    4、电网智能预警及状态检修

    通过分析挖掘监控数据，实时掌握电网设备动态情况，对环境本身具有测距、测高、面积等多维度空间结构信息的靳准测量，实现对设备运行状态的分析预警，并制定科学合理的检修计划。提高运维检修水平，降低设备故障率，在电力施工、电力建设、风险测评等应用场景发挥较大价值，提高电网运行安全水平。

    5、电网设备仿真培训

    使用ZTMAP自主研发的VR全景三维可视化设备，针对真实场景模拟电厂各种实际运行状况，实现电网设备功能仿真和故障模拟；结合现有业务开展相关培训，通过三维可视化动画演示进行模拟电力系统检修指导及培训，提高检修人员的技术水平，实现对新进技能人才培养。

    6、安全作业管控

    利用空间位置信息，实现对人员、设备、车辆的安全作业管控。依托业务中台安全域的两票管理、安全风险、安全评价等服务，进行工作票全过程安全管控和作业风险提前识别。结合现场传感设备，实现对现场作业过程的状态感知与快速分析，并具备作业计划管控、作业风险评估等能力。

    7、电网生产业务管控

    电网生产业务管控采用“pc端+移动端”的应用方式，将各类业务三维可视化数据汇集到一个平台，打破专业壁垒，形成业务数据多融合、各专业协同办公模式，充分实现“集约化”管理，并按权限进行数据分发，实现数据安全和数据共享的双重保护。

    有效合理地总结归纳每一个专业业务的管控要求，促进各专业工作之间的有效协调和运检工作的管理与控制，最大限度地提高工作效率和质量，提升电网设备的安全性与可靠性，为生产业务管理、辅助决策、日常管理提供统一的多融合三维可视化管理平台。