数字孪生技术在变电站智能运检中的应用
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完成单位:国网河北省电力有限公司雄安新区供电公司
登记编号:-
登记年份:2021
发布时间:2021-06-25
刘海峰、孙文凯、贾志辉、池威威、张继超、李树荣、吴 琼、汪 佳
1、 技术难度
改变传统的变电站运检方式,通过国网总部的数字化新基建的指导意见,对变电站及设备进行深度元件级三维建模,通过对模型的仿真还原结合应用场景打造三维数字孪生变电站。打通了传统的数据分散管理的壁垒,对设备运行机理进行分析归纳,通过大数据、人工智能算法对设备的状态进行预判分析和未来故障预警。
2、 技术先进性
数字孪生技术在变电站的应用,可对变电站全景、一二次设备等进行整体与分体的全要素数字化表达,达到可视化呈现、数据融合供给、模拟仿真推演、精准映射虚实融合、自学习自优化自培训等能力要素的目的,使运维人员获得身临其境式的现场体验,提升设备运检管控能力。
3、 技术创新性
首次将数字孪生技术应用于变电站建设,将站端设备物联感知数据与设备三维模型进行融合,以数据驱动三维动态模型,实现设备三维模型动态化仿真以及虚实画面融合,精准刻画设备运行状态和环境场景,解决远程运维中设备状态感知差的情况,使多远数据融合能力显著提升,数据资源价值进一步得到了释放。
4、可推广性
本成果采用数字孪生技术解决目前传统变电站普遍存在的设备数量与运检人员数量严重不均衡问题以及变电站设备精益化运维管理的需求。本成果基于电力数据模型CIM标准、电网数字化设计标准、站端IEC61850通信协议和国网公司企业中台架构等国家或企业标准开展总体设计,系统的部署和运行在国网公司范围内具备普适性。
5、经济社会效益
经济效益:通过雄安新区剧村、河西数字孪生变电站系统的建设应用,河西和剧村2个变电站一年将节省设备巡视人力440人次、检测人力180人次,大大节约了人力资源,一年节省行驶距离约3000公里,减少车辆投入80辆次,综合节约运维成本约60万元。通过系统检修策略智能推送有效避免健康设备不必要的计划检修工作,减少计划停电造成的停电损失和因实施计划检修投入的人、物力成本,减少停电损失108万kWh,总计折合效益约120万元。
社会效益:通过雄安新区剧村、河西数字孪生变电站系统的建设应用,提高了缺陷预测预警能力,实现了运维检修的精细化管理,实施设备精准检修,避免了因设备隐患故障导致的长时间、大面积停电。
6、推动行业进步
雄安新区剧村220千伏变电站是国网雄安新区供电公司落实国家电网公司战略的创新性探索,是雄安新区首座以“共享共融”为主题的开放式绿色变电站,也是首座从规划设计到施工建设再到运行管理全生命周期采用数字化方式进行管理的变电站。本成果的应用将推动变电站数字化、虚拟化、实时化、可视化的运维模式,建立高度集成的数据闭环赋能体系,促进变电站运维资源要素的优化配置,开辟新型智慧变电站的建设和管理模式。