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融合大数据技术的“虚实结合”配电自动化运维培评一体化平台构建与应用

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成果主要完成人

王 婧、潘志远、李光宏、刘 静、赵义术、李宏伟、杨长通、任玉保、宋新新、刘海客、许园园、赵吉祥

项目概况

“双碳”目标下,配电网正成为可再生能源消纳的支撑平台、多元海量信息集成的数据平台,催生相关培训完成技术更新、业态转型和模式创新。成果紧扣国家新型电力系统与数字中国建设,切合配电自动化专业生产实际,通过海量真实数据采集与分析处理,融合数字物理混合仿真、3D虚拟呈现等先进技术,实现了配电自动化多业务横向数据融合与培训评价多环节数据纵向贯通,打造了配电自动化运维培训评价一体化的产学研综合平台。成果虚实结合,填补了配电自动化领域运维培训评价一体化领域的空白。成果以虚扩实,通过研究配电场景虚拟化仿真技术,突破真实系统搭建的空间限制和系统运行的时间限制,实现复杂生产现场迅捷构建与多样培训需求的实时响应;以实验虚,通过研究多类型异常及故障生成技术并研制集成式配电终端实训装置,以多业务、全环节实际操作有效检验培训效果。通过研究3D人机交互技术,突破了人机交互时空限制,有力支撑了能力等级评价、竞赛等业务的数字化转型升级。进而,全环节积累的海量数据支撑开发梯次衔接的个性化培训项目,实现因材施教,保证了培训效果。成果可有力提升配电自动化人员技术技能水平,支撑各类培训教学、竞赛比武和能力等级评价工作。 成果创新点如下: (1)构建融合大数据技术的“虚实结合”配电自动化运维全场景培评一体化平台。提出基于模块化的系统架构设计理念,以此为支撑构建了具备多源异构、跨域建模、资源扩展、图谱构建的综合实训评价体系,实现了对配电自动化运维专业全环节、全过程、全场景的培训评价。 (2)以虚扩实,研究配电场景虚拟化仿真技术。元件级、设备级和系统级灵活构建,实现真实工作场景数字映射与迅捷构建,云端部署突破真实系统搭建的空间限制和系统运行的时间限制,实现多样培训需求的实时响应。 (3)以实验虚,研究多类型异常及故障生成技术,研制模块化、高集成度的配电自动化终端多类型异常及故障处理培评装置,涵盖配电一次仿真、配电终端等完整配电自动化系统以组建真型系统,以全环节、集成式操作有效检验培训效果。 (4)数据驱动,研究生产教学全过程应用大数据技术。以企业真实任务、真实场景和真实问题驱动,打造集成化、标准化和个性化的“数据诊断”,引导配电自动化多业务横向数据融合与培训评价多环节数据纵向贯通,实现专业教学多场景覆盖、个性化赋能培训和精准化评价,有力支撑能力等级评价工作。 (5)因材施教,全环节积累的海量数据支撑开发梯次衔接的个性化培训项目,保证了培训效果。开发基础全环节海量数据的评价库、知识库,与原有配电自动化运维相关专业教材、作业指导书和考评方案匹配,通过多源数据聚合、多维度分层智能评估算法实现教学多环节个性化开发,进而实现与配电全业务的梯次衔接应用,保障培训效果。 本成果已在国网技术学院等单位推广应用,累计培养国家电网有限公司新入职员工和山东电力高等专科学校学生7500余人,累计76.09万人•天,同时面向社会承办各类培训项目和技能竞赛36项,国家人力资源社会保障部配电自动化培训项目、国网公司高层次技术技能人员培训项目、电力行业配网自动化运维工等3个工种的高级技师技能等级评价工作以及为巴西、菲律宾、阿拉伯联盟等国家和地区能源主管部门、电力企业举办的涉外培训项目,有力支撑“一带一路”建设,近三年经济效益3100多万元。自投用以来,中华全国总工会书记处书记许山松、国家电网有限公司董事长辛保安、院士周孝信等专家领导莅临指导,并接待专家考察参观3000余人次。 本成果支撑行业标准2项,国家职业技能标准1项,获3项发明专利,6项实用新型专利,1项外观设计专利,获得相关奖项10余项,发表论文10余篇。