数字孪生变电站在电网企业数智化转型的探索与应用

数字互联和智能电气的相互融合催生全球能源转型和新一轮的工业革命,传统产业模式和格局正在因技术革新而重新定义,单一的线性产业链也即将被颠覆,取而代之的是更加高效的数字生态系统。阐述了数智化转型的必要性,介绍了国网上海市电力公司浦东供电公司开展数智化转型,以数字化为手段,打造智慧电网的情况。数字孪生变电站是开展数智化转型的重要技术手段和实践探索,对传统作业模式产生了革命性的变化,同时也为能源行业的数智化转型提供了借鉴和参考意义。

基于LightGBM的变压器故障预测在数字孪生变电站中的应用

变压器是变电站中主要设备之一,其安全运行对于变电站的运转起着至关重要的作用,因此对变压器故障进行预测对保障变压器的平稳运行有着重要意义。提出基于LightGBM的预测模型,将其应用在实际数字孪生变电站中。首先对特征量进行选择,并使用PCA对数据进行降维;其次用LightGBM算法构建模型并对测试样本进行模型精准度验证,证明了算法的可用性;最后与其他机器学习算法对比,分析模型的不足,并对LightGBM算法在变压器故障预警中的深入应用提出了改进方向。

数字孪生变电站建模及应用

随电力建设及改造项目日益增多,现行系统无法直观展示站内实际布局、有效测绘测距,指导施工方案编审有限。对变电站进行空间孪生建模,利用3D建模软件,实现模型中一键测距、全景环绕等功能减少编制人员前往站内频次,宏观展示环节指导优化多班组作业区轮转及相关安全措施布置。提升施工方案编制讨论环节各部门沟通效率,对施工细节直观展现,对潜在施工安全隐患抓早抓小,提高生产工作质效。

变电站数字孪生框架构建与关键技术研究

在工业5.0的背景下,数字孪生作为一项重要的数字技术,在提升电力系统感知、决策及控制能力方面具有潜在的巨大价值。然而,该项技术相关研究与应用还处于发展阶段,亟需突破适应电力行业特殊性的数字孪生关键技术。通过调研分析数字孪生变电站发展现状,文中系统总结了变电站数字孪生技术面临的主要问题与挑战,针对性地提出了数字孪生支撑数字化变电站转型的总体技术路线——“挖掘典型场景、规范系统架构、推进数据融合、建立评估模型”,分析了变电站数字孪生关键技术及预期成效,有望在数字化交付、智能巡检、辅助决策、风险管控等方面推进数字化变电站深入转型。

变电站数字孪生系统的设计与应用

“十四五”期间,雄安新区电网设备规模将快速增长,传统运检模式下需要配置大量运检人员,设备信息获取难以做到及时全面。提出建设变电站数字孪生系统,利用实时感知数据和设备三维数字模型,在虚拟空间构建现实变电站的映射体,实现变电站远程巡检、在线诊断和全寿命周期管理。该系统已在220kV剧村变电站投入应用,验证了系统的有效性和先进性。

基于数字孪生技术的变电站智慧系统平台建设

文章研究了基于数字孪生技术的变电站智慧系统平台的建设。数字孪生变电站能够利用专家知识、人工智能分析等核心技术,研判、分析传感器采集的动态数据及历史数据,实时诊断设备的健康状态及异常发展趋势。当传感器感知到设备出现异常情况时,系统会复测巡检机器人发出的指令,同时缩短传感器的采样周期,通过多种感知数据的交叉印证快速定位缺陷并判断缺陷类别。系统能够根据设备状态定制个性化的检修策略,由预防性检修转向预测性检修,并指导大修技改精准投资。除了用于生产,数字孪生系统的分析结果还能服务于规划、设计、基建等环节,服务于设备的全寿命周期管理。