数字孪生智慧变电站3D可视化运维系统-数艺网

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数字孪生智慧变电站3D可视化运维系统: 2023-03-16

2019年11月6日，济南110千伏商西智慧变电站并网运行，标志着国家电网首座智慧变电站在山东正式投运。

2019年国家电网有限公司提出了建设“三型两网、世界一流”的战略目标，泛在电力物联网建设事关“三型两网”建设全局。智慧变电站试点建设，是展现泛在电力物联网建设成效的重要窗口，是推动“三型两网”战略落地的重要工程。

我国目前有几万座变电站，变电运维作为核心业务，变电站作为电力系统中不可缺少的重要环节，担负着电能量转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。

智慧变电站是采用先进传感技术对变电站环境量、物理量、状态量、电气量进行全面采集；充分应用现代信息技术，体现本质安全、先进实用、面向一线、运检高效，建设状态全面感知、信息互联共享、人机友好交互、设备诊断高度智能、运检效率大幅提升的变电站。

政策背景

2021年11月，工业和信息化部等四部门联合发布《四部门关于加强产融合作推动工业绿色发展的指导意见》，提出依托国家新型工业化产业示范基地等优势产业集聚区，打造一批绿色工业园区和先进制造业集群，支持共建共享公共设施、优化能源消费结构、开展能源梯级利用、推进资源循环利用和污染物集中安全处置，鼓励建设智能微电网。

2022年1月，国家发展改革委和国家能源局印发《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》，明确提升电网智能化水平，加强电力运行调度和安全管理，依法依规落实电力市场交易结果。

系统功能

仿真全景概览

基于数字孪生理念，结合Sovit3D可视化平台，通过精细化三维建模，对建筑、设备、环境等进行真实立体化复现，直观反映变电站的人员、设备位置、设备运行状态等信息，满足多样化展示需求。

同时可将生产实际业务无缝融合到平台中，使得对日常的管理工作做到标准化、精细化、自动化，实现变电站智能化、专业化管理。

视频监控系统

无缝融合视频监控功能，对变电站周边全方位一体式无死角监控，并且和火灾报警系统、门禁系统、人员管理等系统联动，进行精准的定位。管理人员通过实时视频查看现场情况，运维人员对变电站进行实时化、透明化、流程化、全局化的可视化管理。

自动巡检系统

在三维系统中预设巡检线路，可以分白天或夜晚巡检，也可以以第三人称方式在该线路上的监控设备进行轮询查看。同时在巡检的路线上，可以实时查看设备运行状态以及实时数据，工器具检查、梳理巡视设备缺陷记录和安全隐患记录，以及巡视后巡视记录等，以帮助运管人员熟悉现场环境、掌握作业流程、提升作业质量、优化作业预案、降低作业风险。

电控室管理系统

利用可视化技术，变电站管理人员能够实时了解电控室的运行情况，继而可以掌握整个变电站的运行数据等信息。

人员定位管控

变电站人员调度较为频繁，而且人员的位置与设施相对固定，与生产息息相关，因此为了提高变电站人员的管理效率需要对人员的工作区域展开管控，减少人员偷懒、缺勤等问题出现，帮助变电站提高生产效率。同时严格的定位管控也能够保障人员的安全，减少意外事故发生，实现安全生产。

电子围栏系统

在三维系统中，对变电区内重点区域或重要设备设置电子围栏，实现视频联动追踪监视，避免非法闯入或进入非法受控区域，并且和报警系统进行联动，当有异常闯入或异常情况，可进行颜色报警并聚集异常区域，并且以弹窗提示异常状态，全方位保障变电站设备运行安全。

消防管理系统

接入现有的消防水系统、火灾自动报警系统、线缆温度监测系统、电气火灾监控系统等，实时对消防设备设施运行状态进行监测，当发生异常（火灾、爆炸等）状况时，可联动报警点附近摄像头弹窗，显示实时监控画面，并计算人员逃生的路线，远程启动灭火流程等；有序进行撤离，保障人员生命安全、财产损失。

设备管理系统

通过API数据接口，联接物联网管理中台，实时对变电站内各类设备坯的运行状态、电压、温度、检修等基本信息进行数据展示，并且所有数据实时动态更新，通过可视化数据弹窗的展示，全线跟踪与一键查询、设备信息数据的实时反馈，达到全方位掌握变电站设备运行正常、异常等相关信息，起到实时监管，高效协同管理。

设备故障预警

设备异常：将设备各项实时状态数据与对应的状态检测模型进行比对，可以发现设备异常状态。系统得到检测模型反馈，及时告警。

故障预警：设备运行数据与大数据故障预测模型进行比对，实现对全专业设备可能堆叠发生的故障精准预测。

实现价值

依托Sovit3D可视化平台，利用虚拟仿真、数字孪生等技术，快速搭建一座外观一致、设备一致的三维仿真变电站三维场景，综合子系统信息，统一获取各业务数据，打破数据壁垒，提升变电站设备及环境实时感知能力、推动提升设备隐患故障定位和检修效率、支持设备状态检修从“定期检修”向“预防性检修”过渡，提升设备精准运维、减少现场作业频度，降低现场作业误操作风险，延长设备使用周期，实现资产增值。