保電業(yè)務(wù)的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，數(shù)字孿生在智慧保電業(yè)務(wù)中的實(shí)踐

    保電業(yè)務(wù)的痛點(diǎn)和難點(diǎn)

    變電站作為電網(wǎng)中最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵、最龐大的組成要素，在整個(gè)保電過程中是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，直接關(guān)系著保電任務(wù)的成敗，但是目前變電站的保電業(yè)務(wù)主要有以下3個(gè)痛點(diǎn)：

    作業(yè)模式陳舊：每次保電前都需要大量的巡檢人員對(duì)保電設(shè)備進(jìn)行特巡，效率低且巡檢質(zhì)量難以保證，需推動(dòng)巡視模式從“有人巡視”向“無(wú)人巡視”轉(zhuǎn)變；數(shù)據(jù)錄入從有紙化向無(wú)紙化轉(zhuǎn)變；現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)從“人工研判”向“智慧研判”轉(zhuǎn)變；作業(yè)模式從“以人力驅(qū)動(dòng)”向“以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”轉(zhuǎn)變，從而全面提升運(yùn)維檢修工作效率。

    設(shè)備運(yùn)維成本高：缺乏對(duì)設(shè)備多源數(shù)據(jù)的綜合分析，無(wú)法做到對(duì)缺陷的提前預(yù)警、精確定位和原因分析。在故障發(fā)生后進(jìn)行排查、定位、處置，不僅效率低且需要大量人力，成本高昂。

    數(shù)據(jù)利用低：傳統(tǒng)的變電站運(yùn)維只是將設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，對(duì)單個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，沒有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度融合、綜合分析、挖掘潛在的數(shù)據(jù)價(jià)值。傳統(tǒng)變電站運(yùn)維是一種“后知后覺”的運(yùn)維模式，需要喚醒沉睡的數(shù)據(jù)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)維模式的“先知先覺”轉(zhuǎn)變。

    智慧保電解決方案

    當(dāng)前，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)為代表的數(shù)字浪潮席卷全球，數(shù)字世界為了服務(wù)物理世界而存在，物理世界因?yàn)閿?shù)字世界變得高效有序。在這種背景下，數(shù)字孿生體技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

    基于國(guó)際上的數(shù)字孿生技術(shù)、應(yīng)用的成功案例和云智慧對(duì)數(shù)字孿生理念的理解，我們發(fā)現(xiàn)可以利用數(shù)字孿生技術(shù)，建立安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、精準(zhǔn)的數(shù)字化運(yùn)維檢修新模式，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)更加智能，狀態(tài)檢修決策更加科學(xué)，缺陷發(fā)現(xiàn)更加及時(shí)，缺陷診斷更加精確，縮短不必要的停電檢修時(shí)長(zhǎng)，增強(qiáng)隱患發(fā)現(xiàn)及故障排除能力，從而全面提升供電可靠性與穩(wěn)定性，降低故障停電風(fēng)險(xiǎn)，充分落實(shí)電力保障工作。新型保電體系主要架構(gòu)如下圖所示：

案例與場(chǎng)景實(shí)踐

    01、保電設(shè)備可視化綜合管控

    保電的管理人員在保電過程中，通過大屏可以實(shí)時(shí)查看轄區(qū)內(nèi)保電設(shè)備的整體運(yùn)行情況。包括設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備告警情況、運(yùn)維人員當(dāng)前實(shí)時(shí)位置、備品備件庫(kù)存信息。這樣保電管理人員可以在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)異常時(shí)，根據(jù)保電設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行情況，在第一時(shí)間快速做出決策，及時(shí)調(diào)動(dòng)距離異常點(diǎn)最近的運(yùn)維人員和物質(zhì)進(jìn)行消缺，將故障范圍和停電檢修時(shí)長(zhǎng)控制在最小范圍內(nèi)。

    02、智能預(yù)警

    作為保電設(shè)備運(yùn)維人員，希望對(duì)一些將要發(fā)生但還未發(fā)生的故障進(jìn)行提前預(yù)警，將傳統(tǒng)的后知后覺的運(yùn)維模式轉(zhuǎn)變?yōu)橄戎�先覺，實(shí)現(xiàn)“未病先防”。提前制定檢修計(jì)劃，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，減少因設(shè)備故障造成的電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)備損壞和停電造成保電任務(wù)失敗。預(yù)警類型分為以下3類：

    基于專家驗(yàn)證過的經(jīng)驗(yàn)和明確的機(jī)理作為預(yù)警條件;

    可直接使用前置傳感器設(shè)定的預(yù)警信號(hào)作為預(yù)警條件；

    可通過算法模型對(duì)設(shè)備歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出預(yù)警條件；

   03、自動(dòng)巡檢

    現(xiàn)在大多變電站已經(jīng)引入了巡檢機(jī)器人，保電運(yùn)維人員可以在系統(tǒng)中提前設(shè)定巡檢策略，控制巡檢機(jī)器人對(duì)指定區(qū)域和設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)巡視，幫助運(yùn)維人員方便實(shí)時(shí)獲取巡視內(nèi)容，而不需要再到設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡視，可大幅提高保電運(yùn)維人員設(shè)備巡檢效率。

    04、智能分析

    變電站運(yùn)維人員，通過大屏或者PC觀測(cè)設(shè)備狀態(tài)的發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)已訓(xùn)練完成的算法模型、環(huán)境溫度以及負(fù)荷電流等的狀態(tài)變化趨勢(shì)進(jìn)行分析可以得出設(shè)備變化趨勢(shì)下的設(shè)備加健康狀態(tài)。按照相關(guān)處置規(guī)程進(jìn)行處理，避免了出現(xiàn)設(shè)備損壞等嚴(yán)重故障的發(fā)生。

    數(shù)字孿生智慧保電系統(tǒng)

    基于保電業(yè)務(wù)的痛點(diǎn)和解決方案，企業(yè)需要建設(shè)一套新型智慧保電系統(tǒng)。該系統(tǒng)可基于無(wú)人機(jī)、機(jī)器人和傳感器等多種監(jiān)測(cè)手段，匯聚變電、配電一次、二次設(shè)備數(shù)據(jù)資源，以人工智能為核心，利用深度學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜等能力，結(jié)合5G、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算等技術(shù)進(jìn)行智能診斷、預(yù)測(cè)性維護(hù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的精益管理、精益檢測(cè)和精益管控。

    云智慧根據(jù)保電業(yè)務(wù)解決方案，打造出的數(shù)字孿生智慧保電系統(tǒng)主要有以下6大功能：

    設(shè)備全態(tài)數(shù)據(jù)采集：基于無(wú)人機(jī)、機(jī)器人和傳感器等多種監(jiān)測(cè)手段，對(duì)變電和配電等一次設(shè)備全生命周期的數(shù)十萬(wàn)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集匯聚。

    全態(tài)信息感知：通過3D全景實(shí)時(shí)展示一次設(shè)備四遙數(shù)據(jù)，讓運(yùn)維人員及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行情況，對(duì)設(shè)備常見的溫度異常、局部放電異常等數(shù)百種故障進(jìn)行及時(shí)處理。

    設(shè)備狀態(tài)在線評(píng)估：建立設(shè)備指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，實(shí)時(shí)展示變電和配電一次設(shè)備健康度、負(fù)荷率等運(yùn)行指標(biāo)，為設(shè)備檢修提供決策依據(jù)。

    智能分析：基于海量歷史數(shù)據(jù)，通過知識(shí)圖譜、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，開發(fā)設(shè)備狀態(tài)評(píng)估、設(shè)備狀態(tài)趨勢(shì)預(yù)測(cè)、設(shè)備缺陷處置建議、設(shè)備檢修時(shí)點(diǎn)評(píng)估等算法模型，實(shí)現(xiàn)在線診斷設(shè)備健康狀態(tài)，提前掌握設(shè)備異常發(fā)展趨勢(shì)，讓數(shù)據(jù)價(jià)值得到體現(xiàn)。

    故障預(yù)警：基于設(shè)備缺陷報(bào)告、檢修記錄、運(yùn)行工況等歷史數(shù)據(jù)，建立開關(guān)柜局部放電異常、變壓器溫度異常等故障預(yù)測(cè)模型，采用人工智能算法，反映故障發(fā)生規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。

    語(yǔ)音交互：建立離線語(yǔ)音環(huán)境，提供語(yǔ)音切換頁(yè)面、語(yǔ)音查詢、語(yǔ)音報(bào)警、語(yǔ)音播報(bào)等交互式功能，在系統(tǒng)頁(yè)面上減少手動(dòng)操作，豐富人機(jī)交互方式，提高信息傳遞效率。

    該系統(tǒng)已在保電任務(wù)中成功實(shí)施落地，不僅對(duì)保電業(yè)務(wù)提供了強(qiáng)有力的支撐，還對(duì)保電業(yè)務(wù)的工作效率起到明顯的提升作用:

    綜合管理效能提升38%以上

    故障搶修時(shí)間縮短100分鐘

    缺陷消缺效率提升至85%以上

    每年減少檢修設(shè)備1500臺(tái)次以上

    檢測(cè)準(zhǔn)確率提升至99.85%以上

    總結(jié)和展望

    根據(jù)我們?cè)诒ｋ姌I(yè)務(wù)中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，數(shù)字孿生技術(shù)和理念可以很好地解決保電業(yè)務(wù)的難點(diǎn)和痛點(diǎn)。根據(jù)數(shù)字孿生技術(shù)打造的數(shù)字孿生智慧保電系統(tǒng)，對(duì)保電業(yè)務(wù)起到了強(qiáng)有力的支撐，滿足了保電業(yè)務(wù)的多種場(chǎng)景需求，實(shí)現(xiàn)設(shè)備精細(xì)化管理，數(shù)據(jù)精益分析，從而打造出了一套完備的新型保電業(yè)務(wù)體系。隨著產(chǎn)品技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，數(shù)字孿生智慧保電系統(tǒng)將更加智慧化，數(shù)字孿生智慧保電系統(tǒng)將成為保障電力安全穩(wěn)定供應(yīng)強(qiáng)有力的后盾，助力各供電公司更好得完成保電這一使命光榮、責(zé)任重大、任務(wù)艱巨、萬(wàn)無(wú)一失的任務(wù)，讓保電不再難，不再痛！