中国储能网讯:近日,经中国信息通信研究院评审,国网山东省电力公司电网数字空间全要素一体化平台获评全国数字孪生技术应用典型案例。
电网数字空间是国网山东电力融合数字孪生、物联网、大数据、建模仿真、人工智能和自动控制等技术,在电网实体基础上构建出的虚拟数字电网,也是企业级数字化全要素一体化平台。2023年以来,国网山东电力立足新型电力系统建设需求,以数字技术和数据要素为驱动,全面融合电网一张图、企业中台、气象数据服务中心、网上电网等企业级数字化建设成果,创新打造具备深度感知、广泛互联、协同分析、态势预判、智慧决策等功能的电网数字空间,以数字化应用支撑服务营销、基建、运检等专业工作。
要素汇聚 构建实景三维电网
“我们采用1∶1实景三维技术,经过地形级、城市级、部件级采集建模,构建出精确还原泰山电网形态的数字空间。它可以24小时直观、精确展现电网运行情况,智能分析预警潜在故障。”5月2日,在泰安供电公司泰山景区供电中心,值班人员乔训龙介绍。
2023年,国网山东电力从电网级、场站级、设备级三个层级出发,开展多元数据整合等工作,实现线上融合呈现电力系统物理结构、运行特征、技术参数等内容,同时依托5G规模化应用优势,确保各类电气类、环境类及监测类数据全面接入。这一平台于2023年7月试点上线,目前已接入山东电网全部设备数据,服务发展、运检、营销、基建等多个专业。
打开电网数字空间,供电员工能实时查看任意在运变电站、配电站房、重要环网柜的仿真实景,用鼠标点击仿真实景上的设备,会弹出包含设备台账、作业计划、缺陷记录等电网设备相关数据和气象环境、负责人员、业务属性等其他信息的弹窗。
“电网数字空间汇集了参数化模型、倾斜摄影、激光点云、精细化模型等主流三维数据类型。”国网山东电力数字化部建设技术处处长刘晗介绍,他们探索将实体模型与电网运行状态等数据以图形化方式融合在一起,实现多类三维数据融合展示应用。
除了三维数据,实时视频也是电网数字空间获取现场信息、开展设备远程管理和问题研判的重要信息来源。国网山东电力将各专业监拍设备接入统一视频平台,提高了视频应用效率。1月,该公司又探索应用多路视频合并传输技术,大幅降低了远程视频传输需要占用的带宽,确保视频更流畅、更清晰。
多维观测 打造精准空间服务
随着电网数字空间的试点应用和相关技术的日益成熟,国网山东电力总结经验,着眼业务需求,有针对性地提升系统的建模水平,构建专业应用场景,不断提升电网数字空间的服务能力与质量。
4月20日,一架无人机从济南1000千伏泉城变电站内腾空而起,用特殊摄像机从不同角度连续拍照。这些高精度照片将建筑“搬”到电网数字空间,为电网抢修作业等提供位置参考。
为了满足无人机自主飞行时规避山体和烟囱、铁塔等较高建筑物的需求,国网山东电力和政府部门合作,特意为电网数字空间加入了2米级精度的高程数据。电网数字空间能够基于高程数据分析地形地貌、建筑物等对无人机飞行的影响,生成避开障碍物的最佳飞行航线。该公司还为电网数字空间引进了山东全省域0.2米级的高清影像地图,不但提升了观测精度,也为引入遥感卫星影像、开展气象影响分析等打下了基础。
在高精度高程数据、高清地图数据的基础上,国网山东电力与政府部门合作,组织人员利用无人机拍摄全省16个地市主要城区的三维倾斜摄影图像,提高三维建模的真实性。精细的测绘地图和三维倾斜摄影图像结合,构成了电网数字空间多维观测的基础。
使用电网数字空间多维观测功能,供电员工可以查看变压器、线路周围环境和变电站建筑布局等多维细节,统一管理表箱、充电桩、巡检机器人、摄像头、智能门禁等各类设备,更高效地完成巡检、抢修、规划设计等工作。
多态推演 推动数据高水平应用
在不断优化三维建模、提升数据精度的基础上,国网山东电力围绕全时间、全过程概念,为电网数字空间创新构建规划态、建设态、运行态等电网时间形态图层,挖掘海量数据的计算推演价值,打造了数字空间的时间轴功能。
在电网数字空间拖动时间轴,可以查看不同时间点的历史地图影像、建筑影像、电网形态和网架结构。精确到某一台具体的电网设备,拖动时间轴则可以回看设备的历史负荷、潮流分布。
4月20日,济南供电公司发展部员工王浩登录电网数字空间,拖动时间轴,查看电网规划态。王浩介绍,图中的实线表示在运电网线路,虚线表示济南电网当前至2026年的电网规划。这种呈现方式有利于电网规划与城市规划相结合,也可以更好地支撑发展专业开展规划落地后的评价工作。
500千伏蟠龙变电站是济南的枢纽变电站。点开电网数字空间上该站的图标,可以清晰看到站点出线及下级线路的树状目录。图中电网线路的粗细、颜色不同,代表线路负载的高低程度不同。供电员工可以从中清晰观察电能从各级变电站逐层分配到配电线路的情况,直观掌握从主网、配网再到客户低压设备的一手信息,高效做好保电工作。
“以往,我们只能按照时间点查到线路的实时负荷曲线。现在,我们可以通过时间轴调取企业级量测中心的设备台账、气象环境、作业计划、缺陷记录等断面数据,查看特定时间的数据以及设备在一段时间内的运行数据变化。”国网山东电力数字化部建设技术处专责张云鹏介绍,电网数字空间还可以基于计算推演能力生成未来一段时间的设备运行、负荷、潮流数据预测曲线。
随着电网多时态多维度数据的深度交融,国网山东电力探索开发智能领航、虚拟播报等功能,构建专题场景,推动电力数据高水平应用。比如,在“量价费损利”业务专题场景中,电网数字空间能够按照时间、区域、用电分类等不同维度,以可视化方式对各类业务数据指标进行多层级分析,在地图上全面展示企业经营情况,全流程预判经营风险,让分析结果更直观。