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2019年，波音737型飞机半年来出现两次严重坠机事故，此事件引发了外界对飞机安全问题的疑虑，如何避免这样的悲剧再次发生呢？数字孪生技术脱颖而出，数字孪生就是针对物理世界中的物体，通过数字化的手段在虚拟空间中完成映射，构建一个数字世界中一模一样的实体，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。 数字孪生技术的出现为同样处于高度安全风险之中的变电站的管理提供了一个新思路。现行运维方式主要依靠安装传感器和人力巡检，按照经验对一些预置位进行检测，检测点在全站有效覆盖区域占比不到1%，无法实现对全站所有位置进行监测并实现监测数据的时序跟踪。很难给变电站的运行提供十分有效的安全保障。为了加大变电站监测范围，实现电网设备全生命周期数字化管理，降低运维成本，数字孪生变电站应运而生。 数字孪生变电站 所谓数字孪生变电站，就是使用激光传感器建立变电站的空间点云结构，同时使用全景相机采集周边环境的RGB信息，并记录下相机的位姿信息，使用已经建好的灰度点云图和相机采集的颜色信息，匹配点云着色算法，对物理变电站进行数字克隆，几小时后就可以得到一个全覆盖、高精度的数字孪生变电站。 孪生站中，每个点云设备都将自动完成对象化，并赋予每个点云设备唯一的标识编码来对应现实中的实体设备。数据处理采用了八叉树空间索引结构，优化数据加载过程。 数据以对象化为基础进行管理，可为后续开展业务应用、数据融合以及信息展示提供全新方式。 数字孪生机器人 基于孪生环境，可构建变电站的数字孪生仿真模拟站，根据需要灵活规划巡检业务，并利用数字孪生机器人模拟验证完成虚拟巡检，大大提高实施效率和后期可维护性。在数字孪生环境里，巡检的目标设备具备唯一空间位置坐标，巡检时，数字孪生机器人可根据巡检目标自动规划路径，自动设置巡检传感器参数，模拟执行整个巡检过程。当变电站有特殊需求时，就可以自动生成针对性的特殊巡检任务，并将任务实时加载到站端物理的巡检机器人，这样将极大程度上解决了临时突发任务受人力、环境制约这一问题。 至全监测 基于孪生 借助巡检机器人可以实现不停车快速巡检，实现全站温度检测，为得到变电站全方位温度信息，系统使用高精度的红外设备采集二维的红外图像数据，并将其映射到三维的孪生系统里，从而获得全站的红外温度分布图，温度信息存储采用瓦片化存储方式，当设备某部位的温度信息超过正常的阈值区间时，系统会实时推送预警信息。同样，系统可以使用变电站其他传感器获取的多光谱影像信息映射到孪生系统中，从而获得多维度、结构化的时序大数据。通过对大数据的分析，可以进行趋势预测和主动预警并形成风控分析报告，为快速智能决策提供了可靠的数据支撑。 数据融合 基于数字孪生的电网智慧运维平台具备灵活系统接口，可以接入SCADA、PMS、OMS等系统信息，并对接入数据进行清洗、融合，形成带有业务信息的结构化时序数据，服务于电网相关部门。如为运行部门提供“一键顺控”的现场状态确认；为变电站基于与辅控、安防系统业务联动的智能运维提供信息交互渠道；为省市公司应急指挥提供事故现场人机协作支持；为人资部门提供岗前培训、事故演练等诸多业务的支撑融合。 基于数字孪生的电网智慧运维平台 建成后的电网智慧运维平台，充分挖掘现有系统数据，辅助运检、调度策略的制定，实现运检策略的优化，最终构建“原始数据-设备画像-分析挖掘-策略制定-资源优化”的数据资产应用体系，完善生产指挥决策体系，对管控平台进行强有力的支持，推动设备状态全景化，数据分析智能化、生产指挥集约化，运检管理精益化全面实现。 数字孪生技术具有极强的普适性，未来一方面可以在全网推广，另一方面可以将电网的成功经验移植到石油、化工、新能源等行业，为经济发展提供全新增长点。  抓住机遇，砥砺奋进；只争朝夕，不负韶华！ |
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