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上海浦東新區(qū)有陸家嘴、張江科學(xué)城、臨港新片區(qū)等重點(diǎn)區(qū)域,是上海加快建設(shè)國際經(jīng)濟(jì)、金融、貿(mào)易、航運(yùn)和科技創(chuàng)新五個(gè)中心的重要試驗(yàn)田。浦東供電公司把握“數(shù)(字)智(慧)”化轉(zhuǎn)型機(jī)遇,著力構(gòu)建能源大數(shù)據(jù)服務(wù)模式,為堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)提供有力支撐,為上海探索數(shù)字孿生城市建設(shè)提供典型經(jīng)驗(yàn)。
7月1日,上海110千伏博藝變電站數(shù)字孿生系統(tǒng)正式移交并投入運(yùn)行。博藝變電站是浦東供電公司在臨港區(qū)域的第一座包含數(shù)字孿生系統(tǒng)的基建變電站。而位于張江科學(xué)城內(nèi)的35千伏蔡倫變電站,已通過數(shù)字孿生系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了變電站數(shù)字化建設(shè)的初步探索。
這兩座充分應(yīng)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的智慧變電站,為周邊人工智能島、藥谷、科研院所等2154家高新技術(shù)企業(yè)提供電力保障。
全時(shí)段全維度高密度采集數(shù)據(jù) 設(shè)備狀態(tài)“個(gè)性化”定制檢修
作為上海第一個(gè)站本體與數(shù)字孿生系統(tǒng)同步建設(shè)并移交運(yùn)行使用的輸變電工程,博藝變電站突破了傳統(tǒng)變電站的局限性,在應(yīng)用數(shù)字孿生系統(tǒng)、提升智能化水平與安全生產(chǎn)能力的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了變電站的數(shù)字化移交。
數(shù)字孿生系統(tǒng)是基于以蔡倫變電站為代表的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)感知層的大數(shù)據(jù)分析決策系統(tǒng)。它利用實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)和設(shè)備三維數(shù)字模型,在虛擬空間構(gòu)建出智慧變電站的數(shù)字版“克隆體”,同時(shí)利用人工智能技術(shù)深入挖掘海量數(shù)據(jù)價(jià)值,開展研判分析,可在線診斷設(shè)備健康狀態(tài),“對(duì)癥下藥”輸出差異化、精細(xì)化檢修策略。
大多數(shù)傳統(tǒng)變電站需要工作人員定期開展巡檢,獲取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)。受限于數(shù)據(jù)采集密度,運(yùn)檢人員難以及時(shí)掌握設(shè)備健康變化趨勢(shì),執(zhí)行狀態(tài)檢修時(shí)也只能在基準(zhǔn)周期基礎(chǔ)上進(jìn)行較為保守的調(diào)整。
110千伏博藝變電站和35千伏蔡倫變電站的特別之處,在于站內(nèi)設(shè)備上安裝的大大小小、形狀各異的“神經(jīng)元”傳感器?!巴ㄟ^對(duì)這些傳感器采集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行研判分析,我們能夠真正做到根據(jù)設(shè)備健康狀態(tài)個(gè)性化定制檢修策略,實(shí)現(xiàn)設(shè)備檢修精確決策,推動(dòng)檢修模式從‘粗放經(jīng)營’向提質(zhì)增效轉(zhuǎn)變?!睌?shù)字孿生系統(tǒng)建設(shè)團(tuán)隊(duì)成員湯蕾介紹說。
浦東供電公司在博藝變電站內(nèi)精心搭建了包含7類傳感器的前端感知網(wǎng)絡(luò),全時(shí)段、全維度、高密度采集設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù),在此基礎(chǔ)上構(gòu)建智慧變電站數(shù)字孿生系統(tǒng),準(zhǔn)確把控設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)變化并提供決策支撐,實(shí)現(xiàn)“設(shè)備會(huì)說話,變電站會(huì)思考”。
“以機(jī)代人”監(jiān)測(cè)設(shè)備狀況 降低一線運(yùn)維人力成本
以往每逢設(shè)備檢修,工作人員需要攜帶大量檢修、試驗(yàn)報(bào)告及缺陷記錄等歷史資料去現(xiàn)場(chǎng)。今年3月,浦東供電公司運(yùn)維班組自主研發(fā)了“掌上設(shè)備醫(yī)生”移動(dòng)作業(yè)終端,作為前端感知網(wǎng)絡(luò)的延伸和補(bǔ)充,并與全業(yè)務(wù)運(yùn)營管理中臺(tái)(“電力云”)對(duì)接。工作人員可以隨時(shí)隨地通過終端調(diào)閱“電力云”中存儲(chǔ)的設(shè)備歷史資料,既方便又快捷。
“掌上設(shè)備醫(yī)生”在診斷設(shè)備健康、減負(fù)等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。以往現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)需要一人操作、一人記錄、一人監(jiān)護(hù),試驗(yàn)完成后還要花半小時(shí)左右整理試驗(yàn)報(bào)告。而“掌上設(shè)備醫(yī)生”能夠?qū)崿F(xiàn)操作流程一鍵順控、試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步、試驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)生成,不僅能降低作業(yè)過程的安全風(fēng)險(xiǎn),還能夠減輕一線人員的工作負(fù)擔(dān),有效緩解設(shè)備量增長與人力資源緊張之間的矛盾。
“掌上設(shè)備醫(yī)生”還提升了設(shè)備檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。過去研判設(shè)備體檢結(jié)果大多依賴于作業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn),“掌上設(shè)備醫(yī)生”內(nèi)嵌的專家經(jīng)驗(yàn)庫則可對(duì)設(shè)備體檢結(jié)果進(jìn)行精準(zhǔn)研判,帶來“一機(jī)在手,人人都是專家”的效果,推動(dòng)作業(yè)模式從人工研判向“智慧研判”轉(zhuǎn)變。
隨著數(shù)字孿生系統(tǒng)投運(yùn),下一階段,浦東供電公司將在博藝變電站內(nèi)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)作業(yè)終端與數(shù)字孿生系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互通,通過具有思考和交互功能的數(shù)字智慧鏡像,實(shí)時(shí)診斷、分析并告知設(shè)備的健康狀態(tài)以及異常發(fā)展趨勢(shì)。
“數(shù)字孿生”實(shí)現(xiàn)安全自防御 助力智慧城市建設(shè)
在博藝變電站的數(shù)字孿生系統(tǒng)中,點(diǎn)擊設(shè)備可顯示設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)、關(guān)鍵狀態(tài)量、遙信遙測(cè)數(shù)據(jù)以及環(huán)境數(shù)據(jù),試驗(yàn)報(bào)告也可隨時(shí)讀取。
數(shù)字孿生系統(tǒng)還能及時(shí)捕捉設(shè)備缺陷初期癥狀,快速判斷缺陷的位置與性質(zhì),大幅縮短搶修時(shí)長,并由預(yù)防性檢修轉(zhuǎn)向預(yù)測(cè)性檢修,更好地實(shí)現(xiàn)變電站全壽命周期管理,讓運(yùn)維管理更高效、生產(chǎn)作業(yè)更精準(zhǔn)、成本配置更精益、安全防御更主動(dòng)、人力資源更集約。此外,數(shù)字孿生系統(tǒng)還是一個(gè)開放平臺(tái),浦東供電公司后續(xù)可以根據(jù)需要增加設(shè)備對(duì)應(yīng)功能模塊以及采集狀態(tài)量,確保孿生模型的可延續(xù)性。
4月27日,上海市政府常務(wù)會(huì)議明確指出“探索建設(shè)數(shù)字孿生城市,數(shù)字化模擬城市全要素生態(tài)資源”的規(guī)劃定位。利用數(shù)字孿生系統(tǒng),浦東供電公司的“蔡倫經(jīng)驗(yàn)”普及站點(diǎn)已占浦東變電站總量的27.1%。未來,該公司計(jì)劃推廣“數(shù)字資產(chǎn)”低成本可復(fù)制、可推廣的高質(zhì)量能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展模式,助力智慧互聯(lián)、協(xié)同共享的數(shù)字孿生城市建設(shè)。
文章來源:北極星電力網(wǎng)