保電業(yè)務(wù)的痛點和難點

    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，在整個保電過程中是最重要的一個環(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個痛點：

    作業(yè)模式陳舊：每次保電前都需要大量的巡檢人員對保電設(shè)備進行特巡，效率低且巡檢質(zhì)量難以保證，需推動巡視模式從“有人巡視”向“無人巡視”轉(zhuǎn)變；數(shù)據(jù)錄入從有紙化向無紙化轉(zhuǎn)變；現(xiàn)場作業(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”向“以數(shù)據(jù)驅(qū)動”轉(zhuǎn)變，從而全面提升運維檢修工作效率。

    設(shè)備運維成本高：缺乏對設(shè)備多源數(shù)據(jù)的綜合分析，無法做到對缺陷的提前預(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)的變電站運維只是將設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行收集，對單個設(shè)備的數(shù)據(jù)進行簡單分析，沒有對數(shù)據(jù)進行深度融合、綜合分析、挖掘潛在的數(shù)據(jù)價值。傳統(tǒng)變電站運維是一種“后知后覺”的運維模式，需要喚醒沉睡的數(shù)據(jù)價值，實現(xiàn)設(shè)備運維模式的“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，物理世界因為數(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)運而生。

    基于國際上的數(shù)字孿生技術(shù)、應(yīng)用的成功案例和云智慧對數(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、精準的數(shù)字化運維檢修新模式，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)評價更加智能，狀態(tài)檢修決策更加科學(xué)，缺陷發(fā)現(xiàn)更加及時，缺陷診斷更加精確，縮短不必要的停電檢修時長，增強隱患發(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，充分落實電力保障工作。新型保電體系主要架構(gòu)如下圖所示：

案例與場景實踐

    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，通過大屏可以實時查看轄區(qū)內(nèi)保電設(shè)備的整體運行情況。包括設(shè)備當(dāng)前運行狀態(tài)，設(shè)備告警情況、運維人員當(dāng)前實時位置、備品備件庫存信息。這樣保電管理人員可以在設(shè)備運行狀態(tài)出現(xiàn)異常時，根據(jù)保電設(shè)備當(dāng)前運行情況，在第一時間快速做出決策，及時調(diào)動距離異常點最近的運維人員和物質(zhì)進行消缺，將故障范圍和停電檢修時長控制在最小范圍內(nèi)。

    02、智能預(yù)警

    作為保電設(shè)備運維人員，希望對一些將要發(fā)生但還未發(fā)生的故障進行提前預(yù)警，將傳統(tǒng)的后知后覺的運維模式轉(zhuǎn)變?yōu)橄戎�先覺，實現(xiàn)“未病先防”。提前制定檢修計劃，延長設(shè)備使用壽命，減少因設(shè)備故障造成的電網(wǎng)風(fēng)險、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：

    基于專家驗證過的經(jīng)驗和明確的機理作為預(yù)警條件;

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

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

   03、自動巡檢

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

    04、智能分析

    變電站運維人員，通過大屏或者PC觀測設(shè)備狀態(tài)的發(fā)展趨勢，根據(jù)已訓(xùn)練完成的算法模型、環(huán)境溫度以及負荷電流等的狀態(tài)變化趨勢進行分析可以得出設(shè)備變化趨勢下的設(shè)備加健康狀態(tài)。按照相關(guān)處置規(guī)程進行處理，避免了出現(xiàn)設(shè)備損壞等嚴重故障的發(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)可基于無人機、機器人和傳感器等多種監(jiān)測手段，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)、知識圖譜等能力，結(jié)合5G、大數(shù)據(jù)、邊緣計算等技術(shù)進行智能診斷、預(yù)測性維護，實現(xiàn)設(shè)備的精益管理、精益檢測和精益管控。

    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：基于無人機、機器人和傳感器等多種監(jiān)測手段，對變電和配電等一次設(shè)備全生命周期的數(shù)十萬測點數(shù)據(jù)進行采集匯聚。

    全態(tài)信息感知：通過3D全景實時展示一次設(shè)備四遙數(shù)據(jù)，讓運維人員及時掌握設(shè)備運行情況，對設(shè)備常見的溫度異常、局部放電異常等數(shù)百種故障進行及時處理。

    設(shè)備狀態(tài)在線評估：建立設(shè)備指標評價體系，實時展示變電和配電一次設(shè)備健康度、負荷率等運行指標，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)，通過知識圖譜、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，開發(fā)設(shè)備狀態(tài)評估、設(shè)備狀態(tài)趨勢預(yù)測、設(shè)備缺陷處置建議、設(shè)備檢修時點評估等算法模型，實現(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，讓數(shù)據(jù)價值得到體現(xiàn)。

    故障預(yù)警：基于設(shè)備缺陷報告、檢修記錄、運行工況等歷史數(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)測模型，采用人工智能算法，反映故障發(fā)生規(guī)律，實現(xiàn)對故障的精準預(yù)測。

    語音交互：建立離線語音環(huán)境，提供語音切換頁面、語音查詢、語音報警、語音播報等交互式功能，在系統(tǒng)頁面上減少手動操作，豐富人機交互方式，提高信息傳遞效率。

    該系統(tǒng)已在保電任務(wù)中成功實施落地，不僅對保電業(yè)務(wù)提供了強有力的支撐，還對保電業(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臺次以上

    檢測準確率提升至99.85%以上

    總結(jié)和展望

    根據(jù)我們在保電業(yè)務(wù)中的實踐經(jīng)驗，數(shù)字孿生技術(shù)和理念可以很好地解決保電業(yè)務(wù)的難點和痛點。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)，對保電業(yè)務(wù)起到了強有力的支撐，滿足了保電業(yè)務(wù)的多種場景需求，實現(xiàn)設(shè)備精細化管理，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、萬無一失的任務(wù)，讓保電不再難，不再痛！