【ZiDongHua 之 方案應(yīng)用場收錄關(guān)鍵詞：國家電網(wǎng) 自動(dòng)化科技 數(shù)字孿生 人工智能 智慧運(yùn)維 控制器 數(shù)字經(jīng)濟(jì)】

國網(wǎng)武漢調(diào)控中心： 數(shù)字孿生構(gòu)建可視化主站 智慧運(yùn)維賦能自動(dòng)化系統(tǒng)

摘要

為積極推進(jìn)電網(wǎng)調(diào)控?cái)?shù)智轉(zhuǎn)型，深度挖掘數(shù)據(jù)潛力，武漢調(diào)控中心基于“模型驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)賦能”思路，打造數(shù)字孿生主站，實(shí)時(shí)采集主站運(yùn)行數(shù)據(jù)，基于三維模型進(jìn)行可視化展示，實(shí)現(xiàn)“全景看、全息判、全程控”的沉浸式主站運(yùn)維，提升主站巡檢效率80%以上。

工作背景

近年來，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷深入，調(diào)度自動(dòng)化主站運(yùn)維設(shè)備量級(jí)持續(xù)增長，尤其在數(shù)字中國建設(shè)的宏偉背景下，各類數(shù)字化應(yīng)用、人工智能技術(shù)將不斷投入使用，這對(duì)服務(wù)器算力、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備載流量、動(dòng)力環(huán)境穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)安全可靠性提出了新的更高要求。

作為電網(wǎng)生產(chǎn)指揮的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，主站投運(yùn)設(shè)備數(shù)量將不可避免地面臨極大增長，設(shè)備運(yùn)維工作量將以指數(shù)型增長，及時(shí)發(fā)現(xiàn)處置缺陷，有效管控檢修操作，保障系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，均對(duì)主站運(yùn)維人員提出了新的更大考驗(yàn)。

針對(duì)痛點(diǎn)

常規(guī)的主站運(yùn)維模式，由人工巡檢、視頻監(jiān)控、動(dòng)環(huán)監(jiān)控、綜合檢修等方式對(duì)主站設(shè)備開展人工或半人工管理，隨著主站設(shè)備類型和數(shù)量的不斷擴(kuò)充，主站運(yùn)維面臨三大痛點(diǎn)問題。

01

臺(tái)賬管理不到位

主站設(shè)備運(yùn)維過程中，存在點(diǎn)多線長、設(shè)備調(diào)換頻繁的問題，設(shè)備臺(tái)賬的維護(hù)更新難以和實(shí)際情況進(jìn)行關(guān)聯(lián)對(duì)應(yīng)，缺乏數(shù)字化校核手段和技術(shù)支持，臺(tái)賬維護(hù)不準(zhǔn)確、不及時(shí)、不規(guī)范，無法為全方位的設(shè)備感知提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

02

缺陷處置不超前

常規(guī)的主站缺陷處置，往往在主站系統(tǒng)受到負(fù)面影響后，根據(jù)“溯源、分析、處理、檢查”流程，對(duì)受影響節(jié)點(diǎn)進(jìn)行缺陷處置，無法有效實(shí)現(xiàn)從“故障后處置”到“故障前維護(hù)”的轉(zhuǎn)變，在設(shè)備運(yùn)維量大幅增長的背景下，系統(tǒng)可靠性將承受壓力。

03

作業(yè)管控不全面

主站作業(yè)中，缺乏相應(yīng)技術(shù)手段對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行過程管控與行為記錄，在人員權(quán)限管理、運(yùn)維方式統(tǒng)一、安全監(jiān)督審計(jì)等方面存在管理困難，存在誤動(dòng)、誤操作非目標(biāo)設(shè)備情況，為主站運(yùn)行帶來風(fēng)險(xiǎn)。

主要做法

01

數(shù)字再造實(shí)現(xiàn)全站匯聚展示

采用三維建模技術(shù)，對(duì)主站基建部分、動(dòng)環(huán)設(shè)施、屏柜、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等物理要素進(jìn)行一比一數(shù)字復(fù)刻，同時(shí)部署屏柜級(jí)微環(huán)境數(shù)據(jù)采集裝置、agent插件，匯聚主站設(shè)備臺(tái)賬信息、實(shí)時(shí)運(yùn)行、歷史故障數(shù)據(jù)，24小時(shí)全天候監(jiān)視主站運(yùn)行情況。

02

數(shù)據(jù)賦能實(shí)現(xiàn)全站狀態(tài)分析

利用人工智能分析技術(shù)，對(duì)主站動(dòng)力環(huán)境、設(shè)備運(yùn)行的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行研判分析，實(shí)時(shí)診斷、分析和告知設(shè)備的健康狀態(tài)以及異常發(fā)展趨勢(shì)，在設(shè)備出現(xiàn)異常情況時(shí)實(shí)現(xiàn)“雙向循環(huán)復(fù)診斷”，輸出差異化、精細(xì)化的檢修策略。

03

萬物聯(lián)通實(shí)現(xiàn)全站運(yùn)行管控

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，打通主站數(shù)據(jù)鏈條，實(shí)現(xiàn)攝像頭、智能門禁、溫濕度控制器等設(shè)備的統(tǒng)一管理與控制，基于智能安全帽部署定位微標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)作業(yè)人員分米級(jí)別精確定位、電子圍欄報(bào)警、攝像聯(lián)動(dòng)。

相關(guān)成效

國網(wǎng)武漢供電公司打造數(shù)字孿生可視化主站，提煉相關(guān)創(chuàng)新成果于2022年獲得第47屆國際質(zhì)量管理小組大會(huì)特等金獎(jiǎng)，為湖北省歷史首次獲此殊榮。主要成效體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

01

全景看：掃除主站運(yùn)維盲區(qū)

構(gòu)造主站三維模型，關(guān)聯(lián)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)和臺(tái)賬數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)巡檢，使得設(shè)備查找維護(hù)更為直觀方便，有效提升主站運(yùn)維工作質(zhì)效，單次主站巡檢時(shí)長縮短80%以上。

02

全息判：降低系統(tǒng)運(yùn)行缺陷

打造主站運(yùn)行態(tài)勢(shì)感知體系，實(shí)現(xiàn)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、動(dòng)力、環(huán)境的全方位分析，主動(dòng)研判設(shè)備運(yùn)行趨勢(shì)，推動(dòng)“事故后處置”向“事發(fā)前預(yù)防”轉(zhuǎn)變，預(yù)測性維護(hù)次數(shù)大幅提升。

03

全程控：確保操作安全可靠

結(jié)合主站運(yùn)維堡壘機(jī)、可信計(jì)算、惡意代碼監(jiān)測系統(tǒng)，精準(zhǔn)定位人員行為軌跡，有效管控操作行為，強(qiáng)化事后審計(jì)能力，杜絕誤操作事件發(fā)生。

展望

國網(wǎng)武漢供電公司將借助數(shù)字孿生平臺(tái)的開放性和擴(kuò)展性，進(jìn)一步打造完善“數(shù)字孿生、萬物互聯(lián)”的生產(chǎn)管控體系，實(shí)現(xiàn)各類設(shè)施設(shè)備的全要素?cái)?shù)字化再現(xiàn)，助力人工智能與數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展。