什么是“数字孪生”技术？
“数字孪生”技术是指利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度仿真，在虚拟空间中完成映射，从而反映对应实体对象的全寿命周期过程。
简单而言，数字孪生指的是将物理实体镜像映射到虚拟空间，形成“数字化模型”，以便于变配电所进行数字化的操作，例如优化变配电所的检修流程等。
朔黄智慧重载铁路建设项目为集团公司承担的国家能源集团十四五10项科技创新项目之一，其中牵引供电智能运维重点通过数字孪生技术示范推进变配电所无人值守。
“数字孪生”变配电所
黄骅港站变配电所作为公司首个数字孪生变电所，主要运用数字化3D建模技术1:1还原黄骅港站数字孪生变配电所，一体化展示变电所设备综合指标，监测数量、巡检信息、告警数据，为运维提供决策数据。
全景驾驶舱
目前，黄骅港站变配电所共设有663个巡视点位（336个红外测温、130个表计识别、197个外观的点位），全覆盖黄骅港变电所低空设备。
同时黄骅港站变配电所还配置了地理导航及人工智能算法进行智能判别、巡检报表分析与历史数据分析等功能，识别准确率高达95%。
智能巡检设备
机器人
智能巡检机器人系统以自主或遥控的方式，完成对室外高压设备进行外观、温度、仪表油位、开关位置等巡视任务图像识别，最大限度地代替室外日常人工巡检。智能巡检机器人可支持全面巡检、例行巡检、专项巡检、特殊巡检、 自定义任务、地图选点等多种方式自主巡检。
无人机
无人机主要用于高空设备，替代人工攀爬巡视，主要为外观拍摄和红外测温 （自动识别）；具备周遭环境/绝缘子检测、导线断股散股、销钉缺损识别等功能。
无人机实时巡检画面
“数字孪生”变配电所能帮我们做啥？
“数字孪生”变配电所打通了各大生产管理平台数据，工作人员可远程查看所内设备的台账及实时电压、电流、温湿度等主辅设备信息，实时监测变电所运行状况。这也是国内铁路领域中，首次通过综自、主辅辅控信息全面规范接入、优化所内数据处理，实现了所内统一集成与远传，减少变配电所内运维和系统维护工作量。
设备监测及管理
通过一次设备智能化，完成变配电所主设备电气状态实时监测，实现设备全面数字化，有助于提前发现设备故障隐患，避免非计划停电事件发生。
一是对主变压器开展油色谱、温度、铁芯接地、振动监测；二是对断路器、隔离开关、避雷器等关键设备开展了微水密度、机械特性、局放、泄漏电流等参数监测。
黄骅港站变配电所目前已完成了6台断路器、5台隔离开关、6台变压器、16套避雷器及2套开关柜监测，截至目前试用效果良好，通过监测及时发现了地网腐蚀问题。
监测数据实时展示
另外应用数字孪生技术对监测的数据进行实时展示，便于运维人员直观定位预警及报警信息。（以变压器监测为例，可对变压器油色谱、温度、铁芯接地、振动等进行实时监测，以三维可视化方式直观展示。）
辅助监控
另一方面，通过统一标准，完成了安防、消防、门禁、环境、照明控制等系统集成，为后续规范化设计、建设提供指导和参考。（左侧展示安防、消防等状态图，右侧实时展示温湿度等信息）
主动预警，智能诊断功能
首次构建了变电主设备状态评估算法与预警模型，利用大数据与专家库相结合技术，通过智能诊断模型，实现设备故障智能诊断分析、辅助检修决策，提升检修准确率、设备可用率。该功能是智能化的核心，是整个评估和预警的概览情况，便于运维人员及时处理报警信息。
“数字孪生”变配电所是牵引供电智能运维建设的重要试点，对于加快变配电所数字化转型，提升牵引供电保供能力和推进变配电所无人值守具有重要意义。
至公正己 厚德崇礼 创新引领
朔黄铁路新闻传媒中心
来源丨肃宁公司
编辑丨王秀英 史红妮
责编 | 孙振乾
审核 | 张 波
