10月28日，廣東電網(wǎng)公司廣州供電局在琶洲投產(chǎn)220千伏磨碟洲變電站。這是廣州首座數(shù)字孿生變電站，也是南方電網(wǎng)公司“智能電網(wǎng)重大關(guān)鍵技術(shù)研究與集成示范”燈塔項目以及智能變電領(lǐng)域試點項目。
據(jù)介紹，磨碟洲變電站利用新一代數(shù)字化技術(shù)，打造覆蓋電網(wǎng)全過程、生產(chǎn)全環(huán)節(jié)的數(shù)字孿生變電站，實現(xiàn)傳統(tǒng)電網(wǎng)的賦能升級，能源配置得以全景看、全息判、全程控。
該站投產(chǎn)后，將為廣州人工智能與數(shù)字經(jīng)濟(jì)試驗區(qū)琶洲核心片區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供穩(wěn)定可靠的供電保障，對于支撐城市人工智能與數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展智慧用電需求起到關(guān)鍵作用，進(jìn)一步優(yōu)化了區(qū)域電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提升整體供電可靠性，服務(wù)廣州實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)。
變電站運(yùn)行“總管家” 首次部署應(yīng)用數(shù)字孿生展示平臺
220千伏磨碟洲變電站是廣州首座數(shù)字孿生變電站，站內(nèi)首次部署應(yīng)用數(shù)字孿生展示平臺，實現(xiàn)變電站全站信息匯聚展示、全站設(shè)備狀態(tài)分析、全站設(shè)備集中控制，堪稱磨碟洲變電站的“總管家”。
所謂“數(shù)字孿生”，是以數(shù)字化方式為物理對象創(chuàng)建的虛擬模型，來模擬其現(xiàn)實環(huán)境中的行為，從而反映相對應(yīng)的實體裝備的全生命周期過程。
“孿生”的兩個變電站，一個是存在于現(xiàn)實中的實體變電站，負(fù)責(zé)實際供電；一個則存在于數(shù)字和虛擬世界之中，對實體變電站的運(yùn)行狀況實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)潛在的故障，從而做到及時處理，確保供電萬無一失。
在磨碟洲變電站，“總管家”采用1：1實景還原的三維建模技術(shù)，聚集變電站實時運(yùn)行、歷史故障等各類信息，配合遍布變電站的傳感器和攝像機(jī)，能夠全天候監(jiān)視變電站運(yùn)行情況。
在這樣的技術(shù)“加持”下，該站實現(xiàn)機(jī)器人、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，根據(jù)變電站運(yùn)行需求控制各類智能設(shè)備，能夠替代人工開展巡視、操作、環(huán)境調(diào)節(jié)等多種業(yè)務(wù)，嚴(yán)格管理和可靠指揮，使得變電站智能輔助工器具各司其職、井然有序。
應(yīng)對風(fēng)險“主動防御” 為變電站全生命周期管理保駕護(hù)航
數(shù)字孿生變電站不僅能“看到”變電站的實時運(yùn)行情況，還可以“主動防御”，為變電站全生命周期管理保駕護(hù)航。
在基建階段，從土建施工到設(shè)備入場，再到驗收投產(chǎn)，每個環(huán)節(jié)都需要準(zhǔn)確評估作業(yè)風(fēng)險。磨碟洲變電站利用數(shù)字孿生技術(shù)，通過感應(yīng)系統(tǒng)對風(fēng)險區(qū)域和風(fēng)險作業(yè)進(jìn)行分級、主動提醒，對人員誤入危險施工區(qū)域等情況進(jìn)行報警，有效保障了現(xiàn)場安全管控。
而在未來的運(yùn)行階段，磨碟洲變電站在設(shè)備出現(xiàn)異常情況時實現(xiàn)“雙向循環(huán)復(fù)診”，利用人工智能分析等核心技術(shù)，對動態(tài)數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行研判分析，實時診斷、分析和告知設(shè)備的健康狀態(tài)以及異常發(fā)展趨勢，輸出差異化、精細(xì)化的檢修策略，由預(yù)防性檢修轉(zhuǎn)向預(yù)測性檢修。
這些舉措，都提升了變電站設(shè)備的全狀態(tài)感知力與控制力，增強(qiáng)變電站安全生產(chǎn)保障能力。
光伏發(fā)電幕墻、自主可控芯片 變電站集聚一系列創(chuàng)新成果
除了數(shù)字孿生技術(shù)，磨碟洲變電站的規(guī)劃與建設(shè)還應(yīng)用了一系列創(chuàng)新成果。
該站位于琶洲互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新聚集區(qū)，周邊匯聚了眾多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)總部，它的外立面采用玻璃幕墻，整體質(zhì)感色調(diào)融入周邊環(huán)境，與琶洲西區(qū)整體規(guī)劃和諧統(tǒng)一。同時，變電站采用合建模式，將總共8層的配電裝置樓完全融入到了周邊辦公樓的主體結(jié)構(gòu)之中。
值得一提的是，該變電站采用屋面太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，通過雙回路接入，作為站內(nèi)用電電源，通過采用環(huán)保綠色的太陽能大大降低站用電損耗，實現(xiàn)了綠色低碳。
在數(shù)字化變電站逐漸推廣的同時，站內(nèi)設(shè)備的自主化水平也在穩(wěn)步提高。220千伏磨碟洲變電站采用了自主可控芯片試點保護(hù)裝置和國產(chǎn)定制化標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控后臺，集成自主可控及本質(zhì)安全技術(shù)的綜自后臺將在電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用。
工程建設(shè)期間，廣州供電局成立黨員突擊隊，克服了疫情防控壓力大、琶洲西區(qū)綜合管廊交叉施工管控難、線路跨越珠江主航道風(fēng)險高、驗收工期緊張等困難，高質(zhì)量完成了項目建設(shè)。
未來，數(shù)字孿生或?qū)⒊蔀樽冸娬镜臉?biāo)配。借助數(shù)字孿生平臺的開放性和擴(kuò)展性，打造一個數(shù)字孿生的能源互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)各類設(shè)施的全要素數(shù)字化再現(xiàn)，助力人工智能與數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展。 (郝思遠(yuǎn) 張堯 李康寧 王遂)
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