程瑜

安(an)科瑞電氣(qi)股份有限公(gong)司 上海(hai)嘉定 201801

摘要：在傳(chuan)(chuan)統配(pei)(pei)電(dian)(dian)(dian)室的(de)應(ying)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)，受(shou)環境(jing)、運維以(yi)及管理(li)等外(wai)界因素的(de)影(ying)響(xiang)，導致傳(chuan)(chuan)統配(pei)(pei)電(dian)(dian)(dian)室難以(yi)發揮實際價值。在此基礎(chu)上(shang)，數(shu)字(zi)孿生(sheng)(sheng)配(pei)(pei)電(dian)(dian)(dian)室關鍵(jian)(jian)技(ji)術(shu)應(ying)運而生(sheng)(sheng)，數(shu)字(zi)孿生(sheng)(sheng)配(pei)(pei)電(dian)(dian)(dian)技(ji)術(shu)主要依托(tuo)于孿生(sheng)(sheng)全景三(san)維建模技(ji)術(shu)，構建配(pei)(pei)電(dian)(dian)(dian)室及配(pei)(pei)電(dian)(dian)(dian)設備(bei)的(de)三(san)維全景虛(xu)擬模型(xing)；再根據(ju)(ju)其(qi)中(zhong)數(shu)據(ju)(ju)對此進(jin)行建模，掌(zhang)握和操(cao)控配(pei)(pei)電(dian)(dian)(dian)室的(de)運行狀態。數(shu)字(zi)孿生(sheng)(sheng)配(pei)(pei)電(dian)(dian)(dian)室關鍵(jian)(jian)技(ji)術(shu)具有節省成(cheng)本和減少工作(zuo)量的(de)優勢，是配(pei)(pei)電(dian)(dian)(dian)室向智慧數(shu)據(ju)(ju)和感知轉型(xing)的(de)重要渠道，鑒于此，本文通過(guo)對數(shu)字(zi)孿生(sheng)(sheng)的(de)配(pei)(pei)電(dian)(dian)(dian)室關鍵(jian)(jian)技(ji)術(shu)進(jin)行研(yan)究，為改變(bian)傳(chuan)(chuan)統的(de)運行模式(shi)、提高工作(zuo)效率和運維質量提供參(can)考(kao)依據(ju)(ju)。

關(guan)鍵(jian)詞：數字孿生(sheng)；配電(dian)室；關(guan)鍵(jian)技(ji)術

0引言

配電(dian)室是電(dian)網系統的(de)(de)(de)終端，它是分(fen)布*廣的(de)(de)(de)電(dian)力設施之一，對電(dian)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)輸(shu)送和分(fen)配起著(zhu)非常重要(yao)的(de)(de)(de)作用。傳統的(de)(de)(de)配電(dian)室管理(li)都是采用人工(gong)巡查(cha)和定時檢查(cha)的(de)(de)(de)方(fang)式進(jin)行(xing)，導致了配電(dian)室中的(de)(de)(de)安全(quan)隱患得不到及(ji)時解決，只有出現問(wen)題(ti)時才能(neng)(neng)發現故障。數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)為這(zhe)些(xie)難題(ti)的(de)(de)(de)解決提供了新途徑(jing)。“數(shu)字(zi)李生(sheng)(sheng)”是利用人工(gong)智能(neng)(neng)、傳感和模擬工(gong)具等數(shu)字(zi)化技術(shu)，在真實(shi)世界(jie)和物理(li)實(shi)體(ti)之間通過(guo)平行(xing)交互(hu)、精確(que)映射和虛實(shi)迭(die)代的(de)(de)(de)一種新的(de)(de)(de)方(fang)法。數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)技術(shu)能(neng)(neng)夠對真實(shi)環(huan)境中的(de)(de)(de)實(shi)體(ti)進(jin)行(xing)監(jian)測、診(zhen)斷和預測，本課題(ti)在分(fen)析(xi)數(shu)字(zi)化李生(sheng)(sheng)技術(shu)特性的(de)(de)(de)基礎上，從配電(dian)機房(fang)運(yun)行(xing)與管理(li)的(de)(de)(de)實(shi)際需要(yao)出發，分(fen)析(xi)其概念，研究基于數(shu)字(zi)化孿(luan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)配電(dian)機房(fang)運(yun)行(xing)與管理(li)的(de)(de)(de)技術(shu)體(ti)系與核心技術(shu)，為進(jin)一步提升工(gong)作效(xiao)率做鋪墊。

1數(shu)字孿生(sheng)技術內(nei)涵

“數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生”是(shi)一(yi)種新興的(de)(de)(de)信(xin)息(xi)技術(shu)，它將人(ren)工智能(neng)(neng)、傳(chuan)感(gan)器(qi)、模擬工具(ju)等(deng)(deng)多種數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)有機地結合(he)在(zai)一(yi)起(qi)，從而實現實體(ti)與(yu)虛擬的(de)(de)(de)交互和(he)傳(chuan)送。目前，數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生技術(shu)已被廣(guang)泛地用(yong)于(yu)對(dui)物體(ti)狀態(tai)和(he)人(ren)類行為(wei)進行監(jian)測和(he)預測。“數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生電(dian)網(wang)”對(dui)于(yu)將“數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生”技術(shu)與(yu)新型電(dian)力系統(tong)(tong)相(xiang)結合(he)，通過虛擬現實的(de)(de)(de)互動(dong)，逐步(bu)激活(huo)電(dian)網(wang)、裝備等(deng)(deng)多源(yuan)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)，深(shen)度(du)挖掘數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)資源(yuan)與(yu)信(xin)息(xi)，提(ti)(ti)升高(gao)(gao)維、多層次的(de)(de)(de)“視點”輔助運(yun)行能(neng)(neng)力；實現了電(dian)力系統(tong)(tong)在(zai)虛擬與(yu)真實兩個空(kong)間上的(de)(de)(de)動(dong)態(tai)實時映射。“數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生電(dian)網(wang)”是(shi)基(ji)于(yu)“數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生”的(de)(de)(de)基(ji)礎(chu)設施和(he)電(dian)網(wang)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)化(hua)改造(zao)，從“數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)空(kong)間”、“人(ren)員”和(he)“環境(jing)”三個層面，構建“數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)驅動(dong)、全生命周(zhou)期(qi)”的(de)(de)(de)“數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生體(ti)”，提(ti)(ti)升“數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)驅動(dong)”的(de)(de)(de)全生命周(zhou)期(qi)以及應用(yong)效能(neng)(neng)。而對(dui)于(yu)配電(dian)室而言，在(zai)其(qi)內部使用(yong)數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生技術(shu)，可以有效地提(ti)(ti)高(gao)(gao)配電(dian)室的(de)(de)(de)運(yun)營和(he)管理效率(lv)，并以數(shu)(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生技術(shu)為(wei)基(ji)礎(chu)，對(dui)其(qi)關(guan)鍵技術(shu)要(yao)素進行深(shen)度(du)挖掘，從而為(wei)提(ti)(ti)高(gao)(gao)配電(dian)室的(de)(de)(de)運(yun)營和(he)維修水平提(ti)(ti)供新思路。

2數(shu)字孿生的關鍵(jian)技術(shu)實現(xian)

從(cong)基(ji)本的(de)層(ceng)次(ci)化思想出發，歸(gui)納了數字孿(luan)生(sheng)技術(shu)(shu)在實(shi)(shi)際(ji)應(ying)用中的(de)通用解決方案。首先，建立一條(tiao)信道，以(yi)實(shi)(shi)現與物理實(shi)(shi)體之間的(de)信息(xi)實(shi)(shi)時(shi)傳遞(di)。其次(ci)，基(ji)于實(shi)(shi)際(ji)數據(ju)，建立了一個(ge)具(ju)有(you)(you)較(jiao)強擬合性的(de)數字孿(luan)生(sheng)模(mo)型(xing)，并對(dui)模(mo)型(xing)進行(xing)了模(mo)擬和分(fen)析。如果得到的(de)結果與需要相(xiang)匹配(pei)，那么就可(ke)以(yi)使用這個(ge)數字孿(luan)生(sheng)體，對(dui)其進行(xing)輔助決策，從(cong)而有(you)(you)助于實(shi)(shi)現改善產(chan)品(pin)設計、提高生(sheng)產(chan)效率等生(sheng)產(chan)目標，或者是(shi)實(shi)(shi)現故障(zhang)診斷與預(yu)警等維護目標；具(ju)體的(de)數字孿(luan)生(sheng)技術(shu)(shu)還體現在以(yi)下(xia)幾個(ge)層(ceng)面。

2.1建模

建(jian)模是開展數(shu)字孿生(sheng)研究的(de)(de)(de)(de)前(qian)提與(yu)基礎。與(yu)傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)建(jian)模相比，數(shu)字孿生(sheng)模型(xing)不但(dan)要(yao)對物(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)實體(ti)特(te)性進行精細的(de)(de)(de)(de)3D建(jian)模，還(huan)要(yao)對物(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)操(cao)作特(te)性進行全數(shu)字化的(de)(de)(de)(de)仿真(zhen)，物(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)材(cai)料、操(cao)作模式、軟件算法等都歸屬(shu)于(yu)建(jian)圍。

2.2模擬

模(mo)擬是對(dui)數字孿(luan)生(sheng)模(mo)型(xing)進行驗(yan)證的重要(yao)手段。通過模(mo)擬驗(yan)證，驗(yan)證數字孿(luan)生(sheng)系統是否能夠準(zhun)確地再現(xian)出實(shi)體(ti)的客觀操作規則，以及對(dui)實(shi)體(ti)數據的收(shou)集是否滿足精度要(yao)求(qiu)；在數字孿(luan)生(sheng)模(mo)型(xing)中，每個步驟的進展(zhan)都離不開模(mo)擬結果支持。

2.3處理數據

海量(liang)數(shu)(shu)據的高(gao)(gao)效(xiao)采集(ji)是(shi)數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)技(ji)(ji)(ji)術(shu)應(ying)用的前提(ti)，也是(shi)實現數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)技(ji)(ji)(ji)術(shu)應(ying)用于(yu)故(gu)障診斷、結果預(yu)測和故(gu)障識別等多方(fang)面的關鍵技(ji)(ji)(ji)術(shu)。數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)所使用的數(shu)(shu)據具有高(gao)(gao)密度(du)和低價值的特征。由于(yu)數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)技(ji)(ji)(ji)術(shu)對時間(jian)的要求(qiu)很高(gao)(gao)，這就要求(qiu)在(zai)更高(gao)(gao)層次(ci)上采用更高(gao)(gao)層次(ci)的算法來實現數(shu)(shu)據的實時處理，從而(er)提(ti)高(gao)(gao)數(shu)(shu)據傳輸效(xiao)率(lv)。

3數(shu)字孿生配電(dian)室的系統構架(jia)

利用建(jian)(jian)模的(de)(de)形式構建(jian)(jian)出(chu)一個與現實配(pei)(pei)電(dian)室(shi)(shi)相同的(de)(de)3D模擬(ni)配(pei)(pei)電(dian)室(shi)(shi)，將其采集的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)融入至(zhi)模擬(ni)配(pei)(pei)電(dian)室(shi)(shi)中，其中電(dian)流、電(dian)壓(ya)、溫濕度(du)以及監控和(he)(he)(he)設(she)備(bei)報警裝(zhuang)置(zhi)都屬(shu)于(yu)數(shu)(shu)據(ju)范(fan)疇，利用虛擬(ni)配(pei)(pei)電(dian)室(shi)(shi)模型可(ke)以隨(sui)時隨(sui)地查看(kan)設(she)備(bei)的(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)情況以及狀態。通過對(dui)配(pei)(pei)電(dian)網運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)狀態、環境(jing)變化、突發干擾(rao)等實時數(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)分(fen)析、學習和(he)(he)(he)計算，實現配(pei)(pei)電(dian)網運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)狀態、環境(jing)變化、突發干擾(rao)等數(shu)(shu)據(ju)和(he)(he)(he)模擬(ni)結果的(de)(de)充分(fen)互動和(he)(he)(he)深度(du)融合(he)，達到數(shu)(shu)據(ju)感知、實時分(fen)析、智能(neng)決策和(he)(he)(he)精準(zhun)執行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。同時，該系統還(huan)能(neng)對(dui)配(pei)(pei)電(dian)室(shi)(shi)中的(de)(de)設(she)備(bei)進行(xing)(xing)(xing)壽命(ming)分(fen)析，并能(neng)對(dui)配(pei)(pei)電(dian)室(shi)(shi)中的(de)(de)設(she)備(bei)進行(xing)(xing)(xing)壽命(ming)管理。

4配電室(shi)數字孿(luan)生的關鍵(jian)要(yao)素與功能(neng)

4.1要素

（1）提供精準(zhun)數據(ju)：配電(dian)室的各(ge)種數據(ju)是實現數字孿生的前提和依據(ju)，需要(yao)在機房(fang)(fang)內(nei)設(she)置(zhi)(zhi)相應的設(she)備，使(shi)機房(fang)(fang)內(nei)的主要(yao)物性(xing)參數盡可能(neng)(neng)完整，并(bing)保證獲取的及時性(xing)以及具大(da)的存儲空(kong)間，以便存儲機房(fang)(fang)整個生命(ming)周期內(nei)的數據(ju)。采集(ji)(ji)裝置(zhi)(zhi)、網絡(luo)通道要(yao)穩定(ding)、可靠，才能(neng)(neng)保證所采集(ji)(ji)到的數據(ju)的真實性(xing)和準(zhun)確性(xing)；此外，還(huan)要(yao)強化對業務過程的管理，以保證檔案類數據(ju)的詳細(xi)、準(zhun)確。

（2）對建模進(jin)行科學(xue)合(he)理(li)化(hua)分(fen)析(xi)：配電(dian)室(shi)數(shu)字(zi)孿(luan)生核(he)心(xin)功能包括檢測、診(zhen)斷、預(yu)測等(deng)等(deng)，而科學(xue)合(he)理(li)地分(fen)析(xi)模型(xing)是實現(xian)以(yi)上前提(ti)的先決條件。在(zai)技術發展過程中，配電(dian)室(shi)存(cun)在(zai)一(yi)定的物理(li)特(te)征，為確(que)保(bao)模型(xing)的科學(xue)有效性，還需根據(ju)(ju)以(yi)往的各類及時數(shu)據(ju)(ju)來進(jin)行深入研究(jiu)，確(que)保(bao)多元化(hua)的因素(su)不會對其(qi)模型(xing)構建造成阻礙。

（3）邊緣計(ji)算(suan)能(neng)力(li)：受配(pei)電室數(shu)量因素的(de)(de)(de)限制，導致在智(zhi)能(neng)配(pei)電室中按照配(pei)電物聯網(wang)“云-管-邊-端”的(de)(de)(de)構架設計(ji)流程，確保設備邊緣計(ji)算(suan)能(neng)力(li)可以發(fa)揮*大程度作用，以實現對配(pei)電室內各種(zhong)運(yun)行狀(zhuang)態數(shu)據的(de)(de)(de)采集和接入目的(de)(de)(de)。這樣的(de)(de)(de)運(yun)行方式可以幫(bang)助維(wei)護人員全面(mian)地掌握設備的(de)(de)(de)實際運(yun)行情況，并能(neng)及時(shi)地做出(chu)預(yu)警(jing)和處(chu)理，減少現場維(wei)護人員的(de)(de)(de)工作量，提高維(wei)護效率，保證供(gong)電的(de)(de)(de)可靠性(xing)。

4.2功能

在配(pei)(pei)(pei)電(dian)室中應用數(shu)字孿(luan)生(sheng)技術，能(neng)夠(gou)通過建(jian)模的方法，精準掌握數(shu)據(ju)與模型(xing)之間的關(guan)系(xi)，是實(shi)現配(pei)(pei)(pei)電(dian)室運行轉臺(tai)監(jian)(jian)管和(he)綜合(he)性管理的主要途徑(jing)。物聯(lian)網機構終端是配(pei)(pei)(pei)電(dian)室運行狀(zhuang)態(tai)的重要體現，可(ke)利用該設備實(shi)現配(pei)(pei)(pei)變監(jian)(jian)測、開關(guan)量采(cai)集(ji)以及(ji)(ji)(ji)低壓(ya)開關(guan)位(wei)置信息(xi)采(cai)集(ji)等功(gong)能(neng)；在此基(ji)(ji)礎上，相關(guan)的工作者要以邊緣計(ji)算(suan)所提供的數(shu)據(ju)為基(ji)(ji)礎，對其展開深(shen)入(ru)調研以及(ji)(ji)(ji)探究，積(ji)極做好區域自(zi)動控制與調節工作。在傳統的配(pei)(pei)(pei)電(dian)室中存在著諸多問題，比如缺(que)少巡(xun)視記錄、人工操作繼(ji)續(xu)以及(ji)(ji)(ji)缺(que)乏相關(guan)工作資料等等，而數(shu)字孿(luan)生(sheng)技術的應用可(ke)強化機器人巡(xun)檢，AI識別和(he)終端設備控制等手段，能(neng)夠(gou)*大(da)程度地提升配(pei)(pei)(pei)電(dian)室總體工作效率。

5數字孿(luan)生關鍵技術在配(pei)電室(shi)中的應(ying)用(yong)

5.1智(zhi)慧云平臺建設

基(ji)于當(dang)前主(zhu)(zhu)流微服務開放源代(dai)碼架構(gou)的(de)(de)(de)“數(shu)(shu)字孿(luan)(luan)生(sheng)”智(zhi)能(neng)(neng)云平臺(tai)(tai)，采用分布式、虛擬化(hua)(hua)、微服務、信(xin)息(xi)總(zong)線等(deng)技(ji)術，構(gou)建一個科學合理(li)的(de)(de)(de)大數(shu)(shu)據(ju)(ju)收集和(he)分析平臺(tai)(tai)，充分發(fa)揮“數(shu)(shu)字孿(luan)(luan)生(sheng)”的(de)(de)(de)技(ji)術優勢，實(shi)(shi)現(xian)(xian)對配(pei)(pei)(pei)(pei)電(dian)室(shi)(shi)總(zong)體(ti)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)的(de)(de)(de)直(zhi)觀、真實(shi)(shi)地展示。因配(pei)(pei)(pei)(pei)電(dian)室(shi)(shi)和(he)配(pei)(pei)(pei)(pei)電(dian)設備主(zhu)(zhu)要采用的(de)(de)(de)是(shi)三維全景(jing)虛擬模型，所(suo)(suo)以(yi)能(neng)(neng)夠(gou)將(jiang)數(shu)(shu)字模型與實(shi)(shi)體(ti)設備進行(xing)有效(xiao)地聯系起(qi)來(lai)，能(neng)(neng)夠(gou)實(shi)(shi)時(shi)地獲取監控(kong)系統(tong)中(zhong)所(suo)(suo)監測到的(de)(de)(de)操作數(shu)(shu)據(ju)(ju)信(xin)息(xi)。智(zhi)慧云平臺(tai)(tai)的(de)(de)(de)建設能(neng)(neng)夠(gou)將(jiang)配(pei)(pei)(pei)(pei)電(dian)室(shi)(shi)內的(de)(de)(de)環境、擾動狀(zhuang)況(kuang)、運(yun)行(xing)設備等(deng)實(shi)(shi)時(shi)數(shu)(shu)據(ju)(ju)和(he)仿真情況(kuang)相結合，實(shi)(shi)現(xian)(xian)配(pei)(pei)(pei)(pei)電(dian)網設備與環境的(de)(de)(de)實(shi)(shi)時(shi)管理(li)和(he)控(kong)制；全面的(de)(de)(de)配(pei)(pei)(pei)(pei)電(dian)環境以(yi)及可(ke)視化(hua)(hua)的(de)(de)(de)管理(li)平臺(tai)(tai)可(ke)實(shi)(shi)現(xian)(xian)配(pei)(pei)(pei)(pei)電(dian)室(shi)(shi)系統(tong)管理(li)，相關工作人(ren)員(yuan)可(ke)根據(ju)(ju)數(shu)(shu)字孿(luan)(luan)生(sheng)配(pei)(pei)(pei)(pei)電(dian)室(shi)(shi)所(suo)(suo)提供的(de)(de)(de)資(zi)料信(xin)息(xi)來(lai)完成數(shu)(shu)據(ju)(ju)感(gan)知，不僅如此，相關工作人(ren)員(yuan)還可(ke)利用手機客戶(hu)端來(lai)實(shi)(shi)現(xian)(xian)數(shu)(shu)據(ju)(ju)勘察，沒有時(shi)間空間限制，有利于第一時(shi)間排除配(pei)(pei)(pei)(pei)電(dian)室(shi)(shi)的(de)(de)(de)風險(xian)隱患。

5.2物(wu)聯網智能(neng)網關技術

物聯(lian)網(wang)(wang)(wang)智(zhi)能(neng)(neng)網(wang)(wang)(wang)關(guan)是(shi)將(jiang)物聯(lian)網(wang)(wang)(wang)技術應用于(yu)配(pei)(pei)電(dian)室，通過搭建軟硬(ying)件平臺，以(yi)分布式邊緣計算為(wei)基(ji)礎(chu)架構，基(ji)于(yu)硬(ying)件資源(yuan)平臺，利用手機終端系統，實(shi)現業務需求。該智(zhi)能(neng)(neng)網(wang)(wang)(wang)關(guan)是(shi)一種(zhong)集(ji)(ji)數據融合、邊緣計算于(yu)一體的(de)(de)(de)新型網(wang)(wang)(wang)絡(luo)系統，能(neng)(neng)夠對配(pei)(pei)電(dian)機房(fang)的(de)(de)(de)關(guan)鍵技術節點進(jin)行(xing)息收(shou)集(ji)(ji)和(he)實(shi)時監控。配(pei)(pei)電(dian)物聯(lian)網(wang)(wang)(wang)是(shi)基(ji)于(yu)智(zhi)能(neng)(neng)網(wang)(wang)(wang)關(guan)的(de)(de)(de)，它可以(yi)幫助提(ti)(ti)高工(gong)作(zuo)(zuo)人員的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)效率，用智(zhi)能(neng)(neng)化和(he)信息化的(de)(de)(de)方式替代傳統手工(gong)操作(zuo)(zuo)，減少人為(wei)操作(zuo)(zuo)所帶來的(de)(de)(de)局(ju)限性(xing)，大大提(ti)(ti)高工(gong)作(zuo)(zuo)質量；并(bing)且可以(yi)對配(pei)(pei)電(dian)房(fang)的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)狀態進(jin)行(xing)全天(tian)候的(de)(de)(de)實(shi)時跟蹤和(he)監控。

5.3通信拓撲

消息列(lie)隊(dui)遙測傳輸協議是配電物(wu)聯網通(tong)信(xin)拓撲(pu)的(de)主要(yao)表現(xian)形式，它的(de)主要(yao)職責是將通(tong)信(xin)協議傳遞到各(ge)個設備端口，在(zai)低寬帶以及(ji)網絡不(bu)穩(wen)定的(de)環境下(xia)，還可以實現(xian)良好的(de)服務效果。這種運(yun)(yun)行(xing)模(mo)式在(zai)保證(zheng)設備運(yun)(yun)行(xing)速度快、互(hu)聯互(hu)通(tong)的(de)前提(ti)下(xia)，保證(zheng)設備的(de)精細化管(guan)理(li)。

5.4配電室中壓部分(fen)以及低壓部分(fen)改造(zao)方案

（1）中壓：根據(ju)(ju)(ju)目(mu)前(qian)我國用(yong)戶(hu)配(pei)(pei)電(dian)是現狀分析(xi)得(de)知，中壓部分的(de)(de)改造(zao)方案可(ke)(ke)被分為以(yi)下(xia)幾個(ge)方面(mian)；首(shou)先；將(jiang)(jiang)全(quan)新的(de)(de)配(pei)(pei)電(dian)終端與中壓柜(ju)(ju)進(jin)行有機(ji)融合，利用(yong)101以(yi)及(ji)104規約(yue)渠(qu)道(dao)將(jiang)(jiang)數據(ju)(ju)(ju)傳輸(shu)給(gei)智(zhi)能(neng)(neng)網(wang)關(guan)，再(zai)通過智(zhi)能(neng)(neng)網(wang)關(guan)來(lai)實現智(zhi)慧(hui)(hui)平(ping)(ping)(ping)臺數據(ju)(ju)(ju)接(jie)收。其次(ci)；在(zai)中壓柜(ju)(ju)中，要利用(yong)保護模(mo)塊，將(jiang)(jiang)數據(ju)(ju)(ju)通過103規約(yue)傳遞給(gei)智(zhi)慧(hui)(hui)平(ping)(ping)(ping)臺。*后；中壓柜(ju)(ju)沒有任何智(zhi)能(neng)(neng)化設備，因此可(ke)(ke)以(yi)在(zai)柜(ju)(ju)體內(nei)部安裝一個(ge)智(zhi)能(neng)(neng)終端，對每個(ge)柜(ju)(ju)體的(de)(de)電(dian)氣量和非(fei)電(dian)能(neng)(neng)量進(jin)行采(cai)集，并使用(yong)104規約(yue)與智(zhi)能(neng)(neng)網(wang)關(guan)展開通信，智(zhi)能(neng)(neng)網(wang)關(guan)將(jiang)(jiang)其轉發(fa)給(gei)智(zhi)慧(hui)(hui)云平(ping)(ping)(ping)臺。在(zai)對中壓部分進(jin)行了(le)改造(zao)之后，它可(ke)(ke)以(yi)實現對中壓柜(ju)(ju)的(de)(de)電(dian)壓、電(dian)流(liu)等電(dian)學參(can)數的(de)(de)采(cai)集與監控(kong)，也可(ke)(ke)以(yi)實現對非(fei)電(dian)學參(can)數的(de)(de)采(cai)集，如(ru)局(ju)放、電(dian)纜(lan)接(jie)頭溫度、柜(ju)(ju)體溫度等。

（2）低(di)壓(ya)：變壓(ya)器柜(ju)、進線柜(ju)、補償柜(ju)、出線柜(ju)、聯絡柜(ju)以及配電(dian)(dian)室內用(yong)電(dian)(dian)配電(dian)(dian)箱都屬于配電(dian)(dian)室低(di)壓(ya)側改造范疇，為此(ci)，在具體的方(fang)案(an)設(she)計中，要(yao)將SCU作為通信和邊(bian)緣處理中心，利用(yong)MQTT通信協議(yi)或104規約，通過智(zhi)能網關路由(you)模(mo)式(shi)與智(zhi)慧(hui)云(yun)平臺進行通信。

5.5設計聯動(dong)方案

聯(lian)動(dong)方案的設計(ji)，主(zhu)要是將配(pei)電(dian)室(shi)(shi)環(huan)境、視(shi)頻以及(ji)安防聯(lian)動(dong)進行有(you)機地結合起來(lai)，通過(guo)在(zai)(zai)配(pei)電(dian)室(shi)(shi)視(shi)頻監控系統中(zhong)安裝(zhuang)網(wang)(wang)絡攝像頭以及(ji)視(shi)頻分析主(zhu)機，對智(zhi)能(neng)(neng)網(wang)(wang)關路由進行訪問，從而達到HTTP協議與智(zhi)慧云平臺的互聯(lian)互通。一般來(lai)說(shuo)，配(pei)電(dian)室(shi)(shi)環(huan)境監控的重點是對配(pei)電(dian)室(shi)(shi)的溫度、濕(shi)度等信(xin)息進行監控，通過(guo)傳感器和智(zhi)能(neng)(neng)物聯(lian)裝(zhuang)置(zhi)之間的實(shi)時(shi)通信(xin)來(lai)加強(qiang)動(dong)態，現(xian)場(chang)聯(lian)動(dong)的效果。在(zai)(zai)智(zhi)能(neng)(neng)物聯(lian)系統中(zhong)，對綜合監測設備的布線方式(shi)主(zhu)要采用“智(zhi)能(neng)(neng)網(wang)(wang)關路由”方式(shi)。

6配(pei)電室中應用數字孿(luan)生技術的主(zhu)要注(zhu)意事項

6.1強化(hua)配套傳感裝置的推廣

在(zai)現代化發(fa)展的(de)背景下，智能(neng)電(dian)表(biao)被(bei)廣(guang)泛(fan)地普及(ji)并使用，它可(ke)以對(dui)電(dian)力用戶的(de)用電(dian)信息(xi)進行(xing)實時監控，還可(ke)以對(dui)配(pei)(pei)(pei)電(dian)變壓(ya)器(qi)電(dian)流及(ji)電(dian)壓(ya)等重要參數進行(xing)滲透。在(zai)現階段的(de)電(dian)力信息(xi)獲(huo)取(qu)中，滯(zhi)后性的(de)存在(zai)導致(zhi)不能(neng)獲(huo)得(de)準確(que)的(de)分(fen)支線路(lu)電(dian)流、配(pei)(pei)(pei)電(dian)變壓(ya)器(qi)觸頭(tou)溫度以及(ji)戶外(wai)變壓(ya)器(qi)拓撲(pu)關系等重要信息(xi)。因(yin)此，應合(he)理(li)選取(qu)與之(zhi)相匹配(pei)(pei)(pei)的(de)傳感器(qi)，并將其安裝于配(pei)(pei)(pei)網臺(tai)區，以確(que)保其對(dui)重要數據的(de)全面采集，并逐漸達(da)到對(dui)配(pei)(pei)(pei)網臺(tai)區實際運(yun)行(xing)狀況(kuang)進行(xing)全面反映(ying)和分(fen)析的(de)工作狀態標定。

6.2提高對搭(da)建多維度融合(he)數據平臺的重視

由于配(pei)網臺(tai)區的(de)(de)(de)文(wen)件(jian)數據具有高度的(de)(de)(de)分散性，且大多分散在(zai)各(ge)種設備和(he)金融信息系統中(zhong)，這給(gei)配(pei)網臺(tai)區的(de)(de)(de)數字(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)計(ji)算和(he)分析帶來(lai)了(le)一定的(de)(de)(de)困(kun)難(nan)，如數據不準確，則會給(gei)后(hou)續配(pei)電(dian)室的(de)(de)(de)運(yun)行(xing)(xing)帶來(lai)嚴重影響，導致(zhi)在(zai)實際應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)(de)(de)效率呈(cheng)現下降趨勢。因此，要(yao)加強對(dui)多維(wei)數據的(de)(de)(de)整合與共享，建立專業化(hua)的(de)(de)(de)整合與共享平臺(tai)，加強對(dui)相(xiang)關工(gong)作(zuo)的(de)(de)(de)規(gui)范執行(xing)(xing)，落(luo)實好具體工(gong)作(zuo)人員的(de)(de)(de)職責，為在(zai)配(pei)電(dian)網區實現“數字(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)”技(ji)術的(de)(de)(de)有效運(yun)用(yong)貢獻力量。

6.3深度研究計算分析(xi)模式，加大開發力度

在(zai)配(pei)網(wang)(wang)臺區(qu)數(shu)字(zi)(zi)化孿生(sheng)的(de)(de)具體應(ying)(ying)(ying)用中(zhong)，為(wei)使其(qi)能夠更(geng)(geng)好地發揮各(ge)(ge)種(zhong)功(gong)能，應(ying)(ying)(ying)更(geng)(geng)多(duo)地關注其(qi)計算分析模式，并將其(qi)與(yu)(yu)現(xian)(xian)實(shi)狀況和各(ge)(ge)種(zhong)數(shu)據資(zi)料相結合(he)，建立特定(ding)的(de)(de)運算分析模式框架(jia)，突出其(qi)在(zai)配(pei)網(wang)(wang)臺區(qu)數(shu)字(zi)(zi)化孿生(sheng)中(zhong)的(de)(de)核心(xin)工作內容。在(zai)新時代發展(zhan)的(de)(de)大(da)背(bei)景下，人(ren)工智(zhi)能、物聯網(wang)(wang)、大(da)數(shu)據等多(duo)種(zhong)前沿科技(ji)在(zai)我國得到了廣泛的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用與(yu)(yu)創新，建立行之有效的(de)(de)計算與(yu)(yu)分析模型，可以提高我國配(pei)電網(wang)(wang)臺區(qu)的(de)(de)“數(shu)字(zi)(zi)孿生(sheng)”技(ji)術在(zai)我國的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用水平，為(wei)實(shi)現(xian)(xian)更(geng)(geng)高的(de)(de)經濟效益奠定(ding)基礎。

7安科瑞配電室環境監控系統

7.1概述

配電室綜(zong)合監控(kong)系(xi)(xi)統(tong)(tong)包(bao)括智(zhi)能(neng)監控(kong)系(xi)(xi)統(tong)(tong)屏、通訊(xun)管(guan)理機(ji)、UPS電源、視頻監控(kong)子系(xi)(xi)統(tong)(tong)（云臺球機(ji)、槍機(ji)）、環境監測子系(xi)(xi)統(tong)(tong)（溫(wen)度、濕度、水浸、煙感）、控(kong)制子系(xi)(xi)統(tong)(tong)（燈光、空調、除濕機(ji)、風機(ji)、水泵）、門禁監控(kong)子系(xi)(xi)統(tong)(tong)（讀卡器、開門按(an)鈕、磁(ci)力鎖）、安防監控(kong)子系(xi)(xi)統(tong)(tong)（雙(shuang)鑒(jian)檢測器）。

7.2應用場所

適用于軌道交通，工(gong)業，建筑，學(xue)校(xiao)，商(shang)業綜(zong)合體等(deng)35kV及以下用戶端供配電自動化系統工(gong)程設計、施(shi)工(gong)和運(yun)行(xing)維護。

7.3系統結構

7.4系統功(gong)能

7.4.1實時監測

能夠顯(xian)示(shi)配(pei)電(dian)(dian)室(shi)設備的運行狀(zhuang)態，實時(shi)監測配(pei)電(dian)(dian)室(shi)環(huan)境參(can)數信息，實時(shi)顯(xian)示(shi)有關故(gu)障、告警等信息。

7.4.2數據查詢

在人機界面中，可以直接(jie)查(cha)看配電室中各個設(she)備的運行數據。

7.4.3曲線查(cha)詢

可以直接查看各電參量曲線。

7.4.4運行(xing)報(bao)表

查詢(xun)配電室內設(she)備的運行數據報表。

7.4.5實(shi)時(shi)告警

具(ju)有(you)(you)實(shi)時告警(jing)功能(neng)，系統能(neng)夠對(dui)配電室溫度、濕度、有(you)(you)害氣體(ti)、設備故障或通信故障等事件發出告警(jing)。

7.4.6歷(li)史事(shi)件查詢

能夠對產生的所有事件記錄進(jin)行(xing)存儲和管理，方便(bian)用(yong)戶(hu)對系(xi)統事件和進(jin)行(xing)歷史追(zhui)溯、查(cha)詢統計、事故分析。

IMG_256

7.4.7用戶(hu)權限(xian)管理

設置了用戶權限管理功能(neng)，可以定義不(bu)同級別用戶的登錄名(ming)、密碼及(ji)操(cao)作權限。

7.4.8網絡拓(tuo)撲圖(tu)

支持(chi)實時(shi)監視并診斷各(ge)設備(bei)的通訊狀態，能夠完整(zheng)的顯示整(zheng)個系統(tong)網絡(luo)結構。

7.4.9遙控功能

可以對整個配電系統范圍內(nei)的設備進行遠程遙控(kong)操作。

7.5系統硬(ying)件配置

8結束語

綜上所(suo)述，在新時代發展(zhan)背景(jing)下，數字孿生技術(shu)為各個領域的(de)(de)發展(zhan)帶來了全新的(de)(de)機(ji)遇和挑戰。從電力企業角度分(fen)析(xi)，數字孿生技術(shu)的(de)(de)應用對各流程的(de)(de)優化以(yi)及(ji)配電效率、質量的(de)(de)提高等都(dou)具有(you)現(xian)實意義；為此，在應用數字孿生技術(shu)過程中，要合理分(fen)析(xi)其有(you)效性，確保電力行業持續健康發展(zhan)。

參考文(wen)獻(xian)

[1]楊平,唐冬(dong)來,宋(song)衛(wei)平.基于數字孿生(sheng)的配電房監測方法[J].微型電腦(nao)應用,2023,39(5):91-93.

[2]范仲鳴(ming),紀陵,張曉瑞.配電(dian)系(xi)統(tong)電(dian)力設(she)備數字(zi)孿生(sheng)底(di)座系(xi)統(tong)設(she)計[J].綜合智慧能源,2023,45(3):50-56.[3]黃海悅,繆欣.基于數字(zi)孿生(sheng)的(de)配電(dian)室關鍵技術研究[J].信(xin)息(xi)(xi)技術與(yu)信(xin)息(xi)(xi)化,2022,(12):159-162.

[4]白(bai)鶴舉(ju).數(shu)字孿生技術在電力(li)系(xi)統應用(yong)分析(xi)[J].數(shu)字通信世界,2022(1):114-116.

[5]劉(liu)皓璐(lu),邵(shao)建偉,王雪.基于數字孿生的配電自動化終端設備狀態評價(jia)與故(gu)障預判[J].電網技術(shu),2022,46(4):1605-1613.

[6]王瑞果,丁健,王穎舒.基于數字孿生的配電開關柜溫度傳感器(qi)數據可靠性研究[J].電力大數據,2021,24(6):27-35.

[7]孫蓉蓉.基于數字(zi)孿生的(de)配電室關鍵技術研究.

[8]安(an)科瑞企業(ye)微(wei)電網設計與應用(yong)手(shou)冊2022.5版

作者簡(jian)介

程瑜，女，現任職于安科瑞(rui)電氣股份(fen)有限(xian)公司，主要從事無線測(ce)溫(wen)系統(tong)的研發與(yu)應用。手機:193-7098和5997(微信同號(hao))/Bi8bo991111