我国首个全息数字电网在江苏建成

覆盖10万公里架空线和28万基杆塔,定位精度达厘米级
发布日期: 2023-01-06

1月5日,我国首个全息数字电网在江苏建成。这也是世界上首次对亿千瓦级负荷的大电网进行全息数字化呈现。

所谓全息数字电网,是指通过采集电网中输变电设施的物理数据,由技术人员在网络云端构建的一个数字孪生电网。这张虚拟电网覆盖了10万公里架空输电线路、28万基输电杆塔以及相关地形地貌地物等数据,以数字孪生的方式将真实电网在数字空间里进行了一比一的三维立体还原和数字化全景呈现。

方天公司副总经理姜海波介绍,由国网江苏电力构建的这个全息数字电网,运用了三维激光点云采集、数字高程模型、高精度测绘等技术,为每一条线路、每一基杆塔、每一个部件赋予了专属的三维坐标,定位精度达到了厘米级。

全息数字电网的建成,相当于给整个江苏电网装上了“千里眼”,全面提升了电网的智慧运检水平。

“每一基杆塔都设有20个以上无人机巡检点位,通过航迹自动规划、一键自主飞行、全程实时监控、遇险自动规避等功能,无人机可实现全自动巡检作业,全程无需人工操作。”姜海波介绍。巡检作业人员足不出户,即可实时掌握无人机的适航区域、飞行轨迹、被检设备、巡检影像等现场工况。完成一基杆塔的全面巡检仅需6分钟,比人工操作无人机巡检用时减少一半,效率较传统人工巡检提升4到6倍。

在国网江苏电力无人机巡检管控中心的大屏上可以看到,正在作业的无人机其飞行轨迹、飞机状态、拍摄画面都在数字电网中实时展现、动态跟踪。巡检无人机还嵌入了电力北斗地图导航和前端识别模块,巡检作业结束后图片会自动上传至管控平台,并通过人工智能算法对图像进行精准识别,能够及时发现指甲盖大小的螺帽裂纹等细小缺陷。

“依托全息数字电网,江苏电网已经实现大规模无人机巡检协同应用与智能管控,可以支持上千架无人机同时作业,全年自动巡检作业量已超过52万架次,提前发现并消除输电杆塔缺陷及通道隐患4.2万处,严重缺陷发现率提升3倍,江苏电网由此每年可节约运维成本约2亿元。”国网江苏电力设备部副主任吴强介绍。

通过加载气象、空域等信息,数字电网还可以高度仿真和预测台风、覆冰等极端情况下的电网运行环境。在数字电网的工况模拟模块中,只要同步风速、风向、温度、导线直径等基础数据,系统就会结合历史数据,通过模型算法以三维图像形式直观展示线路状态,并用不同颜色的警示图标标出各类风险隐患,为电网细化防灾减灾、灾后恢复的预案措施提供准确依据。 

当前正处于迎峰度冬的关键时期,江苏电网的最大用电负荷已超过1亿千瓦,今冬用电负荷最高或将达到1.12亿千瓦。全息数字电网的全面建成,可将电网故障的处理时间缩短约10%。

“如果说数字电网是数字能源的现代化底座和数据‘骨架’,那么人工智能技术就是它的‘眼睛’,AI算法分析技术则是‘大脑’。”吴强说,通过“数据+算力+算法”,全息数字电网实现了虚拟电网与现实电网的深度感知交互与双向智慧控制,真正做到了足不出户就可实现对现场的可观、可测、可控,极大提升了电网智慧运营水平。

据介绍,全息数字电网是我国新型电力系统建设的重要试点,为我国乃至全世界通过数字技术提升电力系统安全运行水平贡献了新的技术方案。目前,江苏电网正积极扩展全息数字电网在规划设计、基建管理等更多领域的应用,并将带动装备制造、人工智能、地图导航、5G通信、数据服务、自动驾驶、储能充电等实现跨越式发展。