江苏苏州供电公司变电运维中心“新维Do”柔性团队

搭建数字孪生变电站系统 构建智慧运维体系

朱清华 彭钰茗

7月28日，江苏省苏州市针对今年第5号台风“杜苏芮”发布台风蓝色预警，苏州供电公司变电运维中心“新维Do”柔性团队成员谢潇磊利用他们牵头研发的数字孪生变电站系统，在线快速安排巡检机器人对该系统的试点220千伏郭巷变电站开展特巡，确保站内设备在极端天气下安全稳定运行。

“新维Do”柔性团队成立于2019年，由苏州供电公司运维专业青年员工组成，现有成员29人，全部为研究生学历。团队成员通过学习数字孪生、人工智能、综合自动化等前沿技术，积极参与数字孪生变电站系统建设、变电站智能巡检系统建设等重点工作，不断推进电网数字化转型。

2022年3月，为了进一步提升变电站智能化水平与安全生产能力，苏州供电公司以220千伏郭巷变电站为试点，启动数字孪生变电站系统建设工作，并安排“新维Do”柔性团队承担具体建设任务。

数字孪生技术涉及3D建模、现场数据采集、数据分析和处理、虚拟现实、模拟仿真、人工智能、云计算等多种技术，在国内的应用还处于起步阶段，没有太多可参考的案例。团队成员只能边摸索边推进数字孪生变电站系统建设。

三维建模是搭建数字孪生变电站系统的第一步。大量的电缆敷设在变电站地下，位置和走向错综复杂。为了避免日常作业过程中出现人员误挖电缆的情况，团队成员在对全站主设备、辅助设备以及消防设备建模的基础上，还对变电站地下电缆进行了三维建模。

“细节越完整，模型才能更真实。变电站主控楼、主设备等可通过三维激光点云扫描技术完成建模，但地下电缆等不可见的部分则需要依靠原始台账和设计图纸来建模。”团队负责人徐国栋说。对此，成员们多次往返于苏州供电公司档案室和变电站设计单位，根据档案室台账的设备清单查阅变电站施工设计图纸，并向设计人员请教设计图纸上的信息。考虑到电缆工程实际施工可能与设计图纸存在偏差，团队成员还多次前往220千伏郭巷变电站实地踏勘，查看电缆大致走向和敷设情况，确保三维建模数据准确。经过2个月的努力，团队成员完成了该站主设备、辅助设备、消防设备、地下隐蔽工程等862个实体的三维数字建模。

变电站的数据构成极为复杂。有了三维变电站模型，团队成员还要将设备资产管理（PMS）、电网调度控制（D5000）、辅助设备监控、在线监测、机器人管理、智能巡视集中监控等6个生产系统中的数据接入数字孪生变电站系统，才能使数字孪生变电站“活”起来。但不同系统的数据调用逻辑不同，数据接入的任何一个环节出现问题，都可能导致最终接入数据与实际不符。

此后的一个多月里，队员们在线上线下开了20多次讨论会，为不同生产系统制订差异性化的数据接入方案并开发接口程序，对生产系统和数字孪生变电站系统开展联调，及时解决数据接入过程中类型缺失、数据缺失、数据失真等问题。

“变电站设备资产管理、电网调度控制、辅助设备监控等生产管理系统的数据较为独立，我们得分头对接各企业中台和管理系统开发厂家，获取所需数据的流转格式、存放位置等关键信息，然后编写接口程序抓取。”徐国栋介绍。整个数据接入环节，团队开发了32个数据接口，最终实现了变电站各生产管理系统的数据在数字孪生变电站系统的融合。今年3月份，220千伏郭巷变电站数字孪生变电站正式投入运行。

作为设备主人，“新维Do”柔性团队也是数字孪生变电站系统建设的受益者。结合日常工作中的实际需求，团队成员在数字孪生变电站系统中开发了全景监控、业务替代、安全管控、数据分析、仿真推演5类共15项功能，帮助运维人员研判站内设备健康状态，提高变电站运维质效和安全管控穿透力。

今年1月，“新维Do”柔性团队成员提出了在数字孪生变电站系统中增加“人员定位”和“电子围栏”功能，提升作业现场安全管控水平的想法。成员们自己研制了一批具有定位和语音播报功能的安全帽，利用工余时间研究学习北斗定位数据接入和应用相关知识，用3个月时间让安全帽具备了北斗卫星定位功能。

目前，运维人员已通过数字孪生变电站对220千伏郭巷变电站完成高清视频巡视153次、机器人可见光红外巡视42次、远程安全督察21次、远方踏勘3次。利用数字孪生变电站系统，运维人员可一键下达机器人巡检任务，由机器人对站内隐患作出自动研判，巡检效率比人工提升90%以上。