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国网武汉调控中心： 数字孪生构建可视化主站 智慧运维赋能自动化系统

摘要

为积极推进电网调控数智转型，深度挖掘数据潜力，武汉调控中心基于“模型驱动、数据赋能”思路，打造数字孪生主站，实时采集主站运行数据，基于三维模型进行可视化展示，实现“全景看、全息判、全程控”的沉浸式主站运维，提升主站巡检效率80%以上。

工作背景

近年来，随着智能电网建设的不断深入，调度自动化主站运维设备量级持续增长，尤其在数字中国建设的宏伟背景下，各类数字化应用、人工智能技术将不断投入使用，这对服务器算力、网络设备载流量、动力环境稳定性、网络安全可靠性提出了新的更高要求。

作为电网生产指挥的数字基础设施，主站投运设备数量将不可避免地面临极大增长，设备运维工作量将以指数型增长，及时发现处置缺陷，有效管控检修操作，保障系统安全可靠运行，均对主站运维人员提出了新的更大考验。

针对痛点

常规的主站运维模式，由人工巡检、视频监控、动环监控、综合检修等方式对主站设备开展人工或半人工管理，随着主站设备类型和数量的不断扩充，主站运维面临三大痛点问题。

01

台账管理不到位

主站设备运维过程中，存在点多线长、设备调换频繁的问题，设备台账的维护更新难以和实际情况进行关联对应，缺乏数字化校核手段和技术支持，台账维护不准确、不及时、不规范，无法为全方位的设备感知提供数据基础。

02

缺陷处置不超前

常规的主站缺陷处置，往往在主站系统受到负面影响后，根据“溯源、分析、处理、检查”流程，对受影响节点进行缺陷处置，无法有效实现从“故障后处置”到“故障前维护”的转变，在设备运维量大幅增长的背景下，系统可靠性将承受压力。

03

作业管控不全面

主站作业中，缺乏相应技术手段对作业人员进行过程管控与行为记录，在人员权限管理、运维方式统一、安全监督审计等方面存在管理困难，存在误动、误操作非目标设备情况，为主站运行带来风险。

主要做法

01

数字再造实现全站汇聚展示

采用三维建模技术，对主站基建部分、动环设施、屏柜、服务器、网络设备等物理要素进行一比一数字复刻，同时部署屏柜级微环境数据采集装置、agent插件，汇聚主站设备台账信息、实时运行、历史故障数据，24小时全天候监视主站运行情况。

02

数据赋能实现全站状态分析

利用人工智能分析技术，对主站动力环境、设备运行的动态数据以及历史数据进行研判分析，实时诊断、分析和告知设备的健康状态以及异常发展趋势，在设备出现异常情况时实现“双向循环复诊断”，输出差异化、精细化的检修策略。

03

万物联通实现全站运行管控

利用物联网技术，打通主站数据链条，实现摄像头、智能门禁、温湿度控制器等设备的统一管理与控制，基于智能安全帽部署定位微标签，实现作业人员分米级别精确定位、电子围栏报警、摄像联动。

相关成效

国网武汉供电公司打造数字孪生可视化主站，提炼相关创新成果于2022年获得第47届国际质量管理小组大会特等金奖，为湖北省历史首次获此殊荣。主要成效体现在以下三个方面：

01

全景看：扫除主站运维盲区

构造主站三维模型，关联实时运行数据和台账数据，实现虚拟现实巡检，使得设备查找维护更为直观方便，有效提升主站运维工作质效，单次主站巡检时长缩短80%以上。

02

全息判：降低系统运行缺陷

打造主站运行态势感知体系，实现设备、网络、动力、环境的全方位分析，主动研判设备运行趋势，推动“事故后处置”向“事发前预防”转变，预测性维护次数大幅提升。

03

全程控：确保操作安全可靠

结合主站运维堡垒机、可信计算、恶意代码监测系统，精准定位人员行为轨迹，有效管控操作行为，强化事后审计能力，杜绝误操作事件发生。

展望

国网武汉供电公司将借助数字孪生平台的开放性和扩展性，进一步打造完善“数字孪生、万物互联”的生产管控体系，实现各类设施设备的全要素数字化再现，助力人工智能与数字经济发展。