基于數(shù)字孿生的配電房智能運(yùn)維系統(tǒng)02《高壓電力用戶用電安全》國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T

31989-2015

）：

8.3.1

電氣工作

人員配置應(yīng)符合下列要求：10kv電壓等級

且變壓器容量在630kVA級以上的配電室

，

應(yīng)安排全天24H專人值班，每班人數(shù)不少于

2人，應(yīng)明確其中1人為值長；《配電房安全管理規(guī)范》（DB11/

527—2020），為高壓電力用戶的配電房安全運(yùn)維

提供了執(zhí)行依據(jù)。

該標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃在2021年3月

起正式實(shí)施，由北京市市場監(jiān)督局，多個(gè)單位共同起草?！陡邏弘娏τ脩襞潆娛抑悄芑\(yùn)維規(guī)范》（T/BEPIA00001-2019），為高壓電力

用戶的智能化運(yùn)維、

配電室無人值班提供

了執(zhí)行依據(jù)。

該標(biāo)準(zhǔn)自2019年9月1日起正

式實(shí)施。02參照2018年，據(jù)應(yīng)急管理部消防局統(tǒng)計(jì)，2018年全國消防部門共接報(bào)火災(zāi)1.42萬起，亡90人，傷

57人，直接財(cái)產(chǎn)損失1.25億元，與去年同期相比，

亡人上升57.9%。

2018年8月份全國火災(zāi)情況，近

半數(shù)火災(zāi)系用電用火引起，電氣火災(zāi)占34%。2019年，據(jù)應(yīng)急管理部消防局全國消防安全整體

形勢中相關(guān)統(tǒng)計(jì)，電氣引發(fā)的火災(zāi)依然居高不下

，

已查明原因的火災(zāi)中有52%系電氣原因引起。

整

體防電氣火災(zāi)形勢嚴(yán)峻。022018年火災(zāi)統(tǒng)計(jì)一般是指由于電氣線路、用電設(shè)備和器具以及供配電設(shè)備出現(xiàn)故障性釋放的熱能：如電弧，以及非故障性釋放的能量：如電熱器具的熾熱表面，而造成的火災(zāi)，也包括由

雷電和靜電引起的火災(zāi)。常見的電氣故障引發(fā)火災(zāi)主要包括：漏電、短路、過負(fù)荷、接觸電阻過大、過電壓或

欠電壓、缺相運(yùn)行、

斷路等等。1、故障部位局部長時(shí)間發(fā)熱，造成絕緣進(jìn)一步下降，最終造成線路短路，導(dǎo)致火災(zāi)

；2、另一個(gè)是故障部位產(chǎn)生的電弧或電火花瞬間釋放熱量造成線路短路，導(dǎo)致火災(zāi)。1、

電氣線路設(shè)計(jì)和設(shè)備的選型要科學(xué)、合理，需要專業(yè)設(shè)計(jì)和選型。2、

電氣線路施工和設(shè)備安裝要規(guī)范，符合規(guī)定要求。3、需專業(yè)人員或系統(tǒng)設(shè)備，定期開展電氣安全檢查或?qū)崟r(shí)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題，

更換老化的線路，對有故障的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、修理。電氣火災(zāi)定義：電氣火災(zāi)發(fā)生機(jī)理：預(yù)防要點(diǎn)

：02配電室值班現(xiàn)狀：目前我國配電室除了大型商業(yè)樓宇及較有規(guī)模的企業(yè)會(huì)配備專人進(jìn)行24小時(shí)值班外，絕大多數(shù)地產(chǎn)項(xiàng)目及小規(guī)模企業(yè)做不到24小時(shí)值班，甚至根本沒人值班。運(yùn)維人員現(xiàn)狀：配電室值班人員實(shí)際專業(yè)水平有限，多只能處理低壓端故障。

而高壓端出現(xiàn)的故障，并沒有足夠的經(jīng)驗(yàn)和能力來及時(shí)處理，

這無疑使配電室的安全運(yùn)行得不到全面保障。日常運(yùn)維現(xiàn)狀：傳統(tǒng)人工巡檢下的配電室運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄的多不完整，一般只有最基本數(shù)據(jù)可以通過值班人員的抄表來實(shí)現(xiàn)。

存在數(shù)據(jù)種類

不全面，覆蓋面不夠，離散性較大，無法預(yù)先發(fā)現(xiàn)配電室內(nèi)設(shè)備的潛在故障，也無法第一時(shí)間在故障發(fā)生時(shí)上報(bào)，最終使用電可靠性大幅

降低。

舊模式傳統(tǒng)的電力運(yùn)維主要是配備專業(yè)人員，以派駐或輪流值守的方式，監(jiān)控變配電系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施的運(yùn)行情況和設(shè)備保護(hù)工作，日常運(yùn)行依賴個(gè)人能力與態(tài)度，故障處理全憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，百密一疏存在巨大的安全風(fēng)險(xiǎn);電氣故障的隱患與損耗是隱性的，人工值班、

巡檢，大多看表面、

走過場，造成盲區(qū)多、

隱患積累大;運(yùn)行缺乏數(shù)據(jù)和工具支撐，缺陷無記錄、

判斷無依據(jù)、

運(yùn)行無預(yù)警，導(dǎo)致故障多、

停電時(shí)間長。02配電房運(yùn)維現(xiàn)狀解決方式設(shè)計(jì)：通過

“線上監(jiān)管+線下維護(hù)”的手段，創(chuàng)新地實(shí)現(xiàn)對配電室全生命周期的管理，以配電室智能運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)用戶安全用電。

線上監(jiān)管實(shí)

現(xiàn)對電力運(yùn)行狀態(tài)、

設(shè)備狀態(tài)、

環(huán)境狀態(tài)等數(shù)據(jù)的24小時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)管，并利用云平臺軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、

存儲、

處理，從而實(shí)現(xiàn)事

故報(bào)警、

系統(tǒng)評分等功能。線下維護(hù)是利用

“互聯(lián)網(wǎng)+”的服務(wù)模式，通過

“技術(shù)+經(jīng)驗(yàn)”的手段，使配電室運(yùn)維從“被動(dòng)搶修”變?yōu)?/p>

“主動(dòng)運(yùn)維”。項(xiàng)目目標(biāo)：1、對用戶用電有效監(jiān)控，保障用電安全，防

止電氣火災(zāi)的發(fā)生，保障園區(qū)企業(yè)消防安全。

2、對配電房智能運(yùn)維管控，保障配電房設(shè)備

安全，綜合運(yùn)用光伏、儲能等新技術(shù)手段，進(jìn)一步保證供電質(zhì)量，保障供電可靠性。02數(shù)字孿生?

就是針對物理世界中的設(shè)備

，通過數(shù)字化的手段來構(gòu)建一個(gè)數(shù)字世界中一模一樣的實(shí)體

，

并在全生命周期范圍內(nèi)，保證數(shù)字世界與物理世界的協(xié)調(diào)一致,借此來實(shí)現(xiàn)對物理實(shí)體的了解、分析和優(yōu)化。?

可快速創(chuàng)建基于全景影像的高

解析度地圖以及高度精細(xì)點(diǎn)云，

實(shí)現(xiàn)超大面積的點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集、

建模、三維成圖、定位與導(dǎo)航；?

以常規(guī)10kV配電房為例，現(xiàn)場

掃描約5小時(shí)，三維實(shí)景后處理約8小時(shí)，點(diǎn)云實(shí)體化約6小時(shí)。03三維遙感技術(shù)能夠從遠(yuǎn)距離同步獲取目標(biāo)的三維

位置和光譜信息,是一種把三維位置和遙感光譜數(shù)據(jù)套合在一起的一

體化新型遙感技術(shù)。03將人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)與配電室運(yùn)維、用電服務(wù)相結(jié)合，為用戶提供配電室

運(yùn)行、維護(hù)、管理的一站式托管服務(wù)，防范各種電氣火災(zāi)，提升供電質(zhì)量和可靠性。遠(yuǎn)程集中化值班

系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控

運(yùn)行數(shù)據(jù)化分析

現(xiàn)場智能化巡檢03u一個(gè)云平臺u多路監(jiān)控中心u三級管理應(yīng)用u支持外部集成03利用終端探測頭(如剩余電流互感器、

溫度傳感器等)，通過探測分

析電氣設(shè)備中的電流、

溫度等參數(shù)

發(fā)生異常或突變，及時(shí)探知電氣異

常，并通過系統(tǒng)其他智能手段進(jìn)一

步識別、

判定，最終智能運(yùn)維系統(tǒng)

及時(shí)發(fā)送預(yù)警信號。

對用戶區(qū)域或

配電房，通過三維可視化方式展示

用戶用電安全及發(fā)現(xiàn)的異常點(diǎn)，指

導(dǎo)快速定位檢查，進(jìn)行隱患排除。03采用配電房內(nèi)的無人機(jī)或固定式智能巡檢，通過無人機(jī)上的可見光和熱成

像攝像頭實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能巡檢。

可根據(jù)

巡檢需要，靈活配置不同巡檢任務(wù)，

自動(dòng)路徑規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)7*24小時(shí)定時(shí)

和隨時(shí)巡檢。

通過人工智能技術(shù)及大

數(shù)據(jù)分析，分析發(fā)現(xiàn)設(shè)備外部異常溫

度趨勢和設(shè)備異常狀態(tài)，保證配電房

安全運(yùn)行。三

相機(jī)03告警面板信息溫度異常檢測氣體泄漏檢測硬壓板狀態(tài)確認(rèn)1）對需要監(jiān)測的工業(yè)室內(nèi)場景進(jìn)行數(shù)字孿生；2）由經(jīng)驗(yàn)豐富的巡視人員，對需要巡視的位置進(jìn)行精細(xì)化標(biāo)注；3）在數(shù)字孿生中按照任務(wù)模擬航行過程航點(diǎn)、拍攝過程航點(diǎn)以及懸停拍攝點(diǎn)，并復(fù)現(xiàn)云臺角度和相機(jī)動(dòng)作拍攝范圍；4）上傳制定好的自主巡檢航跡至無人機(jī)飛控系統(tǒng)，無人機(jī)進(jìn)入自動(dòng)飛行模式，執(zhí)行任務(wù)，完成任務(wù)后自動(dòng)返航充電。室內(nèi)輕型無人機(jī)自主無線充電高精度紅外圖層系統(tǒng)運(yùn)行信息圖層數(shù)字孿生基礎(chǔ)數(shù)據(jù)高精度可見光圖層任務(wù)加載03路徑規(guī)劃觀測位置輕型無人機(jī)工業(yè)室內(nèi)

數(shù)字孿生數(shù)字孿生

無人機(jī)大數(shù)據(jù)分析任務(wù)規(guī)劃執(zhí)行任務(wù)模型加載配電房!利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對包括高壓側(cè)配電柜、

低壓側(cè)配

電柜、

變壓器等實(shí)現(xiàn)24小

時(shí)在線式電氣監(jiān)測與放電

采集；對配電房內(nèi)蓄電池、

用電饋線回路溫度參數(shù)實(shí)

時(shí)監(jiān)測；對各類智能儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集及控制，

結(jié)合邊緣計(jì)算和大數(shù)據(jù)分

析，提前發(fā)現(xiàn)異常，支撐智能運(yùn)維，保障供電可靠性。03應(yīng)用場景

：1.配電房自動(dòng)巡檢：常態(tài)化巡檢，替代人工巡檢，實(shí)現(xiàn)高頻次巡視，發(fā)現(xiàn)問題，提前預(yù)警；2.異常智能聯(lián)動(dòng)：由接入的第三方系統(tǒng)告警信號、

物聯(lián)網(wǎng)傳感器異常信號等觸發(fā)無人機(jī)自動(dòng)二次異常確認(rèn)，為

異常分析收集更多現(xiàn)場數(shù)據(jù)，便于分析追溯；3.

應(yīng)急巡檢：可發(fā)現(xiàn)異常信號或突發(fā)事故，人員無法第一時(shí)間無法到達(dá)現(xiàn)場，通過無人機(jī)能遠(yuǎn)程快速查看了解04現(xiàn)場情況，輔助指揮決策；科技創(chuàng)新提升電力運(yùn)維水平節(jié)約人力成本減少日常維護(hù)費(fèi)用提質(zhì)增效實(shí)現(xiàn)配電房全面監(jiān)測04復(fù)用性強(qiáng)支持多系統(tǒng)融合可以進(jìn)行全面推廣智能識別算法及預(yù)警技術(shù)基于三維遙感、人工智能和進(jìn)化計(jì)算等理論與方法，結(jié)合

魯棒控制、

自適應(yīng)控制、變結(jié)構(gòu)控制等現(xiàn)代控制理論，研發(fā)了智能識別和控制算法，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對配電房的全面監(jiān)

測和設(shè)備運(yùn)行態(tài)勢感知。嵌入式組件架構(gòu)技術(shù)優(yōu)良的跨平臺嵌入式組件架構(gòu)技術(shù)，支持多種操作系統(tǒng)和CPU

平臺；劃分組件，面向接口開發(fā)，提高開發(fā)效率；組件重用，

實(shí)現(xiàn)積木式的系統(tǒng)開發(fā)方法；提供各種強(qiáng)大的子系統(tǒng)，以不斷

豐富產(chǎn)品特性；支持RPC，可以實(shí)現(xiàn)分布式應(yīng)用。數(shù)字孿生技術(shù)通過輕型建模設(shè)備、快速、低成本的形成高精度模型、并對其進(jìn)行對象化；基于采集數(shù)據(jù)在數(shù)字孿