抽水蓄能电站数字孪生检修平台基于抽水蓄能电站的历史和实时全景数据、先进的算法模型,利用数字孪生技术,在数字空间中构建真实电站全生命周期的动态复制体,再结合抽水蓄能电站检修业务全流程,通过物理实体电站及其数字孪生模型的融合,实现了抽水蓄能电站机组智能化检修决策与支持。
1. 抽水蓄能电站数字孪生检修平台架构
抽水蓄能电站数字孪生检修平台结合物理实体传感监测数据和数据中台,通过数据分析和计算更新数字模型,实时显示电站的运行信息,实现物理实体电站的可视化,进而对电站设备的发展进行预测。此外,通过物联网数据共享实现电站协同运维,同时为抽水蓄能电站的运营管理提供决策指导。主要由设备层、电站层、业务层和运营管理层组成。
1.1 设备层
抽水蓄能电站数字孪生检修平台的设备层主要是基于精细化建模技术构建电站设备的数字孪生模型,设备运行数据作为模型输入,实现设备与模型的精准映射,电站运维人员可通过操作孪生模型实现设备现场及远程友好互动;利用人工智能与机器学习算法对模型进行迭代与更新,实现设备故障自主诊断、异常预警及全寿命周期管理。
1.2 电站层
在电站层的典型应用是基于电站设备和各子系统形成电站整体数字孪生模型。将物理实体电站的在线监测数据及设备全寿命周期数据传输至电站数字孪生模型中进行仿真分析,实现电站运行风险智能评估和电站全寿命周期管理,为智能抽水蓄能电站自主分析与决策提供指导。
1.3 业务层
抽水蓄能电站数字孪生检修平台的业务层依托数据中台的同步构建,解决各业务部门间数据无法共享和业务难以协同开展的问题,实现电站群批量业务管理。此外,在业务层中的运检支撑、全息培训等应用可在虚拟场景中辅助运维人员现场作业,并有效提高作业效率和安全性。
1.4 运营管理层
抽水蓄能电站数字孪生检修平台的运营管理层依托于设备层和电站层数字孪生模型的综合应用,通过与新源公司业务应用的有效连接,指导公司运营策略的制定和资产精益化管理;此外,通过公司内外部数据的共享与分析,促进公司全价值链协同运行,实现公司资产数字化、知识数字化和业务数字化。
2.抽水蓄能电站数字孪生检修平台应用
2.1 抽水蓄能电站数字孪生建模
分析抽水蓄能电站构成,引入图云匹配算法,探究纹理图像与模型自动配准模式,构建了抽水蓄能电站数字孪生检修场景。进一步结合电站设备资料,采用模型溯源技术,建立了抽水蓄能电站设备部件孪生体。
2.2 数字孪生智能抽水蓄能电站检修策划
通过收集整理电站大修多元化素材并构建其数字孪生体,研究分析其检修案例,结合抽水蓄能电站检修流程数字孪生模型,搭建机组大修资源库,建立检修资源配置预测模型,实现电站检修全流程与资源管控,提升整体检修管理水平。
2.3 数字孪生智能抽水蓄能电站检修实施
基于电站全景数字孪生模型,开展抽水蓄能电站大修风险推演、检修措施方案推演及行车作业方案推演,进行各类推演方案评估,实现检修作业方案的智能优选。同时,针对抽水蓄能电站实际大修任务,设计典型检修作业项目,动态展示检修场景,实现机组大修标准化作业。
2.4 数字孪生智能抽水蓄能电站检修评估
针对抽水蓄能电站检修前后全景感知数据,建立基于机器学习的检修效果评估模型,实现检修效果的精确评估。
抽水蓄能电站数字孪生检修平台可以通过构建抽水蓄能电站数字孪生模型、电站检修策划、检修实施及检修评估等功能,可实现抽水蓄能电站机组智能化检修决策与支持,为抽水蓄能电站的智能化建设奠定了理论基础,明确了发展方向。