數(shù)字孿生流域看三峽——梯級(jí)電站調(diào)度科學(xué)決策

重點(diǎn)推文

近日，水利部召開(kāi)推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)工作會(huì)議，對(duì)推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)提出了具體要求，全面系統(tǒng)深入闡述了為什么要建設(shè)數(shù)字孿生流域、怎樣建設(shè)數(shù)字孿生流域、如何保障推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)等重大問(wèn)題，為當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期全國(guó)水利系統(tǒng)推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)提供了行動(dòng)指南，彰顯了建設(shè)數(shù)字孿生流域在整個(gè)水利系統(tǒng)內(nèi)的重要性。

一什么是數(shù)字孿生流域

數(shù)字孿生流域是以物理流域?yàn)閱卧?、時(shí)空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學(xué)模型為核心、水利知識(shí)為驅(qū)動(dòng)，對(duì)物理流域全要素和水利治理管理活動(dòng)全過(guò)程的數(shù)字化映射、智能化模擬，實(shí)現(xiàn)與物理流域同步仿真運(yùn)行、虛實(shí)交互、迭代優(yōu)化。

在這一方面，三峽水利樞紐梯級(jí)調(diào)度通信中心聯(lián)手?jǐn)?shù)字冰雹先試先行，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線，以數(shù)字化場(chǎng)景、智慧化模擬、精準(zhǔn)化決策為路徑，建設(shè)“流域梯級(jí)全景監(jiān)控平臺(tái)”，通過(guò)數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)手段，推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的能力和水平。

（照片已脫敏）

二項(xiàng)目介紹

在上一篇《數(shù)字孿生，助力三峽水利科學(xué)防洪防汛》中，重點(diǎn)介紹了我們?yōu)槿龒{水利樞紐梯級(jí)調(diào)度通信中心提供的“流域梯級(jí)全景監(jiān)控平臺(tái)”，是如何助力三峽工程科學(xué)防洪防汛的。今天，我們來(lái)給大家介紹一下，系統(tǒng)對(duì)于梯級(jí)電站在電力生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度、大規(guī)模電網(wǎng)運(yùn)行、電力設(shè)備運(yùn)維等業(yè)務(wù)領(lǐng)域，是如何發(fā)揮效能的。

三峽工程作為迄今為止世界最大的水利樞紐工程，也是裝機(jī)規(guī)模最大的水電站，擁有龐大的防洪、發(fā)電、航運(yùn)等綜合效益?！傲饔蛱菁?jí)全景監(jiān)控平臺(tái)”作為梯級(jí)調(diào)度通信中心的核心平臺(tái)，承擔(dān)了監(jiān)測(cè)、分析、指揮、決策等職能，為梯級(jí)電站發(fā)電調(diào)度智能運(yùn)行、電網(wǎng)受送電運(yùn)行、樞紐電站運(yùn)維等業(yè)務(wù)提供有力支撐。

全域態(tài)勢(shì)統(tǒng)覽

梯級(jí)電站科學(xué)運(yùn)行

梯級(jí)電站，主要是指水能資源開(kāi)發(fā)中，相鄰聯(lián)系比較緊密、互相影響比較顯著、地理位置相對(duì)靠近的水電站群。三峽流域梯級(jí)電站供電范圍廣至我國(guó)華東、華中、廣東地區(qū)，電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施具有覆蓋區(qū)域廣闊、集群規(guī)模大、工作負(fù)荷高的特點(diǎn)，能否對(duì)流域內(nèi)各電站進(jìn)行綜合管理，是用戶十分關(guān)注的問(wèn)題。

“流域梯級(jí)全景監(jiān)控平臺(tái)”通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)，將三峽流域分布、電站分布、送受電關(guān)系等要素態(tài)勢(shì)進(jìn)行全面復(fù)現(xiàn)，并支持具體目標(biāo)詳細(xì)信息查詢，電站運(yùn)營(yíng)事件、裝機(jī)容量、發(fā)電量、總裝機(jī)臺(tái)數(shù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面等信息一目了然。

此外，梯級(jí)電站運(yùn)行調(diào)度，受上游來(lái)水情況、上一梯級(jí)電站運(yùn)行工況、上游水庫(kù)調(diào)節(jié)能力等因素的制約，因此，要實(shí)現(xiàn)梯級(jí)電站整體科學(xué)運(yùn)行調(diào)度，需要綜合多領(lǐng)域數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研判，系統(tǒng)整合各電站歷年電量數(shù)據(jù)，綜合用戶水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)、遙測(cè)、通信、工業(yè)控制自動(dòng)化等系統(tǒng)數(shù)據(jù)，結(jié)合專業(yè)分析模型，對(duì)電站累計(jì)發(fā)電量、發(fā)電計(jì)劃完成情況、電站運(yùn)行負(fù)荷、發(fā)供電能力等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)分析，實(shí)現(xiàn)在既定負(fù)荷下，為各個(gè)梯級(jí)站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、優(yōu)化調(diào)度提供科學(xué)決策依據(jù)，提高水能利用率，實(shí)現(xiàn)梯級(jí)電站綜合效能最大化。

大規(guī)模電網(wǎng)智能運(yùn)維

送受電科學(xué)調(diào)配

三峽梯級(jí)電站送受電電網(wǎng)跨多個(gè)省市，保障跨區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定尤為重要。三峽梯級(jí)電站電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施具有覆蓋區(qū)域廣闊、集群規(guī)模大、工作負(fù)荷高的特點(diǎn)，能否高效、智能化地兼顧大規(guī)模電網(wǎng)運(yùn)維管理和水電科學(xué)調(diào)峰，是系統(tǒng)建設(shè)初期用戶十分關(guān)心的問(wèn)題。

面向大規(guī)模的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理，系統(tǒng)按照“分層”“分級(jí)”的原則，基于地理信息系統(tǒng)，對(duì)三峽大壩輸電線路的地理分布、起止點(diǎn)、電能流向、所屬電網(wǎng)、供電范圍等信息進(jìn)行全面展示和監(jiān)測(cè)，并可對(duì)線路電能流轉(zhuǎn)情況、電流值、負(fù)載率、線損率等運(yùn)行信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

（照片已脫敏）

同時(shí)建立預(yù)警機(jī)制，對(duì)線路重載、臺(tái)風(fēng)、覆冰等異常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警告警，助力用戶提前籌備應(yīng)對(duì)方案，輔助用戶綜合掌握大規(guī)模電網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

此外，圍繞“迎峰度夏和、迎峰度冬”大負(fù)荷電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)配業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)綜合天氣情況、防汛、蓄水、發(fā)電計(jì)劃、電網(wǎng)負(fù)荷量級(jí)、負(fù)荷特性以及調(diào)峰需求等多領(lǐng)域關(guān)鍵指標(biāo)，基于地理信息系統(tǒng)可直觀分析用電高峰區(qū)域分布，實(shí)時(shí)發(fā)布天氣預(yù)警信息，科學(xué)分析電力供需變化，助力用戶提前制定響應(yīng)方案，及時(shí)調(diào)整水庫(kù)消落計(jì)劃和發(fā)電計(jì)劃，合理安排運(yùn)行方式，確保電力供應(yīng)安全可靠。

樞紐設(shè)備精細(xì)管理

微觀態(tài)勢(shì)臺(tái)式精確掌控

三峽大壩總裝機(jī)容量2250萬(wàn)千瓦，共34臺(tái)機(jī)組，實(shí)現(xiàn)對(duì)梯級(jí)電站的統(tǒng)一管理，直觀、高效掌握各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況，為三峽水利工程設(shè)備檢修、改造提供支撐，是系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

“流域梯級(jí)全景監(jiān)控平臺(tái)”基于數(shù)字孿生技術(shù)，對(duì)水庫(kù)、壩體、機(jī)組設(shè)備、閘門等要素的分布、外觀、復(fù)雜機(jī)構(gòu)、工作狀態(tài)進(jìn)行了真實(shí)、實(shí)時(shí)復(fù)現(xiàn)，通過(guò)集成前端監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)，可動(dòng)態(tài)展示閘門狀態(tài)啟閉開(kāi)度狀態(tài)、下泄流量、閘門開(kāi)啟次數(shù)、閘門排序等樞紐信息，對(duì)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間、出力特征值、水位、負(fù)荷等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，支持設(shè)備運(yùn)行異常實(shí)時(shí)告警、設(shè)備詳細(xì)信息查詢，輔助管理者直觀掌握電站運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電站的精細(xì)化運(yùn)維管理。

（照片已脫敏）

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《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》明確指出：構(gòu)建智慧水利體系，以流域?yàn)閱卧嵘娭悄苷{(diào)度能力，大力推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)，為新階段水利高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)有力支撐和驅(qū)動(dòng)。“流域梯級(jí)全景監(jiān)控平臺(tái)”不僅為三峽工程提供了階梯電站發(fā)電運(yùn)行管理智能決策，還為用戶進(jìn)行對(duì)航運(yùn)/生態(tài)/泥沙調(diào)度等業(yè)務(wù)提供了有力支持，后續(xù)，小編還會(huì)陸續(xù)為大家介紹“流域梯級(jí)全景監(jiān)控平臺(tái)”的更多功能，敬請(qǐng)期待！

作為可視化數(shù)字孿生領(lǐng)域的代表企業(yè)，數(shù)字冰雹十余年來(lái)深耕核心技術(shù)，堅(jiān)持自主創(chuàng)新。站在數(shù)字化建設(shè)、新基建風(fēng)口，我們希望依賴于十余年的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)累積，與行業(yè)內(nèi)廣大合作伙伴一道，打造國(guó)內(nèi)“最落地”數(shù)字孿生技術(shù)平臺(tái)，推動(dòng)數(shù)字孿生落地應(yīng)用，真正為各行業(yè)用戶實(shí)際業(yè)務(wù)決策賦能。