CN113096477A - 一种虚拟电站可视化的运维工作平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种虚拟电站可视化的运维工作平台，运维工作平台包括运维模块、检修模块和验收模块，其中，运维模块，对电站I区和II区进行巡检、运行分析和故障管理诊断，同时运维人员进行仿真培训，依托三维成果完成主设备、备品备件、工具的管理；检修模块，检修时带电安全距离的校核和控制，通过事先模拟，确定检修方案；验收模块，对虚拟化三维电站模型进行验收记；本发明通过该虚拟电站可视化的运维工作平台，巡视单元通过现场摄像头采集的表计，感温电缆等多个数据，将各区的信息融合到三维模型，统一展示，远程查看运行信息，进行巡视、诊断和状态评价。
Description
技术领域
本发明属于电站维护技术领域，特别涉及一种虚拟电站可视化的运维工作平台。
背景技术
电网现代化建设做出全面推进“三型两网”建设，加快打造具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业的战略部署，建设泛在电力物联网，在现有基础上，从全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新四个方面进行提升。
孪生的两个变电站一个是存在于现实中的实体变电站，一个则存在于数字和虚拟世界之中，通过后者可以对真实变电站的运行状况实时监控，及时发现潜在的故障，从而做到及时修理，防患于未然。
应用数字孪生技术建立虚拟变电站三维模型，接入变电站内主控、辅控、安防等设备的探测点，实时感知采集各类状态信息，运检人员不再需要去变电站现场，便可掌握站内各要素的运行状态。同时，也为变电站实现“不间断设备巡视”提供了可靠的支持，通过对设备异常及时告警延长了设备使用寿命，但是现有三维数字电站通过直接读取数据库与原有电站数据进行管理，运维工作不适用于现有三维虚拟电站发展要求，因此构建适用于虚拟电站模型的运维工作的可视化运维工作平台的对电站运维进行管理必不可少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种虚拟电站可视化的运维工作平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种虚拟电站可视化的运维工作平台，所述运维工作平台包括运维模块、检修模块和验收模块，其中，
运维模块，对电站I区和II区进行巡检、运行分析和故障管理诊断，同时运维人员进行仿真培训，依托三维成果完成主设备、备品备件、工具的管理；
检修模块，检修时带电安全距离的校核和控制，通过事先模拟，确定检修方案；
验收模块，对虚拟化三维电站模型进行验收记录。
在上述的一种虚拟电站可视化的运维工作平台，所述运维模块包括巡视单元、运行分析单元、缺陷与故障管理单元、台账管理单元和仿真培训单元，其中，
巡视单元，对变电设备巡视过程进行指导以及对巡视数据进行收集，巡检路线与虚拟变电站实时同步，且巡检图像和其他信息实时传输接受和储存至巡视数据库中；
运行分析单元，运行分析单元与巡视数据库链接，对运维数据进行调取并分析，实现变电站全息全景动态3D报表展现，从而评价电站设备运行状态；
缺陷与故障管理单元，通过变电站设备远程协同诊断系统，对变电站关键设备进行远方协同诊断，结合I、II区巡视数据，实现远方协同巡视诊断，发现设备缺陷及隐患；
台账管理单元，通过三维中的设备材料统计，导入运维系统中的台账管理，依托三维成果完成主设备、备品备件、工具的管理。
仿真培训单元，通过AR技术，进行现场运行检修的步骤模拟、仿真，设备内部结构仿真、讲解。
在上述的一种虚拟电站可视化的运维工作平台，巡视单元可通过人工巡视、摄像头巡视和智能巡视机器人巡视。
在上述的一种虚拟电站可视化的运维工作平台，所述摄像头巡视是通过设置在变电站内部的多组摄像头进行巡视，且多组摄像头巡视过程可通过三维立体巡视系统进行调节。
在上述的一种虚拟电站可视化的运维工作平台，所述检修模块包括可视化检修单元和检修模拟单元，其中可视化检修单元的功能如下：
对特高压设备外观及内部构件进行3D数据扫描和精细化建模，实现对设备的实景3D模型还原，运维检修人员可以通过PC端或手机端浏览器访问，可查看和操作设备3D模型，一键拆卸和组装3D模型，多角度查看外观和内部构件，为设备检修提供作业指导和决策依据。
在上述的一种虚拟电站可视化的运维工作平台，所述检修模拟单元的具体功能如下：
检修模拟单元对检修设备进行事先模拟，确定检修方案。
在上述的一种虚拟电站可视化的运维工作平台，所述验收模块根据产品清单、产品合格证、出厂试验报告、产品使用说明书、施工图纸、交接试验报告、单体调试报告及安装记录等资料对虚拟电站进行三维模型验收。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明一种虚拟电站可视化的运维工作平台，通过该虚拟电站可视化的运维工作平台，巡视单元通过现场摄像头采集的表计，感温电缆等多个数据，将各区的信息融合到三维模型，统一展示，远程查看运行信息，进行巡视、诊断和状态评价。
2.本发明一种虚拟电站可视化的运维工作平台，该运维工作平台在三维模型与电力设备实物结合的基础上，实现设备运行状态、参数等立体化展示，能够实现对三维模型的缩放、旋转、步行漫游、路径漫游动画等浏览功能。实现对主要过程量、设备状态、工艺状态的监视、报警和故障状态显示对于设备巡视检修、规划扩建、培训演练、资管管理等多方面进行可视化管理。
附图说明
图1为本发明一种虚拟电站可视化的运维工作平台结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种虚拟电站可视化的运维工作平台，运维工作平台包括运维模块、检修模块和验收模块，其中，
运维模块，对电站I区和II区进行巡检、运行分析和故障管理诊断，同时运维人员进行仿真培训，依托三维成果完成主设备、备品备件、工具的管理；
检修模块，基于三维虚拟电站模型，开展多种类的检修路径，比如检修时带电安全距离的校核和控制，以及通过事先模拟，确定检修方案。
其中，本发明可视化的运维工作平台为三维虚拟电站模型的运维管理工作进行服务，三维虚拟电站模型建设依次经过土建设计、电气一次设计和电气二次设计，土建设计基于施工图设计阶段要求的数字高程模型等，开展站区总布置设计，综合布置施工图设计阶段要求建立的各专业物理模型，电气一次设计需完成全站电气一次设备、设施及材料的电气接线设计和三维布置设计，包括电气主接线设计、站用电系统接线及配置接线设计、配电装置布置设计、防雷保护设计、接地设计、照明及动力设计、电缆敷设设计等，并建立全站电气主接线、站用电系统接线等逻辑模型和电气设备、材料等物理模型；电气二次设计需完成电气原理图及端子排接线、光缆联系图及虚回路、网络结构示意图等的数字化设计，完成二次及通信装置、屏柜、预制舱式二次组合设备、智能控制柜模型设计及三维布置建立智能辅助控制系统主要设备模型，并完成三维布置设计，三维模型按照轻量化设计，除需要模拟检修的设备模型粒度须到零件级别外，其它模型粒度仅需到设备级别。
三维虚拟模型建设完毕后，三维虚拟模型平台将从变电站SIS实时数据库读取数据，以数据库标准接口接入，实现实时数据的同步与调用，使得实际变电站与虚拟变电站运行数据同步，具体内容包括各设备状态、时间、气象和运行数据等，同时构建全新的数据库系统，一部分由原有电站目前包含的数据库系统导入，包括监控数据系统的数据，另一部分根据可视化运维平台的需要，开发完成的数据库，比如三维仿真平台数据库和巡视数据库等。
验收模块，验收模块根据产品清单、产品合格证、出厂试验报告、产品使用说明书、施工图纸、交接试验报告、单体调试报告及安装记录、设备的技术资料(包括设备订货相关文件、设计联络文件、监造报告、设计图纸资料、供货清单、使用说明书、备品备件资料、出厂试验报告等等资料对虚拟电站进行三维模型验收。
运维模块包括巡视单元、运行分析单元、缺陷与故障管理单元、台账管理单元和仿真培训单元，其中，
巡视单元，对变电设备巡视过程进行指导以及对巡视数据进行收集，巡检路线与虚拟变电站实时同步，且巡检图像和其他信息实时传输接受和储存至巡视数据库中；
具体的，变电设备巡视分为例行巡视、全面巡视、特殊巡视、专业巡视及熄灯巡视，同时巡视单元可通过人工巡视、摄像头巡视和智能巡视机器人巡视，摄像头巡视是通过设置在变电站内部的多组摄像头进行巡视，且多组摄像头巡视过程可通过三维立体巡视系统进行调节，且该三维立体巡视系统具有以下功能：
1)接入视频监控数据，将站内摄像头分布位置三维立体呈现；
2)利用实景三维精确空间位置信息，自由点选设备后，平台自动计算并调整周围摄像头监控视角，推送设备实时监控画面；
3)在三维场景中查看巡视点位分布，并可直接调取巡检图像；
4)利用三维空间信息自动计算视频覆盖率，智能选取巡检点位的最优摄像机及角度，提升巡检点位配置效率。
通过多组摄像头进行实时监控：对变电设备运行、故障、检修、备用等状态用典型颜色区别展示，在设备状态发生变动或报警信息触发时，以闪烁、警示色等形式提示重要信息，并同步以文字弹窗信息、列表信息的方式进行提示，方便值班人员查看和追溯。
运行分析单元，运行分析单元与巡视数据库链接，对运维数据进行调取并分析，实现变电站全息全景动态3D报表展现，从而评价电站设备运行状态；
具体的，变电站可进行全息全景动态3D报表展现，运维检修人员可以通过PC端浏览器或手机在变电站实景3D场景中漫游、缩放旋转场景，可查看电力设备3D模型，关联显示各电力设备台账信息、设备运行状态信息、SCADA、在线监测、巡检记录等，实现变电站全息全景动态3D报表展现。
缺陷与故障管理单元，通过变电站设备远程协同诊断系统，对变电站关键设备进行远方协同诊断，结合I、II区巡视数据，实现远方协同巡视诊断，发现设备缺陷及隐患；
具体的，变电站关键设备可通过远程协同诊断系统进行故障诊断，远程协同诊断系统将这一系列状态数据储存于专家知识库中，遇到告警便能及时调用和判断，向运检人员提供判断结果并给出建议，同时通过可视化系统的场景与实时视频融合功能，对变电站关键设备进行状态查看，比如能够在变压器三维场景中查看油位表、油温表、档位表等表计设备的实时状态更新，结合在线监测数据与红外测温数据，结合I、II区数据，实现变压器远方协同巡视诊断，发现缺陷及隐患。
台账管理单元，通过三维中的设备材料统计，导入运维系统中的台账管理，依托三维成果完成主设备、备品备件、工具的管理。
仿真培训单元，通过AR技术，进行现场运行检修的步骤模拟、仿真，设备内部结构仿真、讲解。
检修模块包括可视化检修单元和检修模拟单元，其中可视化检修单元的功能如下：
对特高压设备外观及内部构件进行3D数据扫描和精细化建模，实现对设备的实景3D模型还原，运维检修人员可以通过PC端或手机端浏览器访问，可查看和操作设备3D模型，一键拆卸和组装3D模型，多角度查看外观和内部构件，为设备检修提供作业指导和决策依据。
同时运检人员通过佩戴“数字孪生眼镜”即可实时查看变电站各类设备状态，并通过5G网络接入专家知识库接收规范作业指导，完成变电站巡检工作；
检修模拟单元的具体功能如下：
检修时带电安全距离的校核和控制，通过事先模拟，确定检修方案，控制吊车起吊的范围，与实际相结合，同时当电站改造时，该虚拟三维模型对隐蔽工程三维设计，准确显示地网、管道、电缆沟，避免后期改造乱挖，便于改造，对电站技术改造时，确定技术改造方案后，进行模拟。
具体使用时，本发明一种虚拟电站可视化的运维工作平台。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种虚拟电站可视化的运维工作平台，其特征在于，所述运维工作平台包括运维模块、检修模块和验收模块，其中，
运维模块，对电站I区和II区进行巡检、运行分析和故障管理诊断，同时运维人员进行仿真培训，依托三维成果完成主设备、备品备件、工具的管理；
检修模块，检修时带电安全距离的校核和控制，通过事先模拟，确定检修方案；
验收模块，对虚拟化三维电站模型进行验收记录。
2.根据权利要求1所述的一种虚拟电站可视化的运维工作平台，其特征在于：所述运维模块包括巡视单元、运行分析单元、缺陷与故障管理单元、台账管理单元和仿真培训单元，其中，
巡视单元，对变电设备巡视过程进行指导以及对巡视数据进行收集，巡检路线与虚拟变电站实时同步，且巡检图像和其他信息实时传输接受和储存至巡视数据库中；
运行分析单元，运行分析单元与巡视数据库链接，对运维数据进行调取并分析，实现变电站全息全景动态3D报表展现，从而评价电站设备运行状态；
缺陷与故障管理单元，通过变电站设备远程协同诊断系统，对变电站关键设备进行远方协同诊断，结合I、II区巡视数据，实现远方协同巡视诊断，发现设备缺陷及隐患；
台账管理单元，通过三维中的设备材料统计，导入运维系统中的台账管理，依托三维成果完成主设备、备品备件、工具的管理；
仿真培训单元，通过AR技术，进行现场运行检修的步骤模拟、仿真，设备内部结构仿真、讲解。
3.根据权利要求1所述的一种虚拟电站可视化的运维工作平台，其特征在于：巡视单元可通过人工巡视、摄像头巡视和智能巡视机器人巡视。
4.根据权利要求3所述的一种虚拟电站可视化的运维工作平台，其特征在于：所述摄像头巡视是通过设置在变电站内部的多组摄像头进行巡视，且多组摄像头巡视过程可通过三维立体巡视系统进行调节。
5.根据权利要求1所述的一种虚拟电站可视化的运维工作平台，其特征在于：所述检修模块包括可视化检修单元和检修模拟单元，其中可视化检修单元的功能如下：
对特高压设备外观及内部构件进行3D数据扫描和精细化建模，实现对设备的实景3D模型还原，运维检修人员可以通过PC端或手机端浏览器访问，可查看和操作设备3D模型，一键拆卸和组装3D模型，多角度查看外观和内部构件，为设备检修提供作业指导和决策依据。
6.根据权利要求3所述的一种虚拟电站可视化的运维工作平台，其特征在于：所述检修模拟单元的具体功能如下：
检修模拟单元对检修设备进行事先模拟，确定检修方案。
7.根据权利要求1所述的一种虚拟电站可视化的运维工作平台，其特征在于：所述验收模块根据产品清单、产品合格证、出厂试验报告、产品使用说明书、施工图纸、交接试验报告、单体调试报告及安装记录等资料对虚拟电站进行三维模型验收。
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