我國首個全息數字電網建成

張曄

1月5日，我國首個全息數字電網在江蘇建成。通過采集輸變電設施的物理數據，技術人員在網絡云端構建了一個數字孿生電網，全面提升了電網的智慧運檢水平。這也是世界上首次對億千瓦級負荷大電網進行全息數字化呈現。

據悉，這張虛擬電網覆蓋了10萬公里架空輸電線路、28萬座輸電桿塔以及地形地貌地物等數據，將真實電網在數字空間以數字孿生的方式，一比一三維立體還原和數字化全景呈現。國網江蘇省電力有限公司運用三維激光點云采集、數字高程模型、高精度測繪等技術，為每一條線路、每一座桿塔、每一個部件都賦予了專屬的三維坐標，定位精度達到厘米級。

實現無人巡檢與智能管控

“每一座桿塔都設有20個以上無人機巡檢點位，通過航跡自動規劃、一鍵自主飛行、全程實時監控、遇險自動規避等功能，無人機可實現全自動巡檢作業，全程無須人工操作。”江蘇方天電力技術有限公司副總經理姜海波介紹，全息數字電網相當于給整個江蘇電網裝上了“千里眼”，能夠引導巡檢作業人員足不出戶，即可實時掌握無人機的適航區域、飛行軌跡、被檢設備、巡檢影像等現場實際工況，完成一座鐵塔的全面巡檢僅6分鐘，比人工操作無人機巡檢耗時減少一半，效率比傳統人工巡檢提升4到6倍。

在國網江蘇電力無人機巡檢管控中心的大屏上，可見當前正在作業的無人機，其飛行軌跡、飛機狀態、拍攝畫面都可以在數字電網中實時展現、動態跟蹤。巡檢無人機還嵌入了電力北斗地圖導航和前端識別模塊，巡檢作業結束后，圖片會自動上傳至管控平臺，并通過人工智能算法對圖像進行精準識別，可以及時發現指甲蓋大小的螺帽裂紋等細小缺陷。

“依托全息數字電網，江蘇電網已經實現大規模無人機巡檢協同應用與智能管控，可以支持上千架無人機同時作業，全年自動巡檢作業量超過52萬架次，提前發現消除輸電鐵塔缺陷及通道隱患4.2萬處，嚴重缺陷發現率提升3倍，每年可以節約電網運維成本約2億元。”國網江蘇省電力公司設備部副主任吳強介紹。

通過加載氣象、空域等信息，數字電網還可以高度仿真和預測臺風、覆冰等極端情況下的電網運行環境。在數字電網的工況模擬模塊中，只要同步風速、風向、溫度、導線直徑等基礎數據，系統就會結合歷史數據，通過模型算法以三維圖像形式直觀展示線路狀態，各類風險隱患會用不同顏色的警示圖標標出，為電網細化防災減災、災后恢復的預案措施提供準確依據。

數據+算力+算法打造智慧電網

當前正處于迎峰度冬的關鍵時期，江蘇電網的最大用電負荷已超過1億千瓦，今冬用電負荷最高或將達到1.12億千瓦。全息數字電網的全面建成，可將電網故障的處理時間再縮短約10%。

“如果說數字電網是數字能源的現代化底座和數據‘骨架，那么人工智能技術就是它的‘眼睛，AI算法分析技術則是‘大腦。”吳強說，在“數字中國”戰略引導下，數字科技加速了電網信息化建設進程，“數字新基建”項目不斷在電網運營管理中落地。通過“數據+算力+算法”，全息數字電網實現了虛擬電網與現實電網的深度感知交互與雙向智慧控制，真正做到足不出戶而現場可觀、可測、可控，極大提升電網智慧運營水平。

同時，全息數字電網是我國新型電力系統建設的重要試點，將推動電力系統的加速轉型升級，為我國乃至全世界通過數字技術提升系統安全運行水平貢獻了新的技術方案。

據悉，目前國網江蘇電力正在積極擴展全息數字電網在規劃設計、基建管理等更多領域的應用，并將帶動裝備制造、人工智能、地圖導航、5G通信、數據服務、自動駕駛、儲能充電等跨越式發展。