Page 41 - 电力与能源2023年第六期

王 媚，等：基于三维模型的输变电运维业务应用开发及实践 587

模型的移动、缩放、旋转、选择功能，可切换到二维
主接线图，告警发生时对应的三维构件可通过颜
色变化、闪烁等形式进行告警提醒，可查看变电站
工程属性信息。
（2）关键运行信息展示。展示变电站主要的运
图 3 基于三维模型的数据展示
行信息，并且关键运行信息支持人工自定义配置。
1.2.3 空间距离的三维量测
（3）告警信息统计。支持统计近 7 日告警条目
电力设备三维量测受到带电设备安全距离的
数、不同告警等级的比例，以及告警信息来源比例。
影响，往往难以开展，安全措施的布置依赖于正确
地掌握安全距离。在尺寸、定位精确还原的输变 由此可见，上述规范充分利用了数字孪生三
维模型所能提供的空间自由度，设计了以三维查
电设备三维模型中，可以无风险地开展各类三维
测量，包括设备尺寸、相对距离等基本空间距离的 看与信息综合展示为代表的应用。
三维测量，电气设备与梁、柱、墙、楼板、门窗、水工 通过观察电力行业从实物模型到数字三维模
暖通管道之间的硬性碰撞测量，以及带电安全距 型的应用发展过程可以看出，当前运维阶段应用
离的测量等。对于偏远的变电站和输电设备，在 类型主要基于三维模型自身的几何特性、优势而

制定检修方案时，也能够省去实地勘测的时间，从 设计，这也是在应用初期必然要经历的阶段。当
而提高检修效率。 前较为成熟广泛的应用主要是场景与设备的三维
1.2.4 设备的实景展示 展示、基于三维模型的综合信息展示、空间距离三
利用数字化三维模型观察电力设备，不仅可 维量测等。设备、环境的三维可视化使得设备结
以将大场景缩小观察，也可以将微小、精密、复杂 构、空间的三维展示成为可能，设计阶段信息一体
的设备放大观察，以了解设备结构、熟悉设备内部 化为综合信息展示打下基础，各个系统的运行数
构造等。通过构建完整的设备内外部三维模型， 据在三维空间的综合展示是设备属性信息一体化

实现设备的实景还原，可以在计算机中以任意角 的一种延伸与深化应用。
度观察、学习设备的内部结构，通过局部隐藏、孤 然而，仅从三维模型的空间几何优势出发去
立显示等功能，更是可以直观地观察到运维过程 设计应用是远远不够的，也无法发挥三维模型的
中难以看到的设备结构，充分理解设备的运行原 巨大潜力。通过观察其他行业的应用可以发现，
理。这样的观察与学习是没有任何安全风险的， 三维模型的应用类型多种多样，基于各个行业的
而在运维现场却难以实现。 需求，结合数字孪生优势，已开发出了大量高价值
应用，例如数字孪生船舶全生命周期管控、数字孪
2 基于三维模型的高级功能开发潜力分析
生飞机结构优化设计、数字孪生复杂机电装备故
随着三维模型在输变电运维领域应用的增 障预测与健康管理，以及能够最直观体现数字孪
多，电力公司也开始提出数字孪生系统的标准化 生特点的模拟飞行等。其中，模拟飞行通过应用
功能要求。例如，在《变电站数字孪生系统标准化 大气模型、环境模型、飞机机械模型、操控模型等
功能技术规范》中定义了变电站数字孪生系统，要 智能算法，使机场、飞机、环境等三维模型“活”了
求“构建数据、模型深度融合的变电站虚拟现实三 起来，实现了极其逼真的飞行模拟。

维空间运行场景，实现动态、直观地反映变电站全
3 基于数字孪生三维模型的输变电场景
生 命 周 期 运 行 过 程 ，服 务 于 变 电 站 综 合 数 字 化
应用功能的开发
管理”。
（1）变电站三维模型展示。可浏览整个变电 3.1 数字孪生技术在输变电运维中的应用价值
站的三维模型，允许变电站模型的去墙查看，具备 有学者将数字孪生定义为一种充分利用物理