数字孪生流域看三峡——梯级电站调度科学决策
重点推文
近日，水利部召开推进数字孪生流域建设工作会议，对推进数字孪生流域建设提出了具体要求，全面系统深入阐述了为什么要建设数字孪生流域、怎样建设数字孪生流域、如何保障推进数字孪生流域建设等重大问题，为当前和今后一个时期全国水利系统推进数字孪生流域建设提供了行动指南，彰显了建设数字孪生流域在整个水利系统内的重要性。
一什么是数字孪生流域
数字孪生流域是以物理流域为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动，对物理流域全要素和水利治理管理活动全过程的数字化映射、智能化模拟，实现与物理流域同步仿真运行、虚实交互、迭代优化。
在这一方面，三峡水利枢纽梯级调度通信中心联手数字冰雹先试先行，以数字化、网络化、智能化为主线，以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径，建设“流域梯级全景监控平台”，通过数字孪生、大数据、人工智能等技术手段，推动新阶段水利高质量发展的能力和水平。
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二项目介绍
在上一篇《数字孪生，助力三峡水利科学防洪防汛》中，重点介绍了我们为三峡水利枢纽梯级调度通信中心提供的“流域梯级全景监控平台”，是如何助力三峡工程科学防洪防汛的。今天，我们来给大家介绍一下，系统对于梯级电站在电力生产运行调度、大规模电网运行、电力设备运维等业务领域，是如何发挥效能的。
三峡工程作为迄今为止世界最大的水利枢纽工程，也是装机规模最大的水电站，拥有庞大的防洪、发电、航运等综合效益。“流域梯级全景监控平台”作为梯级调度通信中心的核心平台，承担了监测、分析、指挥、决策等职能，为梯级电站发电调度智能运行、电网受送电运行、枢纽电站运维等业务提供有力支撑。
全域态势统览
梯级电站科学运行
梯级电站，主要是指水能资源开发中，相邻联系比较紧密、互相影响比较显著、地理位置相对靠近的水电站群。三峡流域梯级电站供电范围广至我国华东、华中、广东地区，电网基础设施具有覆盖区域广阔、集群规模大、工作负荷高的特点，能否对流域内各电站进行综合管理，是用户十分关注的问题。
“流域梯级全景监控平台”通过数字孪生技术，将三峡流域分布、电站分布、送受电关系等要素态势进行全面复现，并支持具体目标详细信息查询，电站运营事件、装机容量、发电量、总装机台数、实时监控画面等信息一目了然。
此外，梯级电站运行调度，受上游来水情况、上一梯级电站运行工况、上游水库调节能力等因素的制约，因此，要实现梯级电站整体科学运行调度，需要综合多领域数据进行分析研判，系统整合各电站历年电量数据，综合用户水调自动化系统、遥测、通信、工业控制自动化等系统数据，结合专业分析模型，对电站累计发电量、发电计划完成情况、电站运行负荷、发供电能力等关键指标进行科学分析，实现在既定负荷下，为各个梯级站的经济运行、优化调度提供科学决策依据，提高水能利用率，实现梯级电站综合效能最大化。
大规模电网智能运维
送受电科学调配
三峡梯级电站送受电电网跨多个省市，保障跨区电网运行的安全稳定尤为重要。三峡梯级电站电网基础设施具有覆盖区域广阔、集群规模大、工作负荷高的特点，能否高效、智能化地兼顾大规模电网运维管理和水电科学调峰，是系统建设初期用户十分关心的问题。
面向大规模的电网运营管理，系统按照“分层”“分级”的原则，基于地理信息系统，对三峡大坝输电线路的地理分布、起止点、电能流向、所属电网、供电范围等信息进行全面展示和监测，并可对线路电能流转情况、电流值、负载率、线损率等运行信息进行动态监测。
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同时建立预警机制，对线路重载、台风、覆冰等异常情况进行实时预警告警，助力用户提前筹备应对方案，辅助用户综合掌握大规模电网运行态势，确保电网安全稳定运行。
此外，围绕“迎峰度夏和、迎峰度冬”大负荷电网运行调配业务需求，系统综合天气情况、防汛、蓄水、发电计划、电网负荷量级、负荷特性以及调峰需求等多领域关键指标，基于地理信息系统可直观分析用电高峰区域分布，实时发布天气预警信息，科学分析电力供需变化，助力用户提前制定响应方案，及时调整水库消落计划和发电计划，合理安排运行方式，确保电力供应安全可靠。
枢纽设备精细管理
微观态势台式精确掌控
三峡大坝总装机容量2250万千瓦，共34台机组，实现对梯级电站的统一管理，直观、高效掌握各个设备的运行情况，为三峡水利工程设备检修、改造提供支撑，是系统建设的重点内容之一。
“流域梯级全景监控平台”基于数字孪生技术，对水库、坝体、机组设备、闸门等要素的分布、外观、复杂机构、工作状态进行了真实、实时复现，通过集成前端监测设备数据，可动态展示闸门状态启闭开度状态、下泄流量、闸门开启次数、闸门排序等枢纽信息，对机组运行时间、出力特征值、水位、负荷等数据进行综合分析，支持设备运行异常实时告警、设备详细信息查询，辅助管理者直观掌握电站运行状态，实现电站的精细化运维管理。
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《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确指出：构建智慧水利体系，以流域为单元提升水电智能调度能力，大力推进数字孪生流域建设，为新阶段水利高质量发展提供强有力支撑和驱动。“流域梯级全景监控平台”不仅为三峡工程提供了阶梯电站发电运行管理智能决策，还为用户进行对航运/生态/泥沙调度等业务提供了有力支持，后续，小编还会陆续为大家介绍“流域梯级全景监控平台”的更多功能，敬请期待！
作为可视化数字孪生领域的代表企业，数字冰雹十余年来深耕核心技术，坚持自主创新。站在数字化建设、新基建风口，我们希望依赖于十余年的技术、经验累积，与行业内广大合作伙伴一道，打造国内“最落地”数字孪生技术平台，推动数字孪生落地应用，真正为各行业用户实际业务决策赋能。
