贯流式水电站凭借其流道平直、结构紧凑、厂房高度集约的特点,在提升水力效率的同时,也对运行维护的精细化和安全性提出了严峻挑战。数字孪生技术为贯流式电站构建了高精度的数字镜像,通过实时数据流的动态交互,打造出具备全局态势感知、设备状态精控和风险前瞻预警的贯流式水电站数字孪生智慧运维核心平台,有效推动水利水电领域数字化运维体系的实战化部署。
1. 空间透视与风险可视
针对贯流式电站机组深埋、流道交错、空间层叠且紧凑的固有特点,数字孪生系统构建了精准的三维空间映射。核心价值在于其全局透视能力:
1.1 风险态势立体掌控
风险四色图无缝融入三维场景,直观标注于流道层、水轮机层、发电机层乃至狭窄的灯泡头舱室等真实位置。各类风险等级、隐患分布、区域属性一目了然,管理者得以穿透物理隔阂,瞬间感知各层级安全状态。
1.2 设施资产数字映射
系统精确定位并展示各层关键设备(如转轮、发电机核心部件)及消防设施。设备状态、维护记录、消防设施检查信息等属性数据实时关联,构建起电站关键资产的数字健康档案,为在空间受限条件下高效巡检、预防性维护提供精准的导航图。
2. 人员动态与智能管控
贯流式电站内部通道狭窄、作业环境复杂,人员安全是重中之重。数字孪生系统在此领域展现出卓越的智慧管理能力:
2.1 实时定位与轨迹溯源
人员佩戴的定位终端将其精确位置实时映射于虚拟电站中,并关联基本信息。管理人员可随时掌握人员在复杂流道和层间的位置动态,并支持历史轨迹回溯,为事故调查、效率分析提供可靠依据。
2.2 电子围栏联动预警
在三维环境中灵活设置虚拟电子围栏,覆盖危险区域、关键设备区等。一旦人员非授权进入或靠近危险源,系统瞬时触发预警(延迟<2秒),并自动联动调取附近视频监控画面,快速响应,极大提升受限空间作业安全等级。
3. 全域预警中枢
数字孪生系统整合多源数据流,构建起覆盖全域、响应迅捷的预警中枢:
3.1 多源风险瞬时捕捉
系统深度融合人员定位异常、电子围栏触发、消防设施状态异常(如压力不足)、关键设备运行超限、作业票区域违规等实时风险信号。所有预警信息在三维空间中以精准位置标定,误差趋近于零,形成电站运行风险的全景图。
3.2 联动处置闭环高效
预警触发后,系统在严格小于2秒内完成信息推送与可视化呈现,并可一键联动周边视频监控进行实时画面验证。这为运行人员提供了从风险感知、定位确认到初步处置决策的一站式支持,显著缩短应急响应时间窗,构筑起贯流式电站安全运行的坚实防线。
贯流式水电站数字孪生系统通过深度集成空间映射、实时数据与智能分析,将电站的物理实体及其复杂运行状态转化为可透视、可分析、可预测、可控制的数字智能体。它有效破解了贯流式电站空间受限、结构复杂带来的运维难题,成为提升本质安全水平、优化人力资源配置、实现预测性维护、保障高效稳定发电的核心引擎。
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