面向智能化变电站的数字孪生技术应用

高杨; 赵旷怡; 付玉红; 张金伟; 刘洪雨; 郭嘉

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2025145

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面向智能化变电站的数字孪生技术应用

工程与应用 | 更新时间：2025-06-28

- 面向智能化变电站的数字孪生技术应用
- Research on the application of digital twin technology for intelligent substations
- 电信科学 2025年41卷第6期页码：188-196
- 作者机构：
  
  国网冀北电力有限公司经济技术研究院，北京100038
- 作者简介：
  
  [ "高杨（1979- ），男，博士，国网冀北电力有限公司经济技术研究院高级工程师，主要研究方向为变电设计、继电保护与控制、电力系统自动化、智能电网、数字化技术。" ]
  赵旷怡（1988- ），女，国网冀北电力有限公司经济技术研究院高级工程师，主要研究方向为电力系统通信设计。
  付玉红（1988- ），女，国网冀北电力有限公司经济技术研究院高级工程师，主要研究方向为变电站工程设计、三维设计、智能设计。
  张金伟（1985- ），女，国网冀北电力有限公司经济技术研究院高级工程师，主要研究方向为变电站工程设计。
  刘洪雨（1992- ），男，国网冀北电力有限公司经济技术研究院工程师，主要研究方向为变电站结构设计。
  郭嘉（1989- ），男，国网冀北电力有限公司经济技术研究院高级工程师，主要研究方向为输电线路设计、输电新技术。
- 基金信息：
  
  国网冀北电力有限公司科技项目(B3018F240024)
- DOI：10.11959/j.issn.1000-0801.2025145
  中图分类号： TM75
- 收稿日期：2024-12-31，
  
  修回日期：2025-02-07，
  
  纸质出版日期：2025-06-20
- 稿件说明：
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高杨,赵旷怡,付玉红等.面向智能化变电站的数字孪生技术应用[J].电信科学,2025,41(06):188-196.

GAO Yang,ZHAO Kuangyi,FU Yuhong,et al.Research on the application of digital twin technology for intelligent substations[J].Telecommunications Science,2025,41(06):188-196.
高杨,赵旷怡,付玉红等.面向智能化变电站的数字孪生技术应用[J].电信科学,2025,41(06):188-196. DOI： 10.11959/j.issn.1000-0801.2025145.

GAO Yang,ZHAO Kuangyi,FU Yuhong,et al.Research on the application of digital twin technology for intelligent substations[J].Telecommunications Science,2025,41(06):188-196. DOI： 10.11959/j.issn.1000-0801.2025145.

摘要

变电站作为电网系统的核心枢纽，承担着电网数字化转型的关键任务。深入探讨了数字孪生技术在智能化变电站中的应用，以提升变电站的运维管理效率和设备故障诊断能力。首先，介绍了数字孪生技术的基本概念及应用特性，并细致地分析了变电站应用数字孪生技术的关键业务需求点。接着，搭建了变电站数字孪生模型的基本架构，详细地描述了模型各层级的构成要素。通过数据过滤机制对变电站采集的基础数据进行预处理，并基于地物模型集群算法开展变电站的三维建模。实验结果表明，所提方法显著地提高了变电站业务场景中的三维建模精度，提升了建模效率。同时，所提模型在设备故障状态诊断方面展现出了高度的可靠性。数字孪生技术在变电站中的应用能够有效地提升变电站的智能化水平，为电网数字化转型提供有力的支持。

Abstract

As the core hub of the power grid system

substations undertake the key task of digital transformation of the power grid. The application of digital twin technology in intelligent substations was explored deeply to improve the efficiency of substation operation and maintenance management and equipment fault diagnosis capabilities. Firstly

the basic concepts and application characteristics of digital twin technology were introduced

and the key business requirements for the application of digital twin technology in substations were analyzed. Secondly

the basic architecture of the digital twin model of the substation was built

and the constituent elements of each level of the model were described. The basic data collected from the substation was pre-processed through a data filtering mechanism

and the 3D modeling of the substation was carried out based on the ground model cluster algorithm. The experimental results show that the proposed method significantly improves the accuracy of 3D modeling in substation business scenarios and enhances modeling efficiency. Meanwhile

the constructed model has demonstrated high reliability in equipment fault diagnosis. The application of digital twin technology in substations can effectively enhance the intelligence level of substations and provide strong support for the digital transformation of the power grid.

关键词

Keywords

references

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