Page 115 - 电力设备电气自动化控制技术研究

第三章 新能源发电、配电、变电与储电装备的研发与设计

（二）输变电设备数字孪生关键技术
输变电设备数字孪生实现中涉及建模、通信、感知、仿真等众多前沿技术，
下面从输变电设备数字孪生的构建过程出发，详细分析每个阶段涉及的关键技术。

1. 数字化建模阶段
数字化建模是实现输变电设备数字孪生的基础，这个过程需要将输变电设备
全生命周期中的物理实体表达为计算机能识别的数字模型，从而增强对物理实体
的认知，更加清晰地掌握其全生命周期中的运行参量及状态。如图 3-2 所示，驱
动该过程的关键技术包括测量技术、材料分析技术、建模技术、可视化技术等。

图 3-2 数字建模阶段的关键技术

测量是运用计算机技术、通讯技术、空间科学技术等实现对输变电设备全生
命周期物理实体尺寸、位置等数据的采集，其是输变电设备数字化建模阶段的重
要任务。通过激光测量、三坐标测量等可对输变电设备在制造过程中零部件、设

备整体尺寸进行有效测量，为数字建模提供可靠的实测数据支撑。基于材料分析
技术可对输变电设备各部件构成材料的属性进行研究，并构建相应的材料属性库，
为数字建模提供可靠的材料数据支撑。可视化是将数据以图像或图片形式展示出
来，进而达到人机交互的目的，实现的方法包括虚拟现实、增强现实等，通过该

技术可实现现场人员与设备的和谐交互，提高人对虚拟空间的感知能力。建模是
实现输变电设备数字化的关键技术，其包含模型构建、融合等方面。以测量技术
得到的数据为基础，结合材料属性库，采用点云技术、倾斜摄影测量技术、建筑
信息模型技术、即时定位与地图构建技术等可对输变电设备全生命周期物理实体

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