近年來,國家圍繞電力系統轉型與能源數字化發展,連續出台多項綱領性文件。國家發改委、國家能源局在《關於加快推進能源數字化智能化發展的若干意見》中明確提出,要推動電力系統與雲計算、大數據、物聯網、人工智能等新興技術深度融合,加快構建覆蓋電網發、輸、變、配、用全環節的數字孿生體系,強化全景監測、智能預警與精準控制能力。與此同時,《“十四五”現代能源體系規劃》與“構建新型電力系統”戰略部署進一步突出數字化、智能化在電網升級中的核心地位,明確將其作為應對高比例新能源接入、複雜負荷變化等系統性挑戰的關鍵路徑。
在這一背景下,國家電網公司正全力推進數字孿生電網建設。然而,一個核心的“最後一公里”難題日益凸顯:如何將後端龐大的三維模型、實時數據與仿真算法,輕量化、高效地交付給前端各個使用者,從而實現隨時隨地、跨終端的協同作業與決策?這正是點量雲流實時雲渲染的“用武之地”。
一、國家電網數字孿生技術的主要應用場景與核心挑戰
根據最新研究《數字孿生技術在智能電網標準試驗驗證中的應用與模式構建研究》表明國網山東省電力相關研究部門與企業已經開始投入對數字孿生—智慧電網的理論研究,並總結出“建議納入未來標準化工作體系並同步開展相關基礎標準研製”的結論。國家電網的數字孿生應用已從點狀試點開始走向全面滲透,主要集中在以下四大核心場景:
1、電網規劃與基建管控:在特高壓線路、新建變電站等項目中,基於GIS+BIM+IoT(地理信息系統—建築信息模型—物聯網)數據構建數字孿生體,進行規劃方案模擬、施工進度可視化和碰撞檢測,可以有效減少返工。
2、智能運維與安全管理:對變電站、輸電線路等關鍵資產進行1:1高精度建模,實現遠程巡檢、設備狀態監測與故障精準定位。據統計,傳統人工巡檢平均需時4-6小時/站,而數字孿生驅動的遠程巡檢可將此時間縮短至30分鐘以內。
3、應急指揮與調度決策:在台風、冰災等極端天氣下,數字孿生平台能實時接入氣象、線路拉力、杆塔傾斜等數據,模擬災害影響範圍,輔助管理人員進行負荷轉移、隔離故障和制定搶修路徑,將平均故障恢復時間(SAIDI)顯著降低。
4、沉浸式交互員工培訓:構建高風險作業(如帶電作業、變電站操作)的虛擬仿真環境,為新員工提供無風險、可重複的培訓平台,大幅提升培訓安全性。
然而,這些先進應用在精準落地時難免會面臨一些共同挑戰:
- 終端性能瓶頸:海量三維模型與實時數據對前端終端的GPU與CPU構成高負載,遠超普通辦公電腦與移動終端的處理能力。這一問題在設備老舊的政務系統中尤為突出,導致關鍵作業流程遲滯,嚴重製約工作效率。而大規模更換設備又面臨高昂成本與業務中斷的雙重壓力。
- 數據安全風險:高精度的電網模型與實時運行數據屬於核心資產,在本地終端存儲和計算存在泄露風險。
- 協同辦公困難:專家、領導與現場人員無法基於同一套三維場景進行實時會商與指揮,“信息孤島”現象依然存在。
二、 點量雲流實時雲渲染:打造國家智慧電網的“獨門秘方”
點量雲流實時雲渲染,旨在解決上述挑戰:所有複雜的圖形計算均在雲端服務器集羣完成,僅將渲染結果以視頻流的形式推送到用户的任意終端。這為國家智慧電網數字孿生項目提供了以下關鍵支持:
1、全終端、零門檻的輕量化訪問
- 解決方案:採用純B/S架構,運維人員、管理決策者無需安裝任何重型客户端或插件,只需通過PC、平板、手機上的瀏覽器(包括微信小程序)即可秒級接入龐大的電網數字孿生系統。
- 落地價值:領導可在會議室大屏上宏觀決策(大屏協同),現場工程師可通過Pad比對現實設備與虛擬模型,實現“指尖上的電網”,徹底打破應用孤島。
2、破解信創環境下的“卡脖子”難題
- 解決方案:點量雲流是業內首家全面支持國產信創體系的實時雲渲染產品,深度適配麒麟OS、統信UOS等國產操作系統。
- 落地價值:完全滿足國家電網對信息技術應用創新的硬性要求,確保從底層算力到上層應用的全鏈路安全、可控,助力電網核心系統的國產化替代平穩過渡。
3、保障核心數據資產“永不落地”
- 解決方案:所有高精度BIM/CIM等3D模型、實時運行數據均在雲端加密存儲與計算,前端設備僅接收加密視頻流。
- 落地價值:從根本上杜絕了數字電網核心資產(如變電站三維模型、電網負荷數據)在前端被下載、複製的風險,符合電網最高級別的數據安全規範,為遠程協作與移動辦公掃清安全障礙。
4、高保真、毫秒級的遠程交互體驗
- 解決方案:支持8K超高清畫質,確保設備銘牌、接線細節等關鍵信息清晰可辨。在局域網環境下,延遲率可低於10ms,實現鼠標點擊、視角切換的即時響應。
- 落地價值:使得遠程精準操控、設備細節巡檢等高精度作業成為可能,體驗與本地工作站無異。
在構建新型電力系統的進程中,點量雲流實時雲渲染如同一座“無形的橋樑”,將複雜的數字孿生系統輕巧、安全地送達至每一個業務終端,實現了全域覆蓋與全員應用。它通過將核心模型與數據留駐雲端,以超高清視頻流的形式,將複雜的電網數字孿生系統無縫推送至指揮中心、現場終端乃至移動設備,真正實現了“一套模型,多端觸達”。
這一技術路徑,不僅完美迴應了國家對電力系統數字化轉型升級與信創安全的戰略要求,更已將藍圖轉化為可複製的現實。點量雲流以成熟、安全、高效的雲流技術,將數字孿生融入智慧電網業務,顯著提升規劃、運維、應急與培訓環節的安全性與運營效率。
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