打造数字孪生电力装备，上百平方公里的山体数字底座如何建？

前言

工业和信息化部、财政部、商务部、国务院国有资产监督管理委员会、国家市场监督管理总局五部门近日联合印发《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》（以下简称“行动计划”），也为数字孪生在电力行业的应用指明了下一步的方向。

01 建设数字孪生电力装备的第一道坎

《行动计划》提出，通过5-8年时间，电力装备供给结构显著改善，保障电 输配效率明显提升，高端化智能化绿色化发展及示范应用不断加快，国际竞争力进一步增强，基本满足适应非化石能源高比例、大规模接入的新型电力系统建设需要。

煤电机组灵活性改造能力累计超过2亿千瓦，可再生能源发电装备供给能力不断提高，风电和太阳能发电装备满足12亿千瓦以上装机需求，核电装备满足7000万千瓦装机需求。

由于现实世界中电力装备受到时间、空间、执行成本等多方面的约束，仅凭借物理手段实现装备的可视化监测、历史状态回溯、运行过程预演、未来结果预测和智能运维等功能难度较大。

因此，需要通过构建电力装备的数字孪生体，在信息空间中赋予物理装备设计、制造及运维等过程看得见、运行机理看得清、行为能力看得全、运行规律看得透的新能力。

数字孪生与新型电力系统的深化融合，能够有效推动电力产业 络化、智能化转型发展。

目前中国最大的光伏发电基地，面积609平方公里，接近一个新加坡的面积大小；

中国最大的水利发电站三峡大坝，大坝长2335米，总面积1084平方千米；

2022年3月13日凌晨2时34分，秦山核电秦二厂2 机组成功并入华东电 ，总装机容量达到654．6万千瓦，年发电量约500亿千瓦时；

电力行业具有规模大、数量多、分布广、跨度大等特点，面对如此大规模的发电装备建设，超大面积的数字孪生时空底座成了构建数字孪生发电装备的第一道难关。

火电、水电、核电、风电、太阳能、氢能、储能、输电、配电及用电10大电力工程，涉及复杂多样的地理地貌。部分地域高山环绕、丘陵广布，影像采集困难。

为此，上海漂视 络股份有限公司（以下简称“漂视”）积极响应，通过数字孪生时空底座引擎PDG，初步解决数字孪生电力装备超大面积数字孪生时空数字底座建设难点。

PDG操作界面

以数字孪生技术为纽带，依托电 数据流引领和优化能量流、业务流，实现物理电 向数字电 的升级，支撑构建以新能源为主体的新型电力系统，助力碳达峰、碳中和战略目标实现。

02 数字孪生时空底座引擎PDG

2.1定义

基于AI深度学习，集合了地物提取、建筑物提取、建筑物变化检测、水域提取和城市主干道提取等深度学习解译算法，通过几何特征抽取、语义理解、三维语义建模等核心能力，快速精准地识别图片中建筑物、街道、土壤、水域、植被等地物要素属性，自动生成高精度数字孪生时空底座，可应用于智慧城市、电力、水利、交通等行业的数字孪生应用开发。简洁高效，直观易操作。

2.2生成过程

2.3产品价值

2.3.1. 一站式的自动生成

PDG提供三维数字城市从导入到输出的一站式、自动化生成。从语义分析、数据提取到数字城市全要素和实时大气环境等生成。

2.3.2. 支持大地CGCS2000/WGS84等坐标系

通过适配统一数据坐标体系，支持虚拟空间与真实测试道路实现1:1映射。

2.3.3. 不断进化的模型算法

通过对AI算法的选型，训练，迭代优化，有效地将影像数据中的要素信息语义化，不断提升模型精准度。

2.3.4. 数据兼容

PDG的孪生底图格式为PCM，除PiCIMOS外，同时兼容例如UE4等主流三维引擎。

03 PDG在电力行业的应用

电力系统是一个动态的物理实体。在“发电、输电、变电、配电、用电”五大环节都需要信息与控制系统的支撑，各类电源之间也需要互相联接以实现跨区域的电能交换和调节，其电气状态、运行方式和外观环境等都在实时变化。

3.1全球范围无数据量限制

提供地貌分类（平原、高原、丘陵、盆地、山地、高原）地物分类（第一级8类与第二级46类）三维语义化解译及模型自动生成，无数据大小限制。

3.2路径方案优化比选

基于真实还原的时空底座，保证了模型的合理与正确。结合PiCIMOS海量的电力行业数字资产，通过电力工程方案的优化和比选，有效避免注入在河道内、风偏危险区域的立塔等风险，保障电力工程的安全性及合理性，节省降低了工程造价，减少了本体投资。

3.3写实光影材质和天气系统，提供影视级实时渲染

利用高保真实时渲染能力，保留画面边缘细节，可精确展示云量密度、飘动速度和方向、植物动态趋势、提供层次分明、脉络清晰的数字底座，真实还原电力系统运营盲点、难点。

3.4. 极大缩短迭代周期，避免业务更新重建的情况

经测试、针对电力时空底座，PDG可降低97%的制作时间。无软件开发经验的一线业务人员也只需通过“上传”“下载”，实现应用系统的快速建设和迭代升级，大幅提高应用开发和创新的效率。

04. 关于漂视

漂视是数字孪生软件和服务提供商。围绕城市建筑、能源电力、环境水利等行业，引领数字孪生领域技术创新，提供数字孪生产品、解决方案及相关服务。

漂视产品矩阵

随着公司核心平台PiCIMOS的迭代更新，其功能不断强大，漂视为此推出了干货满满的《数字孪生开发者训练营》，通过使用PiCIMOS，向用户分享如何快速、便捷、高效地完成数字孪生项目开发。免费，完全公益性质。

结语

对于时空底座数据快速获取的途径上，通过对深度学习算法的应用和培训，实现对OSM卫星影像中的建筑物、道路、水域、植被等对象的精确识别，可以获取更加丰富的地物信息，满足数字孪生电力超大面积场景和复杂地貌数字底座的快速生成。

下一步，通过更加深入地研究AI深度学习在PDG中的应用，提升对图像数据的分类、分割和识别的精度，丰富各行业的场景应用。