南(nán)方電網公司發布《數字電網推動構建以新能源爲主體的(de)新型電力系統白皮書(shū)》中明(míng)确指出，新型電力系統具備“數字賦能、柔性開放、綠(lǜ)色高(gāo)效”三大(dà)顯著特征，南(nán)方電網公司将多(duō)措并舉，構建以新能源爲主體的(de)新型電力系統，服務碳達峰、碳中和(hé)戰略目标實現。

變壓器全息信息數字化(huà)概念

采用(yòng)當代技術領先的(de)工業裝備全息信息模型數字化(huà)技術，圍繞主變壓器等核心設備，集成表達設備多(duō)維度的(de)海量信息，不僅包括設備容易監測的(de)工作狀态信息、不易監測的(de)内部性能信息，更包含了(le)影(yǐng)響設備運行的(de)數據，如設備所處的(de)自然環境、社會環境信息等，從而打造“全息變壓器”“全息變電站”，在開展災害工況預測與評估、防災減災方案優化(huà)時(shí)，可(kě)以柔性便捷地開展工作，并且減少物(wù)理(lǐ)試驗的(de)高(gāo)能消耗，從而落實并豐富新型電力系統建設中“數字賦能、柔性開放、綠(lǜ)色高(gāo)效”的(de)内涵特征。

變壓器全息信息數字化(huà)建模特點

全息變壓器的(de)全息信息模型建設工作，有兩個(gè)特點：一個(gè)是“全面”，一個(gè)是“高(gāo)質量”。“全面”是指對(duì)變壓器設備相關的(de)數據信息進行全面收集，從數據的(de)來(lái)源來(lái)分(fēn)，包括來(lái)自各種設備傳感器的(de)數據，設備自身參數數據、電網系統工況數據、變電站環境數據等。從數據類型來(lái)分(fēn)，有CAD幾何模型數據，比如外觀形狀，包括局部關鍵位置的(de)形狀與尺寸。有CAE性能仿真計算(suàn)數據，比如變壓器内部線圈繞組的(de)位置點與受力變形數據等。從數據格式來(lái)分(fēn)，有圖片、曲線、數據點參數等。有設備輸出的(de)數據格式，也(yě)有軟件輸出的(de)數據格式。這(zhè)些種類多(duō)樣的(de)海量數據共同構建全息信息模型。“高(gāo)質量”是指這(zhè)些數據來(lái)源明(míng)确，數據噪音(yīn)少，應用(yòng)價值高(gāo)，尤其是能體現設備運營内部的(de)性能仿真計算(suàn)數據，保障和(hé)提升仿真計算(suàn)數據的(de)質量，是本項目的(de)重點工作之一。利用(yòng)傳感器技術，變壓器的(de)一些運行參數數據都可(kě)監測獲得(de)。但還(hái)有很多(duō)運行參數是難以監測的(de)，就需要采用(yòng)多(duō)學科仿真計算(suàn)的(de)技術來(lái)獲取，也(yě)是當前熱(rè)點的(de)“虛拟傳感器”技術。譬如變壓器的(de)繞組溫度、繞組受力、變壓器内部油流湧動情況等，這(zhè)些參數都是不易監測的(de)，需采用(yòng)高(gāo)質量的(de)仿真計算(suàn)技術來(lái)獲取可(kě)信的(de)數據。而且圍繞設備的(de)仿真計算(suàn)技術應用(yòng)，通(tōng)常都涉及電磁場(chǎng)、流體與散熱(rè)、機械結構力學等多(duō)學科耦合仿真計算(suàn)，其難度更大(dà)，但數據的(de)質量與價值，能獲得(de)極大(dà)的(de)提升，從而支撐新型電力系統的(de)數字化(huà)建設。

變壓器全息信息數字化(huà)模型應用(yòng)

全息變壓器的(de)全息信息模型應用(yòng)工作，也(yě)有兩個(gè)特點：一個(gè)是“緊扣需求”，一個(gè)是“數字賦能”。“緊扣需求”是指全息信息模型涉及的(de)信息衆多(duō)，哪些數據重要、哪些數據先梳理(lǐ)收集，其選擇依據就是圍繞需求。緊密圍繞新時(shí)期新型電力系統數字電網的(de)建設要求，緊密圍繞電站設備運維、用(yòng)電消納等工作對(duì)信息供給和(hé)信息處理(lǐ)的(de)需求，來(lái)分(fēn)階段、分(fēn)輕重緩急對(duì)變壓器等設備開展數據信息的(de)梳理(lǐ)與收集工作。需求的(de)分(fēn)析整理(lǐ)，其中大(dà)部分(fēn)也(yě)體現在全息變壓器數字模型與哪些系統存在數據交接，這(zhè)些系統需要全息信息模型提供哪些數據、怎樣提供等。圍繞這(zhè)些需求來(lái)開展工作，有的(de)放矢，則事半功倍。“數字賦能”是指充分(fēn)發揮全息信息模型的(de)數字化(huà)屬性，用(yòng)數據積極支持各個(gè)信息化(huà)系統、支持各項新型電力系統工作。包括防災減災方案評估，譬如地震、台風、冰凍等極端自然環境條件，如果使用(yòng)實驗室構建，需要耗費大(dà)量實驗物(wù)料、能源以及大(dà)量的(de)準備時(shí)間。但使用(yòng)全息信息數字化(huà)模型，可(kě)以在計算(suàn)機虛拟環境中構建極端自然環境，靈活高(gāo)效。在數字化(huà)的(de)虛拟環境中置入數字化(huà)設備模型，就可(kě)以在計算(suàn)機環境下(xià)評估設備的(de)抗震、抗風、抗冰等的(de)性能，可(kě)以評估變壓器的(de)内部關鍵部位的(de)結構力學性能，比如線圈繞組、隔闆層、保護開關等是否變形斷裂。可(kě)以評估變壓器内部的(de)散熱(rè)情況，比如油流的(de)運動等。可(kě)以評估變壓器的(de)電磁性能情況。

思考與展望

實施開展變壓器全息信息數字化(huà)模型建模與賦能應用(yòng)技術研究，将在核心設備數字化(huà)模型層面，支持支撐南(nán)方電網新型電力系統擁有更加敏銳的(de)“神經單元”，支持鏈接更加聰明(míng)的(de)“大(dà)腦(nǎo)”，大(dà)幅提升南(nán)方電網新型電力系統的(de)“全面可(kě)觀、精确可(kě)測、高(gāo)度可(kě)控”水(shuǐ)平，支持千萬台級新能源設備建立全息信息數字化(huà)模型，這(zhè)将爲新時(shí)期數字電網建設實現戰略目标提供堅實的(de)技術基礎。（來(lái)源 北(běi)極星輸配電網）