2025-07-18
解決問題與技術原理：該項技術重點解決水利水電工程和綜合運維平台建設中技術體係不完備、綜合業務服務能力不足、智能化程度不高的問題。該成果以數字孿生技術體係為支撐，基於水利水電工程運維數據底板，構建了基於物理機理的設備數學模型和基於大數據與智能算法的設備分析模型，以高保真的三維數字孿生體為可視化展現載體，實現虛實雙向映射，動態推演計算，智能精準角色等智能化運維管理服務。它具備以下技術特點：實現了水利水電工程多維感知和數據融合。實現了水利水電工程物理-數字域虛實交互與協同。獨有的知識-數據雙驅動技術，結合無代碼機理與數據模型構建技術，實現基於真實場景與數據交互仿真預演。具備機電設備故障診斷及工程風險評估模型等，實現水工程運行維護體係和管控一體化。從水利水電工程管理、工程覆蓋區域水利調度、人員行政管理等多業務需求出發，實現綜合運維服務。
二、主要技術指標
主要技術指標：1、模型算法庫完備，建立物理過程的模型，仿真範圍廣、實時仿真程度高；2、采用最新的web前後端分離、分布式計算、時序數據庫、高性能數據庫等技術棧；3、具有先進、可靠、開放等特點，通用性、可開發性及擴展性強，易於維護；4、具有高智能、高可靠性、通用性強、標準化的I/O接口及網絡通信接口；5、後台模型采用可視化無代碼建模工具，低門檻，建模成本低；6、並發訪問數量不小於100，頁麵切換速度小於1秒，設備模型運算最小步長為20毫秒。7、穩態數據精度>=98%,暫態數據精度>=92%。
三、社會經濟效益、應用情況及適用範圍
（1）社會經濟效益：成果可提早發現並解決運維過程中的潛在問題，提高業務係統和運維操作的可靠性。通過故障模擬分析，可對設備進行健康度評估和預診斷，有助於降低運維過程中的故障率，減少運維成本。賦能水電設施精細管理、新能源利用等業務場景。同時可增強運維培訓效果，提高技術人員工作水平。基礎平台軟件40~120萬元/套、教員學員站軟件45~130萬元/套、集成開發工具包30~90萬元/套、三維虛擬現實平台軟件80~180萬元/套、虛擬運行設備在線演示40~90萬元/套。設備診斷及態勢感知平台軟件80~200萬元/套，仿真測試平台200~1800萬元/套。建成後一年之後按照建設費用8%收取年度運行費用至係統建成驗收。
（2）應用情況：該技術主要應用在水利水電、新能源能數字孿生領域，以水利水電運維管理技術發展需求為契機，以數字孿生水電為目標，深入研究仿真模型技術在水利水電運行、維護、檢修、培訓及管理方麵的應用。目前已在大渡河公司、福建棉花灘水電公司、南網調峰調頻有限公司、三峽集團仿真測試平台、大藤峽水利樞紐工程數字孿生係統（在建）、三峽武漢科創園應用，獲得用戶廣泛好評。相關項目合同金額超4000多萬，為水利水電相關用戶節約了大量人員培訓、監控係統調試驗證、設備運維、安全管理等相關成本。
（3）適用範圍：該項成果可應用於水利水電、新能源、船閘樞紐工程的智能化綜合運維管理。該平台可實現如下生產運維典型場景：1 工控係統動態仿真測試與優化大幅提高工控係統設計、改造、調試投運質量及效率，可為網絡安全漏洞搜索、工控係統網絡攻防演練、網絡靶場建設提供工具化平台。2 設備智能診斷與分析開展設備狀態監測、劣化預警、故障預測、健康度評估、故障診斷分析、智能運維與人員操作指導等工作。可采用AI大語言模型為用戶提供問題總結、分析過程及決策建議。3 高保真的數字孿生展示平台作為綜合數字孿生平台的使用界麵，融合動態仿真測試、設備智能診斷分析、智能巡檢、資產管理、仿真培訓、檢修拆裝等多種功能模式。
四、技術圖片
圖1 平台體係結構
圖2 平台功能架構
五、其他
技術持有單位：中國水利水電科學研究院、北京中水科水電科技開發有限公司
技術聯係人：張衛君,總經理助理、監控事業部主任,13466787217 010-68781131，jkzhangwj@iwhr.com
