一、技术简介

解决问题与技术原理：该项技术重点解决水利水电工程和综合运维平台建设中技术体系不完备、综合业务服务能力不足、智能化程度不高的问题。该成果以数字孪生技术体系为支撑，基于水利水电工程运维数据底板，构建了基于物理机理的设备数学模型和基于大数据与智能算法的设备分析模型，以高保真的三维数字孪生体为可视化展现载体，实现虚实双向映射，动态推演计算，智能精准角色等智能化运维管理服务。它具备以下技术特点：实现了水利水电工程多维感知和数据融合。实现了水利水电工程物理-数字域虚实交互与协同。独有的知识-数据双驱动技术，结合无代码机理与数据模型构建技术，实现基于真实场景与数据交互仿真预演。具备机电设备故障诊断及工程风险评估模型等，实现水工程运行维护体系和管控一体化。从水利水电工程管理、工程覆盖区域水利调度、人员行政管理等多业务需求出发，实现综合运维服务。

二、主要技术指标

主要技术指标：1、模型算法库完备，建立物理过程的模型，仿真范围广、实时仿真程度高；2、采用最新的web前后端分离、分布式计算、时序数据库、高性能数据库等技术栈；3、具有先进、可靠、开放等特点，通用性、可开发性及扩展性强，易于维护；4、具有高智能、高可靠性、通用性强、标准化的I/O接口及网络通信接口；5、后台模型采用可视化无代码建模工具，低门槛，建模成本低；6、并发访问数量不小于100，页面切换速度小于1秒，设备模型运算最小步长为20毫秒。7、稳态数据精度>=98%,暂态数据精度>=92%。

三、社会经济效益、应用情况及适用范围

（1）社会经济效益：成果可提早发现并解决运维过程中的潜在问题，提高业务系统和运维操作的可靠性。通过故障模拟分析，可对设备进行健康度评估和预诊断，有助于降低运维过程中的故障率，减少运维成本。赋能水电设施精细管理、新能源利用等业务场景。同时可增强运维培训效果，提高技术人员工作水平。基础平台软件40~120万元/套、教员学员站软件45~130万元/套、集成开发工具包30~90万元/套、三维虚拟现实平台软件80~180万元/套、虚拟运行设备在线演示40~90万元/套。设备诊断及态势感知平台软件80~200万元/套，仿真测试平台200~1800万元/套。建成后一年之后按照建设费用8%收取年度运行费用至系统建成验收。

（2）应用情况：该技术主要应用在水利水电、新能源能数字孪生领域，以水利水电运维管理技术发展需求为契机，以数字孪生水电为目标，深入研究仿真模型技术在水利水电运行、维护、检修、培训及管理方面的应用。目前已在大渡河公司、福建棉花滩水电公司、南网调峰调频有限公司、三峡集团仿真测试平台、大藤峡水利枢纽工程数字孪生系统（在建）、三峡武汉科创园应用，获得用户广泛好评。相关项目合同金额超4000多万，为水利水电相关用户节约了大量人员培训、监控系统调试验证、设备运维、安全管理等相关成本。

（3）适用范围：该项成果可应用于水利水电、新能源、船闸枢纽工程的智能化综合运维管理。该平台可实现如下生产运维典型场景：1 工控系统动态仿真测试与优化大幅提高工控系统设计、改造、调试投运质量及效率，可为网络安全漏洞搜索、工控系统网络攻防演练、网络靶场建设提供工具化平台。2 设备智能诊断与分析开展设备状态监测、劣化预警、故障预测、健康度评估、故障诊断分析、智能运维与人员操作指导等工作。可采用AI大语言模型为用户提供问题总结、分析过程及决策建议。3 高保真的数字孪生展示平台作为综合数字孪生平台的使用界面，融合动态仿真测试、设备智能诊断分析、智能巡检、资产管理、仿真培训、检修拆装等多种功能模式。

四、技术图片

图1 平台体系结构

图2 平台功能架构

五、其他

技术持有单位：中国水利水电科学研究院、北京中水科水电科技开发有限公司

技术联系人：张卫君,总经理助理、监控事业部主任,13466787217 010-68781131，jkzhangwj@iwhr.com