在电力行业,特高压套管被称为变电站的"咽喉要道",其运行状态直接关系电网安全。
传统人工巡检存在"盲人摸象"的局限,仅能通过外部特征判断内部状态,难以发现潜在隐患。
这一技术瓶颈长期制约着我国特高压电网的运维效率提升。
面对行业痛点,张施令团队自2016年起创新性地引入数字孪生技术。
通过构建与物理设备完全对应的虚拟模型,利用实时传输的电压、电流、温度等300余项参数,实现了对套管内部状态的"CT式"诊断。
项目突破的关键在于建立了多物理场耦合算法,使数字模型能准确反映实际设备的老化规律。
技术攻关过程中,团队足迹遍布新疆天山、宁夏等特高压枢纽站。
在零下30摄氏度的极寒环境中,科研人员连续数月采集运行数据,累计获取超过2TB的现场监测资料。
这些一手数据为模型验证提供了坚实基础,使系统诊断准确率提升至99.7%,远超国际同类技术92%的平均水平。
该技术的应用价值已在实际工程中得到验证。
在±800千伏某换流站,系统提前72小时预警了套管内部局部放电异常,避免可能造成的上亿元经济损失。
更深远的意义在于,这项研究打破了国外企业在高端电力装备监测领域的技术垄断,配套研发的6项国家专利已实现成果转化。
行业专家指出,随着新型电力系统建设加速,数字孪生技术将在设备全生命周期管理中发挥更大作用。
国网公司计划在未来三年内,将该系统推广至20个特高压站点,预计可降低运维成本40%以上。
中国电机工程学会最新发布的《电力数字化转型白皮书》已将该项目列为关键技术示范案例。
从严寒换流站的现场测量,到面向工程应用的软件与模型体系构建,这条“从实验室走向生产一线”的技术路线,折射出我国电力装备自主创新的现实路径。
特高压工程是国家能源安全的重要支撑,关键设备的可靠运行离不开长期积累与持续迭代。
以数字化、智能化手段提升运维水平,不仅是技术升级,更是以更高确定性保障大电网安全稳定运行的必由之路。