中国电工技术学会团体标准解读：变电站数字孪生系统架构及数据采集技术导则

中国电工技术学会团体标准T/CES 190-2023《变电站数字孪生系统架构及数据采集技术导则》由中国电工技术学会提出，由国网上海市电力公司浦东供电公司、国网上海市电力公司电力科学研究院、上海友颐信息技术有限公司、云智慧（北京）科技有限公司等单位起草编制完成。

该标准规定了变电站数字孪生系统的系统架构、数据采集接口和状态量采集范围的要求。

1. 标准起草单位及主要起草人

（1）起草单位

国网上海市电力公司浦东供电公司、国网上海市电力公司电力科学研究院、上海友颐信息技术有限公司、云智慧（北京）科技有限公司、上海市电力行业协会、上海交通大学、上海格鲁布科技有限公司、吴江变压器有限公司、上海南华兰陵电气有限公司。

（2）主要起草人

潘博、张弛、何维国、黄华、陆融、张华、田英杰、聂鹏晨、顾力、万轶伦、汤蕾、马建楷、张毅洲、吴舒鋆、黄鑫、江斌开、朱涛、弥潇、李凡、刘洪涛、党志涛、鲁学昆、杨自闯、贺兴、艾芊、沈道义、具学圆、韦立雷、张荣涛、郑小锋、马龙、冯智国、王鹏、满小龙、朱庆民、黄新春。

2. 标准制定背景

当前，电网数字化转型升级需求迫切，而变电站是电网的重要物质基础，有必要实现变电站设备运维检修的数字化转型。数字孪生技术为此问题提供了新的思路，它使用设备模型和传感器采集的动态数据，在虚拟空间搭建与物理设备实时映射的“孪生”个体，充分利用所收集的数据来指导实际设备的精准运维检修。

变电站数字孪生正处于快速发展阶段，然而，在系统架构、数据采集等方面缺乏统一标准，不利于变电站数字孪生系统的标准化搭建、设备状态数据的全面采集和快速接入。目前，已有多个省份完成变电站数字孪生系统的试点建设，此时正是制定标准的有利时机，尽早规范相关标准具有很强的指导意义。

3. 标准主要内容

（1）范围

本文件规定了变电站数字孪生系统的系统参考架构、数据采集接口和状态量采集范围的要求。本文件适用于变电站数字孪生系统建设中系统架构设计以及数据采集指导。

（2）规范性引用文件

本标准主要引用的文件主要包括：

GB/T 19582-2008基于Modbus协议的工业自动化网络规范
GB/T 22239-2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求
GB/T 22240-2020信息安全技术网络安全等级保护定级指南
GB/T 33474-2016物联网参考体系结构
GB/T 33745-2017物联网术语
GB/T 33863-2017OPC统一架构
DL/T 860变电站通信网络和系统

（3）术语及定义

主要包括数字孪生、变电站数字孪生系统、感知设备、物联网网关、知识图谱、微服务、多源异构数据的定义。

（4）缩略语

对本标准使用的FPS、JSON、MQTT、TCP、XML、PRPD、PRPS等缩略语进行了说明。

（5）系统参考架构

规定了变电站数字孪生系统参考架构，包括感知层、网络层、平台层、应用层应具备的能力和应满足的技术要求。

（6）数据采集接口

规定了数据采集接口要求，包括通信协议、数据传输、数据类型、接口安全等。

（7）状态量采集范围

规定了变电站内一次设备、二次设备、交直流设备、站内环境、自动化及通信设备相关的状态量采集范围。

（8）附录A（资料性）“状态量采集清单”

提供了变电站内一次设备、二次设备、交直流设备、站内环境、自动化及通信设备相关的状态量采集参考清单。

4. 标准制定效益

本标准制定的变电站数字孪生系统参考架构采用体系分层的设计，围绕数字孪生在数据驱动、虚实交互、预测优化等方面的特点，规范了各个分层应具备的能力和应满足的技术要求，并将数字孪生技术特点与变电站设备管理业务相结合，提出了变电站数字孪生系统宜包括的应用内容，利用数字孪生技术对设备实时状态进行感知、分析、预测和优化，进而对设备运维检修提供决策支撑。

本标准制定的数据采集接口要求，有效规避了数据接口对接不顺畅的问题，实现数据快速接入变电站数字孪生系统，同时本标准结合变电站数字孪生的特色功能应用，明确了状态量采集范围的要求，强调对变电站设备在正常运行和故障前后伴随的“电、声、光、化、热”等多种状态量以及影响这些状态量的运行环境数据进行采集，便于构建设备的数字孪生模型。

本标准为变电站数字孪生系统在不同站点的标准化、规模化推广提供了规范化指导，在行业内具有很强的引领作用。