數(shù)字孿生技術(shù)在防雷檢測中的模擬應(yīng)用

　　構(gòu)建虛擬防雷系統(tǒng)：基于數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建虛擬防護(hù)系統(tǒng)，采用蒙特卡洛模擬預(yù)測雷擊路徑，通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法動(dòng)態(tài)優(yōu)化防護(hù)策略。例如在智能防雷系統(tǒng)中，可根據(jù)多維度感知網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)追蹤的大氣電場強(qiáng)度、電荷分布和電磁脈沖信號(hào)等數(shù)據(jù)，在虛擬環(huán)境中模擬雷電活動(dòng)軌跡，進(jìn)而提前規(guī)劃和優(yōu)化防雷措施。

　　實(shí)現(xiàn)雷擊過程多物理場仿真：利用 BIM+GIS + 雷電模型的三維數(shù)字孿生平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)雷擊過程的多物理場仿真，包括電磁場、熱場、結(jié)構(gòu)應(yīng)力場等。以某 200MW 光伏電站為例，通過數(shù)字孿生技術(shù)集成大氣電場監(jiān)測、組串式 SPD 和智能接地系統(tǒng)，模擬雷電發(fā)生時(shí)各物理場的變化情況，從而評(píng)估防雷裝置的性能和效果，為優(yōu)化防雷設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

　　進(jìn)行電網(wǎng)雷電相關(guān)模擬：在電網(wǎng)防雷中，借助數(shù)字孿生技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)基于電網(wǎng)一張圖的實(shí)時(shí)雷擊的可視化精準(zhǔn)定位，呈現(xiàn)電塔準(zhǔn)確位置、電線真實(shí)垂度等貼近真實(shí)的效果，并通過定制的雷電天氣系統(tǒng)，模擬真實(shí)的自然環(huán)境。同時(shí)，結(jié)合設(shè)備位置信息，利用空間分析算法，實(shí)現(xiàn)雷電輻射區(qū)域內(nèi)影響電網(wǎng)設(shè)備分析，對(duì)變電站、線路進(jìn)行防雷預(yù)警。

　　數(shù)字孿生技術(shù)在防雷檢測中的驗(yàn)證方法

　　與實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證：將數(shù)字孿生模型模擬出的雷電活動(dòng)軌跡、雷擊概率等結(jié)果與地基電場監(jiān)測站、空基衛(wèi)星遙感、雷電定位系統(tǒng)等實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。如果模擬結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)在一定誤差范圍內(nèi)相符，說明數(shù)字孿生模型能夠較為準(zhǔn)確地模擬雷電活動(dòng)，反之則需要對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。例如在國家電網(wǎng)某省級(jí)公司部署的智能防雷體系中，通過將數(shù)字孿生模型模擬的雷擊情況與實(shí)際的輸電線路雷擊跳閘數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，不斷優(yōu)化模型參數(shù)，使輸電線路雷擊跳閘率下降 72%。

　　通過實(shí)驗(yàn)測試驗(yàn)證：在實(shí)驗(yàn)室或?qū)嶋H場景中進(jìn)行雷電模擬實(shí)驗(yàn)，將數(shù)字孿生模型預(yù)測的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)實(shí)際結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。例如，在對(duì)某建筑的防雷檢測中，可以通過人工引雷實(shí)驗(yàn)或利用雷電沖擊發(fā)生器模擬雷電沖擊，觀察建筑防雷裝置的響應(yīng)情況，并與數(shù)字孿生模型模擬的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和可靠性。

　　基于歷史數(shù)據(jù)的驗(yàn)證：收集以往雷電天氣下的防雷檢測數(shù)據(jù)、雷擊事故記錄等歷史數(shù)據(jù)，將數(shù)字孿生模型對(duì)歷史事件的模擬結(jié)果與實(shí)際歷史情況進(jìn)行比對(duì)。例如在電網(wǎng)防雷系統(tǒng)中，通過回放功能復(fù)現(xiàn)歷史雷電的分布和移動(dòng)軌跡，與歷史雷電數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，幫助驗(yàn)證數(shù)字孿生模型的有效性，從而更有針對(duì)性地開展防雷工作。