孙 雷 戚绪安 刘云飞 曹 盛 张 洋 薛 岩

1(国网江苏省电力工程咨询有限公司 江苏 南京 210000) 2(华东电力设计院有限公司 上海 200000)

0 引 言

建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技术，实质是数字孪生技术在基础建设阶段的应用，是“泛在电力物联网”[1]的重要组成部分。变电站的BIM施工管理平台作为其重要组成部分，必须满足变电站全寿命数字孪生模型的要求[2]。在建设变电站BIM施工管理平台时，需要先行构建变电站全寿命周期的数字孪生模型框架。

数字孪生技术最早由美国密歇根大学的Grieves等[3]于2003年提出，其最初定义为三维模型。由于其独特的优势，随着科技的发展，应用从最初的军工及航空航天领域迅速向其他各行各业扩展[4-16]。陶飞等[4]提出了数字孪生的五维模型，但是在实际工作中，五维结构模型理论仍过于抽象，距离实际应用尚缺乏物理化结构模型环节。

在江苏无锡绮北220 kV变电站BIM施工管理平台的建设中，研发团队通过分析五维模型中各元素在具体模型中的表现形式，特别是孪生数据的矛盾属性和分布、虚拟实体的工作应用、信息连接等情况，开创性地提出了“孪生数据分散式布置”的理念和“多重虚拟实体”的概念，归纳出具有普适性的数字孪生系统的分布式物理化结构模型，完成理论模型向物理化模型的转化，构建面向变电站全寿命周期的数字孪生模型框架，并在此框架下完成BIM施工管理平台。

1 相关概念

1.1 数字孪生的五维模型理论

数字孪生的“五维模型”理论，总结归纳出数字孪生模型的五要素，即物理实体、虚拟实体、服务、孪生数据和连接[4](如图1所示)。……