位于上海浦东张江地区的35千伏蔡伦变电站伴随着张江从农田村镇变身为张江科学城。
随着区域发展不断改造升级，蔡伦站肩负起了电力“先行官”的重任，在建设能源互联网的工作中先行先试。
蔡伦站始建于2000年12月，占地面积1062平方米，现为张江科学城内人工智能岛、药谷、科研院所等2154家高新技术企业提供电力保障。
蔡伦站于2019年10月结合张江科学城能源互联网示范区建设实施改造，秉承了上海人“螺蛳壳里做道场”的理念，充分应用云计算、大数据、人工智能、工业互联网等“新基建”领域的关键技术成为了一座智慧变电站。它是未来张江科学城“四点一面”交直流混合配电网工程的一个预留落地点，为传统变电站插上互联网的翅膀，真正让设备“会说话”，变电站“会思考”。
“神经元”感知设备状态
在传统变电站，获取设备状态数据需要运检人员定期开展检测和巡视。受限于数据采集密度，运检人员难以及时掌握设备健康变化趋势，执行状态检修时只能在基准周期基础上进行较为保守的调整，增加了很多不必要的检修工作。蔡伦变电站则通过在设备上安装的大大小小、形状各异的“神经元”传感器，全时段、高密度、全维度的设备状态数据采集从前端感知网络，实现更为全面、准确、及时的设备状态感知，进而能够真正做到根据设备健康状态个性化定制检修策略，实现设备检修“精确决策”，推动“检修模式”从“粗放经营”向“提质增效”转变。
站内智能巡检机器人是蔡伦站利用前端感知装置、图像识别技术、机器人技术，以机代人开展设备“精确运维”，形成了以“机器巡视为主、人工巡视为辅”的巡视模式，推动“运维模式”从“有人巡视”向“无人巡视”转变，大幅提高巡视效率和质量，降低运维用人成本。
“掌上设备医生”把脉设备健康
以往每逢设备检修，工作人员需要携带大量检修、试验报告、缺陷记录等历史资料去现场。运维班组自行研制了“掌上设备医生”移动作业终端作为前端感知网络的延伸和补充，与浦东公司的“电力云”——全业务运营管理中台对接，工作人员可以随时随地通过终端调阅“电力云”中存储的设备历史资料，既方便又快捷。
以往现场试验需要一人操作、一人记录、一人监护，试验完成后还要花费半个小时整理试验报告，而“掌上设备医生”能够实现操作流程一键顺控、试验数据实时同步、试验报告自动生成，不仅能降低作业过程的安全风险，还能够减轻一线人员工作负担，有效缓解设备量增长与人力资源紧张之间的矛盾。
以往设备体检结果的研判全部依赖于作业人员的经验，“掌上设备医生”内嵌的专家经验库，对设备体检结果进行“精确研判”，实现“一机在手，人人都是专家”的应用场景，推动作业模式从“人工研判”向“智慧研判”转变。工作人员通过终端获取的数据作为“电力云”的一部分，为打通业务关节、实现运营协同提供了坚实的数据支撑。
“数字孪生”实现安全自防御
蔡伦站内开关室安装有主动感应探头，能够利用图像识别技术，以机代人开展监督复核，主动警示人员越限、差错、遗漏行为，减少人为不安全因素，为安全“生命线”再注“科技保障”，推动安全模式从“被动安全”向“主动安全”转变，实现安全生产和效率提升“两不误”。全业务运营中台的高级应用之一就是数字孪生系统。数字孪生系统是基于以蔡伦站为代表的工业互联网感知层的大数据分析决策系统，它利用实时感知数据和设备三维数字模型，在虚拟空间构建出智慧变电站的数字版“克隆体”，同时利用人工智能技术，深入挖掘海量数据价值，在线诊断设备健康状态，“对症下药”输出差异化、精细化的检修策略，促进设备精益管理和投资精准高效。此外，系统还能够及时捕捉设备缺陷初期症状，快速判断缺陷的位置与性质，大幅缩短抢修时长，推动供电可靠性向国际领先目标迈进。
有了数字孪生系统，从根本上解决了生产作业效率较低、成本使用针对性不强、安全防护较为被动的问题，实现运维管理更高效、生产作业更精准、成本配置更精益、安全防御更主动、人力资源更集约。利用数字孪生系统，浦东公司“蔡伦经验”普及站点已占浦东变电站总量的27.1%。未来，更多的型号的设备将分享到分析结果的应用，推广“数字资产”低成本可复制、可推广的高质量物联网发展模式，在地图上“点亮”更多变电站。（于盛楠）