数字孪生技术在坚强智能电网中的应用探讨

介绍了数字孪生技术的概念、核心技术及其在坚强智能电网的应用方向,以输变电工程为对象,基于数字孪生技术的核心技术,对数字孪生技术在输变电工程设计、施工和运维等阶段的应用方向进行了研究,并对数字孪生技术的应用前景进行了展望.     

数字孪生虚拟电厂系统框架设计及其实践展望EI北大核心CSCD

随着国家“双碳”及“构建以新能源为主体的新型电力系统”等目标的提出,清洁化、数字化越来越成为电力系统面临的迫切需求。虚拟电厂基于先进的控制、计量、通信等技术聚合需求侧海量多元分布式资源,可以通过多样化的调节手段为电力系统提供必要的灵活性支撑,并同时助力可再生能源消纳。而数字孪生技术利用大数据、云计算、人工智能等数字技术对分布式资源物理实体的特征、行为、过程和性能等进行虚拟建模,是实现虚拟电厂运行优化的理想途径。该文展望虚拟电厂未来技术发展方向,基于数字孪生的概念、架构和特征,提出数字孪生虚拟电厂系统,深入阐述数字孪生虚拟电厂的内涵,构建基于物理实体、数字孪生体、孪生数据、连接以及智能应用等的数字孪生虚拟电厂总体架构,分析相关关键技术,并对其未来应用实践进行总结与展望。     

基于数字孪生技术的营销设备精细化管理系统研究

随着电力行业不断探索高效、环保、降本、增效的可持续化发展道路,传统的业务模式已经难以满足当前 电网企业发展的需要,有效运用数据探索全新的业务形态和业务模式,有助于电网企业突破传统业务模式的限制.依 托数字孪生技术,加强数字孪生技术在电网营销设备管理的应用,可为现场工作提供更多场景化支撑服务.研究数字 孪生技术,完成电网营销现场模型的构建、数字孪生社区的电网数据传输以及营销设备精细化管理系统的总体设计, 最终实现电网企业营销现场设备的精细化、可视化、全局化管理,为提升电网设备管理,推进营销专业的数字化、智 能化转型奠定了坚实基础.     

数字孪生技术在主变状态检修中的应用分析

结合数字孪生技术的发展现状,针对当前主变状态检修策略的局限性,建立了结合数字孪生技术的主变状态检修策略的决策流程,从多方面、多角度对数字孪生技术的应用模式进行了归纳和总结,并阐释了应用过程中可能面对的问题和挑战,为数字孪生技术在主变状态检修中的应用提供了理论和方法的参考.     

数字孪生技术在区域多能源系统中的应用展望

区域多能源系统是一种综合了多种能源的新形态,可以采用多能互补、能源梯级利用等方式,最大限度地提升能源利用效率和消纳可再生能源。而且随着云计算、大数据、物联网、人工智能等技术的发展,未来的能源系统不仅是能源的互联,更应是能源与信息耦合的系统。文中分析了目前区域多能源系统研究现状,总结区域多能源系统在规划、运行及仿真建模中存在的问题,提出将数字孪生技术引入到区域多能源系统研究中,并从区域多能源系统仿真建模、规划、运行、检修方面提出了数字孪生技术的应用展望,为今后构建区域多能源系统的数字孪生体的研究提供参考。     

实景建模技术在电网数字孪生系统中的应用分析

三维模型是电网本体映射到数字孪生系统的基础,能否实现发输变配用电设备、配电楼的高保真建模和全息映射事关电网数字孪生系统的建设好坏。相较传统建模方法在模型精度和数据交互上的不足,实景建模技术为电网数字孪生系统的设备3D模型构建和成果展示提供一种新的技术手段。介绍实景建模的技术原理和发展历程,对比突出实景建模与传统建模方法的先进性,并以某在建变电站为研究对象,阐述实景建模的应用流程,对建模效果进行展示分析,最后对实景建模技术的应用推广进行思考。     

基于数字孪生的电网安全监视与校核技术

分析省级以上电网运行新特点及当前调度运行技术面临的困难,介绍数字孪生技术概念、应用原理,总结安稳规定电子化平台实践过程和特点,结合实际需求和现有平台技术,提出将其用于电网调度智能监视与校核的若干方向、应用场景和技术路线.     

继电保护数字孪生技术应用展望

数字孪生作为“工业4.0”背景下的新兴研究热点，为应对新型电力系统给继电保护带来的挑战提供了关键技术支撑。为此剖析了数字孪生的内涵，并结合继电保护领域的实际应用需求，定义了继电保护数字孪生相关术语，归纳了继电保护数字孪生的期望特征。在此基础上，提出一种继电保护数字孪生系统的典型架构，并针对现有继电保护数字孪生研究在数据实时交互能力、保护逻辑透明性和接口标准化等方面的不足，指出其构建的关键技术。最后挖掘了继电保护数字孪生的潜在应用价值，预期能为后续数字孪生技术在继电保护领域的进一步研究和应用提供一定的参考。     

基于数字孪生技术的城市新型电力系统应用架构

针对现有的电力系统数字化水平与发展需求不匹配问题,构建了“智慧感知+数字孪生”为特征的城市新型电力系统架构,以电网数字化转型发展为主线,数字化规划、电网智能化规划等专项规划为基础,数字孪生电网顶层设计为参考,提升了电网的互动性、开放性、安全性,逐步实现电网业务的自动化、智能化、无人化。以数字技术应用推动工作模式、业务模式的变革与创新,能够更好地促进电网数字化转型。     

基于北斗与数字孪生技术的智能电网运维平台研究

针对电力系统日益复杂的运维问题,将北斗精准时空技术与数字孪生系统理论相结合,提出构建智能电网运维平台的方法.该方法通过将北斗与物联网传感器相结合,形成可以进行状态预测、故障诊断、自愈等功能的数字孪生运维平台.本文首先分析了北斗数字电力孪生系统总体架构,然后从数字孪生体建模理论、基于北斗的数据采集智能终端、数字孪生平台的...     

数字孪生在电力系统应用中的机遇和挑战EI北大核心CSCD

电力数字孪生系统(digitaltwinofpowersystems,PSDT)旨在充分利用电力物联网所承载的数据流,通过实时态势感知、超实时虚拟推演2种手段来认知电力系统继而辅助电网运管调控的决策制定。不同于现行的仿真软件,PSDT具备数据驱动、实时交互和闭环反馈3大特点。围绕上述2种手段和3大特点,从工程和科学2个视角剖析了PSDT提出的背景和目的,并阐述了其建设的思路和特色,进一步设计了PSDT的实现框架并探究了其建设所面临的关键问题和核心技术。最后,阐明了PSDT在电力系统多个领域的应用现状与前景。文中的工作也是数字孪生(digitaltwin,DT)在电力领域的早期系统性探索,其研究一方面可为电力物联网的建设提供借鉴;另一方面,也会推动DT技术和数据科学在工程中的应用。     

电力装备行业数字孪生关键技术与应用展望

数字孪生技术是电力装备行业数字化转型的关键技术.为此分析了电力装备行业数字化转型的研究现状,并提出了电力装备数字孪生通用架构.结合行业的发展情况指出与仿真建模方面相关的四大关键技术:统一信息建模技术、多层级仿真建模技术、多物理场多参数反演技术及复杂多维信息合成与可视分析技术.根据产业链不同环节的特点描述了数字孪生技术在...     

数字孪生技术在船舶综合电力系统中的应用前景与关键技术

船舶综合电力系统(shipboard integrated power system,SIPS)具有高效率、高可靠性与高可控性的特点,是大型船舶发展的技术前沿与关键支撑。数字孪生技术为船舶综合电力系统的感知、分析与优化提供了新的解决方案。该文探讨了SIPS数字孪生(digital twin for shipboard integrated power system,SIPS-DT)——基于SIPS发展趋势和功能,提出SIPS-DT架构,旨在建立高度集成、闭环自趋优的SIPS新体系,并探讨其潜在应用服务。具体而言,考虑船舶航行环境及平台特点,建立SIPS的数字空间,从物理与数据2个维度刻画SIPS多工况、多时间尺度和多物理量的动态过程,将系统全局和局部特征、规则与经验有机结合。基于数据和知识联合驱动方法对SIPS-DT进行挖掘,在系统异常检测、优化运行和全生命周期维护领域发掘潜在更好的应用。最后,结合当前SIPS的发展需求,分析了SIPS-DT在具体实施过程中需突破的关键问题及技术。     

变电站数字孪生技术研究与应用

分析了数字孪生及其在电力行业中发展和应用情况,变电站数字化应用存在分散化现状。提出了变电站数字孪生技术感知、传输、平台和应用的系统架构,研究了三维建模、数据映射、可视化和应用场景四个方面关键技术,并进行了典型应用分析。对于变电站数字孪生技术的发展,给出模型接口、数据获取、应用拓展和规范标准等方面发展建议,促进变电站数据孪生技术的发展和应用。     

数字孪生技术在输变电设备状态评估中的应用现状与发展展望

对输变电设备的运行状态进行评估是保证电力系统安全稳定运行的重要手段.传统输变电设备状态评估存在状态感知不全面、数据质量低、评估模型构建困难等瓶颈问题.数字孪生技术打通了实体—感知—建模—应用的全链路流程,基于新型传感技术实现对输变电设备状态的全面感知,根据输变电设备的运行特征实现传感装置评估、数据深度治理,依靠大数据分...     

能源互联网中的数字孪生技术体系、应用与挑战

随着传统能源互联系统逐步向能源互联网升级转化,仅基于机理建模的方法难以描述其高维性、非线性以及多能耦合性等特征。数字孪生技术可将真实系统精准映射到虚拟空间,对实现能源互联网的特征描述、运行分析、监控优化以及智能决策具有重要意义。首先,从数字孪生技术的发展出发,对能源互联网中的数字孪生技术体系进行分析,提出了涵盖“多源数据采集-模型构建-平台支撑-智能交互”的分层技术体系框架,细化了数字孪生技术在能源互联网中的应用价值;其次,详细阐述了数字孪生技术在能源互联网中的典型应用以及需要突破的难点,并给出了其当前的发展瓶颈;最后,对数字孪生技术在能源互联网中的发展路线进行了总结与展望。     

智慧城市综合能源系统数字孪生技术及应用

传统城市向智慧城市的转型发展对能源系统提出了新的要求,建设数字化、互动化的综合能源系统是重要的应对思路之一。在先进信息技术的驱动下,综合能源系统的数字化与信息化水平不断提升,但如何充分发挥其技术价值仍需要探索。该文围绕综合能源系统的数字孪生技术,对其在智慧城市发展中的需求、价值与意义进行了分析,对其基本技术框架和技术挑战进行了探讨,对相关的关键技术问题进行了阐述,并围绕综合能源系统数字孪生在系统规划、运行、控制以及与城市多领域协同交互等方面的应用进行了展望,希望能够为综合能源系统数字孪生技术的未来发展与应用提供一些思考和借鉴。     

数字孪生在先进核能领域中的关键技术与应用前瞻

数字孪生(digital twin,DT)是一种实现物理系统向信息空间数字化模型映射的技术,被列为未来国防和航天工业6大顶尖技术之一,也被认为将在核电厂智能控制、空间反应堆、小型模块堆等先进核能系统中发挥重要作用.近年来,部分国家已启动项目,开发应用于反应堆的数字孪生技术,目标是显著降低未来核电厂的运行和维修成本.针对...     

UWB定位技术在数字孪生变电站中的应用

为应对变电站现场作业人员误入带电区域、不清晰作业范围、与带电设备安全距离不足和现场监管不足所带来的问题,将 UWB (UltraWideBand)定位技术应用在数字孪生变电站中,通过 UWB高精度定位技术,结合孪 生变电站三维立体模型,将孪生场景与真实场景同步运行,借助场景还原,实现对现场作业人员实时定位、实时轨迹 跟踪、行为分析告警等.该系统实现了数字孪生系统精准定位、电子围栏告警与风险识别等功能,有效防范了上述问题的发生.该系统已成功应用在杭州２２０kV 世纪变并取得了良好应用效果.