海南220 k V大英山数字孪生变电站设计与探讨

海南220 kV大英山数字孪生变电站为南方电网数字变电示范建设项目,在南方电网范围内探索了数字孪生技术在变电站中的应用。结合220 kV大英山数字孪生变电站,介绍了数字孪生变电站的基本概念、定义以及系统架构,简要介绍了220 kV大英山数字孪生变电站站端设计思路和数字孪生系统主要功能应用,并对相关问题进行了探讨。     

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。     

数字孪生在卫星星座系统中的应用探索

数字孪生是针对复杂产品多物理、多尺度、多领域集成的高保真度仿真,能够对物理世界进行忠实映射及交互融合。随着大数据、工业互联网以及数字化设计技术的融合与发展,数字孪生在复杂产品与系统中的应用潜力得到越来越多的关注。针对卫星星座系统规模庞大且技术多样,设计难度大等问题,探索数字孪生在卫星星座系统设计中的应用。首先对数字孪生的概念、应用及技术发展进行了总结分析,基于数字孪生理论,提出了基于数字孪生的卫星星座系统应用框架;然后分析了应用实施过程中的需突破的关键技术与问题;最后基于统一标准,展示了卫星星座系统数字孪生模型的多领域集成建模,为未来数字孪生在卫星星座系统中的进一步落地应用提供理论与方法参考。     

基于数字孪生的GIS智能变电站健康评估及故障诊断模型

在现有GIS智能变电站中电力变压器、组合电器、开关柜三类主设备故障诊断技术研究的基础上,结合数字孪生技术,提出一种GIS智能变电站数字孪生模型建模方法.分析认为该模型可以同步显示实体变电站各仪表的数值,能基于变电站实时数据和历史数据进行健康评估及故障诊断,并在三维模型中对应空间位置显示,各设备运行状态一目了然,故障类型...     

基于数字孪生技术的变电站运维平台的研究

随着智能电网概念的提出,对变电站智能化水平有了新的要求.变电站运维平台借助在线监测技术,在设备故障诊断中提供了重要的数据支撑,但在故障定位上仍存在不足.为此,提出一种基于数字孪生技术的变电站运维平台.孪生技术将现实中变电站和虚拟变电站进行了有机结合,通过后者对真实变电站的运行状况进行实时监控,及时发现潜在故障,从而做到即时修理,防患于未然.该技术的应用,对提高变电站运维平台管理水平和决策能力,具有很好的指导和借鉴意义.     

数字孪生技术在智能电网中的应用研究

<正>随着智能电网的快速发展，数字孪生技术作为智能电网建设的重要技术之一，引起人们的广泛关注。介绍数字孪生技术的原理、特点以及在智能电网中的应用优势与局限性，分析数字孪生技术在电网规划、运行、运维和安全等方面的应用现状，并对数字孪生技术在智能电网中的应用进行总结与展望，旨在为数字孪生技术在智能电网中的开发和应用提供可行性参考。     

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.     

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,依靠大数据分析、数据挖掘等构建输变电设备数字孪生体,实现输变电设备的状态差异化评价、故障精准诊断和状态准确预测。数字孪生技术与状态评估技术的深度融合将推动输变电设备的运维管理迈向智慧时代。为此对数字孪生技术在输变电设备状态评估中的应用进行了分析,阐述了包括状态感知、数据治理、模型构建和应用在内的数字孪生技术的具体应用,总结探讨了数字孪生技术在输变电设备状态评估中的应用现状,并对其未来的发展趋势进行了展望。     

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。     

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。     

电网数字孪生管理平台的设计及实现

针对雄安新区电网数字孪生目标,以国网河北省电力有限公司雄安新区供电公司电力系统的数字孪生为背景,提出了一种基于电网的数字孪生管理平台设计方案。该方案采用层次化设计方式,从总体框架和技术框架2个方面提出了一种通用的数字孪生管理平台架构。该管理平台具备数据汇聚、数据管理、应用服务等功能,兼容包括雄安规范XDB和国网标准GIM模型在内的近10种数字孪生三维模型,实现不同种类数字孪生模型转换,建立了近70类1 921个数字孪生体,并借助Spark大数据处理平台和人工智能算法库,实现数字孪生的快速生成和应用场景的搭建,为雄安新区配电网数字化打下了扎实的基础。     

数字孪生技术在电网运行中的典型应用与展望

随着电网建设规模的扩大和数字经济的推动,电网数字化和智能化越来越成为电力行业发展的迫切需求。数字孪生技术基于数字化标识、自动化感知、网络化连接、普惠化计算、智能化控制和平台化服务等信息技术体系,为推进电网安全稳定运行、建设能源互联网企业提供了新思路和途径。该文基于数字孪生的概念、基本架构和特征,提出了数字孪生电网的内涵,构建了数字孪生电网的框架,阐释了数字孪生电网的运行模式,分析了数字孪生电网的关键技术,并从设备层、电网层、业务层和运营管理层4个层面提出了数字孪生技术在电网企业可实现的典型应用,为数字孪生电网的建设提供了理论支撑,指明了发展方向和建设思路。     

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。     

预制舱式模块化变电站关键技术及展望

本文从预制舱技术、集成技术及智能运维技术三个方面综述预制舱式模块化变电站（简称预制舱式变电站）的关键技术现状,主要包括：(1)探讨预制舱主体结构荷载分析技术,研究舱体各部件材料选择方法,讨论目前舱体的防腐技术和保温隔热技术;(2)综述预制舱式变电站电气设备预装范围和方法、现场基础技术及舱体现场拼接技术;(3)分析当前变电站智能运维技术在预制舱式变电站中的应用,提出预制舱式变电站智能运维构想。最后,展望新技术、新材料在预制舱式变电站中的应用,如建筑信息模型（BIM）和数字孪生技术在整站全生命周期中的应用,以及“太空衣”等新材料在预制舱保温隔热中的应用等。     

高压设备数字孪生体构建及状态分析技术研究

针对目前高压电力设备存在的设备感知可靠性差、评估准确性低的问题，提出高压设备数字孪生体系构建技术及基于数字孪生的高压设备状态评估方法。文中在数字孪生技术框架基础上提出了基于特征匹配的设备数字孪生几何体构建技术与基于语义匹配的数字孪生体数据嵌入方法，能够实现高压设备数字孪生体的快速构建。根据高压设备数字孪生体可融合多维度多时间尺度的数据的特点，提出了基于谱图的设备状态分析技术及设备风险评估矩阵构建技术方法，实现高压设备的故障诊断和风险评估。最后进行了数字孪生体构建及状态评估技术的验证，结果表明提出的方法能够快速构建高压设备的数字孪生体并能够很好地完成设备的状态分析评估，为设备智能运维提供支撑。     

数字孪生技术赋能动态需求侧资源池构建应用展望

针对现有技术在需求侧资源数据和互动模式建模方面存在精确性低、协调性差、互动效率难以保证等问题，采用数字孪生技术赋能动态需求侧资源池的构建，分析了数字孪生的标准化历程和实践现状，结合技术特征研究其在需求侧资源互动中的主要支撑技术和关键因素，梳理需求侧资源数字孪生映射关联关系，提出基于数字孪生技术的需求侧可调节资源演化平台构建思路，通过数字孪生技术弥补了需求侧资源互动频次少造成的训练样本缺失和调节过程复杂、实际操作成本高导致的推演困难，提升了需求侧资源互动的智能化、数字化水平。     

基于数字孪生模型的输变电设备多源异构数据边缘侧智能采筛方法

输变电设备日复一日的运行和使用,会产生海量的数据,该数据呈现体量大、类型多样、来源广泛等多源异构的数据特点,而数字孪生技术在输变电设备的多源异构数据中的应用也越来越频繁。为此,对基于数字孪生模型的输变电设备多源异构数据的概念、特点、数据分析、数据预处理、数据融合等进行详细介绍,对数字孪生技术在多源异构数据上的应用进行阐述,相关现状的总结和叙述可为数字孪生模型的输变电设备多源异构数据边缘侧智能采筛提供一定的理论支撑。     

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.     

数字孪生在电力装备领域中的应用与实现方法

数字孪生(digitaltwin,DT)是推动电力装备领域数字化、智能化发展的关键技术之一,相关研究处于初期起步阶段,如何实现电力装备数字孪生成为亟需解决的问题。该文首先阐述了数字孪生的内涵及应用;从数字孪生框架与实现方法、其在装备全寿命周期的应用、主流厂商及其平台方面总结了装备领域数字孪生的研究与应用进展;其次分析了电力装备数字孪生实现所需的关键技术;最后以变压器为例给出了基于MicrosoftAzure和ANSYS Twin Builder的电力装备多物理场数字孪生实现方法,并指出实现电力装备数字孪生在数据采集、模型构建与求解、平台使用方面的挑战。该文建议下一步开发高性能传感装置并构建合理的传感网络提升数据采集的深度与广度;开展电力装备全尺度多物理场模型的构建与实时求解算法研究;开发面向电力装备性能分析的国产化数字孪生平台。     

配电网台区数字孪生技术的实现与应用研究

针对当前配电网台区运维管理存在不足的问题,提出了配电网台区数字孪生技术,简要描述数字孪生体系以及数字孪生技术架构,介绍配电网台区数字孪生的技术架构与实现配电网台区数字孪生的关键要素.基于配电网台区数字孪生的特点,从配电网台区状态评价、停电范围研判、可开放容量分析、过载风险预判等方面对配电网台区数字孪生技术的实现与应用场...