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。     

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.     

河北电科院:打造数字孪生电网全场景仿真验证平台

本刊讯 2月21日,河北电科院实现数字孪生电网全场景仿真验证平台软件基础设施完成首次测试运行.河北电科院认识到新型电力系统建设需要数字技术与能源技术深度融合、广泛应用,电网数字化转型与新型电力系统构建需要相互作用、相融并进.为此,电科院加强数字孪生电网应用技术研究工作,推动数字孪生电网全场景仿真验证平台建设.该平台目前...     

地区电网“网上电网”系统的建设与应用

<正>“网上电网”作为国家电网公司“数字新基建”的重要内容,是数字化转型和智能化发展的重要抓手,对于提升发展决策与管理水平,支撑能源互联网建设,推动战略落地具有重要的意义。“网上电网”是国家电网公司打造的全息数据、全景导航、全程在线的智能可视化电网工作平台,是物理电网的数字孪生,汇聚全空间资源、纵贯多时态电网、服务多元化主体,创新网上管理、图上作业、线上服务新模式,推进电网业务数字化、可视化、智能化,推动多轨合一、多能协同、政企联动,全面支撑网上规划电网、网上建设电网、网上运营电网。     

电网规划业务数字化转型构想的研究

本文对电网规划业务数字化转型的必要性和目标进行了分析和总结,并据此提出了电网规划业务数字化转型需要实现的9大功能构想,包括：数据资产、信息交换渠道、智能化辅助决策、分析评估、动态仿真等内容。这一构想对实现电网规划数字化转型具有指导意义和实用价值。     

低压智能塑壳开关在数字电网中的应用探讨

正当前世界经济数字化转型是大势所趋,要抓住产业数字化、数字产业化赋予的机遇,提高全要素生产率,释放数字对经济发展的放大、叠加、倍增作用。2020年南方电网公司印发了《数字化转型和数字电网建设行动方案(2020版)》,明确以数字化推动业务变革的战略,全面推进数字电网建设。数字电网以海量数据为基础,依托大数据、人工智能等前沿技术,实现电网全状态感知与智能化控制,提升电网运行效益。低压配电网中存在大量的低压智能开关,可以为低压数字电网建设与运行提供基础支持。因此,本文通过开展低压智能塑壳开关在数字电网中的应用分析及探讨,     

新型电力系统背景下电网发展业务数字化转型架构及路径分析

新时期，电力系统需转型升级，借此满足电网数字化建设需求，通过数字化转型架构的搭建，提升电力系统服务能力，确保优质的供电体验，为社会进步提供保障。随着双碳发展目标的树立，电网业务数字化转型已经刻不容缓，在新时期需积极践行有利于电网发展的“信息化-数字化-智能化”三段式转型路线，在此基础上推演出业务数字化转型策略，以便为后续工作提供有效的借鉴。     

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,本文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、数字孪生平台的运行模式等方面展开讨论电力系统的数字孪生体构建方法,最后进行了应用试验分析。研究结果表明,本文提出的方法对提升智能电网的运维能力具有参考价值。     

南方电网公司全力推进数字化转型和数字电网建设

正南方电网公司成立全球首家数字电网研究院,发布全球第一份《数字电网白皮书》,首创"数字电网"理念,推动成立国内首个电力行业数字电网标准化工作组,建成首个数字孪生变电站……"十三五"期间,南方电网公司抓住产业数字化、数字产业化赋予的机遇,在数字电网、数字企业、数字服务和数字产业建设上用劲发力,全力推进数字化转型和数字电网建设,全面建成云数一体的数字技术平台。"十四五"发展中,南方电网公司率先提出"数字电网"概念,推动电网全面数字化转型,为数字中国建设和能源革命开辟新路径。     

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。     

面向能源互联网数字孪生的电力物联网关键技术及展望

随着“碳达峰、碳中和”目标与以新能源为主体的新型电力系统的提出,能源技术与数字技术进一步深度融合,电网加速向能源互联网演进。构建能源互联网及其数字孪生系统对电力物联网技术提出了更高要求,也极大拓展了电力物联网的内涵和外延。该文主要围绕如何构建面向能源互联网数字孪生系统的电力物联网,分析其面临的两大科学问题：物理数字融合建模与电网资源协同互动,提出电力物联网体系架构和安全防御机制,研究“端–边–管–云–智”等多层级的关键支撑技术,包括精准感知与高效通信、高并发接入与海量数据管理、融合建模与趋优进化等技术,最后从设备、电网与用户三方面展望电力物联网支撑下的电网业务智能化典型应用。     

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。     

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智能设计、智能制造、供应链动态管理及运维管理等方面的典型应用场景,并分析了现阶段研究不足与未来研究重点。最后展望了数字孪生技术应用后为行业带来的变革,为电力装备行业的数字化转型提供了借鉴和参考。     

电网企业数字化人才培养创新探索

<正>随着发电、输电和用电各个环节全面数字化、网络化、智能化升级，电网企业业务数字化加速转型，数字化人才是企业数字化转型的核心资源。国网湖南信通公司（以下简称“信通公司”）作为湖南省电力系统数据资产和数字化人才“大本营”之一，主动拥抱和承担起时代赋予的使命，大力开展数字化人才培养。     

电力系统数字孪生的概念、特点及应用展望

针对数字孪生在电力系统中面临的概念模糊、项目数量众多却缺乏评价标准、与传统仿真区别不明等3个问题,通过分析数字孪生的多种定义,澄清数字孪生及其相关基本概念;从数字孪生应当具备的主要特征出发,提出数字孪生项目成熟度评价的5个维度;通过回顾电力系统仿真工具的发展历史,剖析电力系统无法孕育数字孪生概念的根本原因,明确数字孪生与电力系统仿真的区别。在此基础上,提出数字孪生在电力系统应用的发展方向和赋能领域,并介绍数字孪生的常用构建技术。最后,以基于热泵的制冷供热系统数字孪生项目为例,展示数字孪生的基本特征,并结合所提成熟度评价方法对此项目进行评价分析。     

泛在电力物联网推动我国能源转型发展与业态创新

正当前,数字化技术的广泛应用正在对经济社会产生深刻影响,各行各业都在推进数字化与智能化转型,数字革命与能源革命深度融合已是大势所趋。在此背景下,国家电网公司提出建设泛在电力物联网,是以数字化技术赋能电力系统的生动实践,是推动能源数字化进程的重要举措,有助于促进我国能源转型发展与服务升级。     

施耐德电气：化挑战为机遇 数字化转型正当时——访施耐德电气能源管理中压业务战略与行业拓展副总裁薛毅

<正>随着新型电力系统的进一步发展，电力市场交易机制日趋完善，将驱动行业用户主动转型，拥抱绿色低碳的发展方式。施耐德电气多年来一直深耕于绿色能源管理领域，加速数字化技术的迭代发展，助力行业牢牢把握住新型电力系统转型带来的机遇，赋能行业发展。2023年6月8日，以“创新融生态，加速双转型”为主题的2023施耐德电气创新峰会在乌镇成功举办。在本次峰会现场，施耐德电气能源管理中压业务战略与行业拓展副总裁薛毅先生接受了本刊记者采访，重点就“新型电力系统”和“数字电网”等热点话题进行了探讨。     

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。     

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。     

电网潮流与网架信息智能化分析框架的设计与实现

当前基于潮流计算的电网静态安全分析存在智能化程度不高、图-表-数信息割裂、耗时耗力和低效等问题。针对其中数字化与可视化环节，提出一种面向智能化电网安全分析的网架信息数字化与潮流结果可视化方法。详细说明了电网潮流数字化与可视化模块的框架，并着重介绍了基于图像识别技术的网架信息获取算法。以某省份电网为例说明了实现过程和实施效果。模块的核心内容高准确率地提取了数字化的网架信息，改变了现有的网架拓扑输入方式，完成了智能化电网静态安全分析自动化设计的重要一环，为电力系统的数字化智能化发展提供了支撑。