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。     

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。     

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。     

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。     

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。针对于空间核电源、月基核动力装置的数字孪生系统研发也受到关注。综合叙述了数字孪生技术在先进核能领域的研究现状与发展方向,提出了适用于核反应堆领域的多维评估数字模型,初步建立了故障诊断流程,并对数字孪生在先进核能领域中的关键技术与应用前景进行了分析和展望。     

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。     

基于数字孪生的全钒液流电池储能运维系统

数字孪生是推动电力装备领域数字化、智能化、信息化的关键技术之一,液流电池是一种新型绿色的电化学储能电池。基于数字孪生思想,对全钒液流电池储能运维系统进行研究,提出构建多源异构数据统一融合模型的方法,对全钒液流电池储能运维系统进行建模,并建立实景物理世界和虚拟孪生世界的映射关系。应用基于数字孪生的全钒液流电池储能运维系统,能够监控、诊断、预测物理世界产品的可能状态,实现信息的高度融合。     

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。     

智能继电保护数字孪生模型构建及应用

针对当前智能变电站中的继电保护装置在运维业务配置中存在效率低、设备运行故障诊断定位不够准确的问题,提出一种面向继电保护运维业务的继电保护数字孪生建模技术并进行应用探索。该技术通过分析继电保护运维业务需求,从运维业务、物理空间、信息物理融合这三个维度构建面向继电保护运维的数字孪生模型,实现继电保护业务能力、图形能力的自发现、自描述,支撑继电保护运维系统对继电保护装置的快速接入与配置、设备运行故障快速定位的功能,使继电保护运维业务接入和配置的效率提高90%以上,设备故障定位也可精准到插件级别。     

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.     

数字化变电站继电保护系统关键检验技术分析

结合河北省南部电网数字化变电站建设和运行情况,详细分析数字化变电站继电保护系统出厂验收、新安装验收及运行过程中过程层网络检验、智能电子设备检验和配置文件检验等数字化变电站关键检验技术,为数字化变电站继电保护系统安装调试和现场检验提供借鉴。     

基于多Agent技术的继电保护系统

在综述Agent技术及其国外的研究进展和对保护之间的配合考虑不足的研究现状的基础上，从不同角度讨论了Agent技术在继电保护中的应用，阐述了基于多Agent系统（MAS）的继电保护系统的特点、结构、模型及决策过程，并就其系统构架、通信、可靠性和应用范围等问题进行了讨论。提出了Agent技术在后备保护中的应用方案，可以有效地缩短后备保护的动作时间。     

继电保护隐含故障探讨

继电保护隐含故障具有隐蔽性和危害性的特点,解决它不仅需要技术手段,还需要重视管理手段.首先根据隐含故障的产生根源对其进行分类,分为软件、硬件和定值三类隐含故障.然后从技术和管理两个方面综合探索各类隐含故障的产生原因以及减少或消除隐含故障发生的措施.最后分析未来电网发展,包括数字化变电站、广域保护以及分布式发电对隐含故障...     

智能变电站自动化与保护核心IEC标准的进展与分析

近年来,对智能变电站深入研究、推广应用促进了国内外各项技术的标准化进程。基于泛在电力物联网标准体系的研究背景,首先综述了智能变电站自动化与保护技术国内外标准化工作现状;其次阐述了IEC框架下变电站自动化与保护技术的标准构成,详述并分析了其3个核心标准的体系架构及关键技术的进展,其中,IEC 61850包括配置语言、信息模型、服务映射、网络通信,IEC 60255包括保护开入/开出数字化、传输时延、同步相量测量,IEC 61869包括总体技术要求、中压低功率互感器、数字接口与合并单元。最后从体系架构、信息模型继承、功能标准制定、全维度信息安全、国内外标准一体化研制等5个方面提出了相关建议。     

数据硬实时交换技术在数字化保护装置中的实现

快速、高效、可靠地进行数据传输和处理是实现智能数字化保护装置的关键技术之一。结合数字化保护装置及其相关设备对数据传输处理的基本技术需求,提出了一种基于多现场可编程门阵列（FPGA）系统的用于数字化保护装置内部多板卡间数据共享的高速多通道同步串行数据硬实时交换技术。详细论述了该技术在数字化保护装置中的设计与实现,并指出了...     

数字式保护新技术的应用

数字技术引入继电保护领域，使继电保护装置在硬件和软件上有了显著提高，扩展了继电保护装置的应用功能，也为实现继电保护新的原理提供了新的可能。结合多年工作经验，对近年来国内外数字式保护技术中的人机工程技术、可编程逻辑技术和继电保护新原理的应用进行了阐述。以期出现更多更好的保护装置。     

我国继电保护技术的现状与发展

回顾了继电保护技术发展的历史，对我国继电保护技术的现状进行了分析和讨论，最后根据继电保护技术发展的规律和相关新技术的应用，展望了其发展方向和前景，提出继电保护技术的发展将出现原理突破和应用革命，由数字时代跨入信息化时代，发展到一个新的水平。     

故障回放在继电保护测试中的应用

实现了将RTDS的数字仿真结果、动模试验波形和实际现场中的故障波形以COMTRADE数据格式通过测试仪回放成模拟波形对继电保护装置进行测试，为继电保护产品提供一种有效的测试方法。经过回放后的故障波形真实性强，可以定性考核继电保护装置的动作行为，在一定程度上弥补了常规试验带来的不足。     

基于数字技术的发电机励磁接地保护的改进

讨论了一种适用于多功能数字发电机继电保护的基于注入法的励磁接地保护，与当前应用的励磁接地直流电压方法相比，改进的数字发电机励磁接地保护具有更多的优势。