數(shù)字孿生在能源電力行業(yè)的技術(shù)難點(diǎn)和應(yīng)用場景

 數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)字孿生技術(shù)架構(gòu)包括物理空間、數(shù)字空間和信息處理三個(gè)部分，基于物聯(lián)網(wǎng)和虛擬仿真的底層技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了真實(shí)空間和虛擬空間之間的雙向數(shù)據(jù)交換、指揮控制和虛擬現(xiàn)實(shí)聯(lián)動(dòng)，以滿足這些需求，必須依靠五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

一是智能傳感技術(shù)，高精度、高靈敏度的傳感監(jiān)測系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生的基礎(chǔ)，是萬物互聯(lián)的入口，虛擬電網(wǎng)到物理電網(wǎng)的全息復(fù)制和動(dòng)態(tài)調(diào)整依賴于實(shí)時(shí)傳感技術(shù)；

二是異構(gòu)通信技術(shù)數(shù)字孿生系統(tǒng)面臨多系統(tǒng)、大連接、海量數(shù)據(jù)的雙向傳輸需求，需要利用5g等新型異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速、大容量、低延遲接入，從而保證物理電網(wǎng)中海量傳感器的接入要求和虛擬電網(wǎng)中精確控制指令的傳輸要求；

三是數(shù)字模型技術(shù)電網(wǎng)數(shù)字模型的描述反映了物理電網(wǎng)的要素構(gòu)成、運(yùn)行動(dòng)態(tài)和決策影響，是從實(shí)到虛的數(shù)字孿生的結(jié)果，是從虛到實(shí)的基石；

四是數(shù)據(jù)中心技術(shù)數(shù)字孿生模型的構(gòu)建和自優(yōu)化依賴于整個(gè)區(qū)域內(nèi)的全量電網(wǎng)數(shù)據(jù)只有通過數(shù)據(jù)中心才能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、全量多源數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)和高效讀取，為數(shù)字雙平臺(tái)的優(yōu)化決策提供了良好的數(shù)據(jù)元素；

五是圍繞電網(wǎng)數(shù)字模型和加載在模型上的多元數(shù)據(jù)集，運(yùn)用人工智能技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等機(jī)器智能算法識(shí)別物理電網(wǎng)的自組織隱序和隱模式，推理學(xué)習(xí)復(fù)雜的操作規(guī)律和未知關(guān)系，實(shí)現(xiàn)輔助決策能力。

電力行業(yè)應(yīng)用場景

一是電網(wǎng)狀態(tài)可視化監(jiān)測應(yīng)用，基于數(shù)字孿生技術(shù)，對(duì)電網(wǎng)主要設(shè)備、廠房、車站及環(huán)境進(jìn)行精細(xì)三維全景模擬，實(shí)現(xiàn)與采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互，通過部署在工廠和車站的視頻網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以動(dòng)態(tài)融合和顯示仿真場景中的設(shè)備和關(guān)鍵傳感數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)反饋和分析環(huán)境變化；

二是電網(wǎng)設(shè)備遠(yuǎn)程智能巡檢應(yīng)用，利用物聯(lián)網(wǎng)的智能傳感技術(shù)對(duì)多個(gè)關(guān)鍵測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，不僅可以提高巡檢效率，還可以節(jié)省人工成本；

三是遠(yuǎn)程故障診斷與輔助決策的應(yīng)用目前，電網(wǎng)各環(huán)節(jié)的監(jiān)測數(shù)據(jù)尚未統(tǒng)一集中發(fā)送到國家電網(wǎng)總部，省級(jí)公司無法全面收集其管轄范圍內(nèi)的設(shè)備信息，因此，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷，可以通過全面的數(shù)據(jù)調(diào)用和專家組的集中決策，大大提高故障診斷和后續(xù)處理的及時(shí)性和準(zhǔn)確性；

第四，電網(wǎng)智能預(yù)警和狀態(tài)檢修的應(yīng)用在過去的實(shí)際生產(chǎn)中，大多數(shù)管理者根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)判斷設(shè)備異常和故障，這種主觀認(rèn)識(shí)不能通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，準(zhǔn)確反映設(shè)備狀態(tài)的變化，提出對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的智能評(píng)估、預(yù)警和預(yù)防措施，以防止危及系統(tǒng)和設(shè)備的嚴(yán)重故障，這也有利于科學(xué)合理地制定維修計(jì)劃；

第五，應(yīng)用電網(wǎng)設(shè)備仿真培訓(xùn)，通過三維動(dòng)畫演示進(jìn)行電力系統(tǒng)維護(hù)指導(dǎo)和培訓(xùn)，不斷提高維護(hù)人員的技術(shù)水平；

六是安全運(yùn)行控制的應(yīng)用，通過與三維空間位置信息相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人員、設(shè)備、車輛的安全運(yùn)行控制。