數(shù)字孿生在能源電力行業(yè)的技術難點和應用場景

 數(shù)字孿生的關鍵技術

數(shù)字孿生技術架構包括物理空間、數(shù)字空間和信息處理三個部分，基于物聯(lián)網和虛擬仿真的底層技術，實現(xiàn)了真實空間和虛擬空間之間的雙向數(shù)據交換、指揮控制和虛擬現(xiàn)實聯(lián)動，以滿足這些需求，必須依靠五項關鍵技術。

一是智能傳感技術，高精度、高靈敏度的傳感監(jiān)測系統(tǒng)是實現(xiàn)數(shù)字孿生的基礎，是萬物互聯(lián)的入口，虛擬電網到物理電網的全息復制和動態(tài)調整依賴于實時傳感技術；

二是異構通信技術數(shù)字孿生系統(tǒng)面臨多系統(tǒng)、大連接、海量數(shù)據的雙向傳輸需求，需要利用5g等新型異構網絡技術實現(xiàn)高速、大容量、低延遲接入，從而保證物理電網中海量傳感器的接入要求和虛擬電網中精確控制指令的傳輸要求；

三是數(shù)字模型技術電網數(shù)字模型的描述反映了物理電網的要素構成、運行動態(tài)和決策影響，是從實到虛的數(shù)字孿生的結果，是從虛到實的基石；

四是數(shù)據中心技術數(shù)字孿生模型的構建和自優(yōu)化依賴于整個區(qū)域內的全量電網數(shù)據只有通過數(shù)據中心才能實現(xiàn)大規(guī)模、全量多源數(shù)據的安全存儲和高效讀取，為數(shù)字雙平臺的優(yōu)化決策提供了良好的數(shù)據元素；

五是圍繞電網數(shù)字模型和加載在模型上的多元數(shù)據集，運用人工智能技術和機器學習、深度學習等機器智能算法識別物理電網的自組織隱序和隱模式，推理學習復雜的操作規(guī)律和未知關系，實現(xiàn)輔助決策能力。

電力行業(yè)應用場景

一是電網狀態(tài)可視化監(jiān)測應用，基于數(shù)字孿生技術，對電網主要設備、廠房、車站及環(huán)境進行精細三維全景模擬，實現(xiàn)與采集數(shù)據的實時交互，通過部署在工廠和車站的視頻網絡和傳感器網絡，可以動態(tài)融合和顯示仿真場景中的設備和關鍵傳感數(shù)據，實時反饋和分析環(huán)境變化；

二是電網設備遠程智能巡檢應用，利用物聯(lián)網的智能傳感技術對多個關鍵測點進行監(jiān)控，不僅可以提高巡檢效率，還可以節(jié)省人工成本；

三是遠程故障診斷與輔助決策的應用目前，電網各環(huán)節(jié)的監(jiān)測數(shù)據尚未統(tǒng)一集中發(fā)送到國家電網總部，省級公司無法全面收集其管轄范圍內的設備信息，因此，為了實現(xiàn)遠程故障診斷，可以通過全面的數(shù)據調用和專家組的集中決策，大大提高故障診斷和后續(xù)處理的及時性和準確性；

第四，電網智能預警和狀態(tài)檢修的應用在過去的實際生產中，大多數(shù)管理者根據現(xiàn)有經驗判斷設備異常和故障，這種主觀認識不能通過對設備運行數(shù)據的實時監(jiān)測，準確反映設備狀態(tài)的變化，提出對設備運行狀態(tài)的智能評估、預警和預防措施，以防止危及系統(tǒng)和設備的嚴重故障，這也有利于科學合理地制定維修計劃；

第五，應用電網設備仿真培訓，通過三維動畫演示進行電力系統(tǒng)維護指導和培訓，不斷提高維護人員的技術水平；

六是安全運行控制的應用，通過與三維空間位置信息相結合，實現(xiàn)人員、設備、車輛的安全運行控制。