预计10年内电网线路将全部实现可视化!数字孪生电网时代正扑面而来
发布者:admin | 来源:中国能源报 韩逸飞 | 0评论 | 1493查看 | 2021-09-03 09:28:31    

当前,电力和电网行业正日益成为数字孪生技术最重要的应用场景之一。8月18日,由工业4.0研究院编写的《数字孪生电网白皮书》(以下简称《白皮书》)正式发布。《白皮书》指出,电网行业具有价值较高、技术要求不复杂等特点,非常适合作为数字孪生技术应用的先导性场景。


然而,有专家认为,虽然电网行业积极引入数字孪生技术,但总体应用效果并不理想。


不过,由于数字孪生技术在电网应用中仍处于1.0阶段,未来依然有很大提升空间。


“机器与机器间用数据对话”


数字孪生技术能做什么?相关专家告诉记者,数字孪生技术能够通过大数据采集和数字化模型构建,对物理世界进行精准映射,实现透明的数据可视化。同时,能够利用大数据超越物理世界的局限,对工艺、操作流程和运维过程进行仿真和预测,并实现快速验证,从而为规划设计、建设实施、运维服务等全生命周期内各个环节带来价值回馈。


“基于这些价值,数字孪生应用于汽车、航空等制造业以及建筑业的例子数不胜数,其带来了数据的透明,数字化主线的贯通,以及动态管理、复杂供应链协同和预测性维护的实现。”一位电网专家告诉记者,“这些价值恰好与电网数字化转型的需求高度契合。两者的有机结合,有望为未来电网优化升级提供助力。”


“随着创新技术和信息基础设施的快速发展,很多新技术正在以前所未有的速度落地各行各业,带来崭新的数字化价值,数字孪生技术就是其中一个典型的例子。当前,电力行业引入数字孪生技术,逐步形成了较为广泛的数字孪生应用场景。”数字孪生体联盟理事长胡权认为,数字孪生电网是基于数字孪生基础设施的电网数字化转型,通过在数字空间建设电网、环境、人员和业务四要素,实现数据驱动的全局、全生命周期的数字孪生体,从而达到不断改善电网应用的目的。


“数字孪生电网的核心是数据驱动,将数据要素的价值发挥出来。”胡权认为,“过去所说的信息化是需要人去参与的,而数字孪生电网则实现了数据自动化。可以简单理解为‘机器与机器间用数据对话’,这将大大减少人的参与度,将人作为变量所带来不确定性最大可能降低,从而提高整体系统的稳定性。”


“就像全屋智能控制系统”


有业内人士告诉记者,历经多年高速发展,电网行业的信息化程度已经较高,能够满足管理信息化的需要,但这只是数字化转型的一部分。“管理信息化具有高维度和数据颗粒度大的特点,这对精准化管理而言,面临应用难度高和效果不佳的挑战。”


“在电网数字化转型的过程中,各系统、部门的数据信息独立且分散,形成一个个‘数据孤岛’;由于数据来源多样化,导致数据格式各异、缺乏标准,不便于融合利用;数据表达能力不足、缺乏数据交互、难以还原真实场景,这些痛点都可以通过数字孪生电网解决。”上述电网专家表示。


此外,数据孪生电网数据和模型的可视化与互联互通,为更高层次的场景化应用提供了基础。例如,上升到战略决策层面,数字孪生平台还可以助力预测可再生能源发电与供电负荷,实现分布式能源供需的就地平衡,助力解决高比例新能源接入及消纳为电网带来的可靠性挑战。


胡权用实例生动地说明了数字孪生技术在电网的应用价值:“电网的高压线通常采用无人机巡检来判断故障或预测风险,但从无人机发现问题,到上报问题,再到解决问题,各环节均需依靠人工,时间周期存在不确定性。相较而言,使用数字孪生技术所构建的电网,机器与机器之间会自动上传问题,只需人工解决问题。”


“通俗地讲,就像全屋智能系统通过Wi-Fi连接起来,你只需对着手机操作就可以控制全部家电一样。数据与数据间自动交互,再由人进行总控。”胡权解释说。


“将由1.0版本升级到3.0版本”


胡权告诉记者,数字孪生电网参考架构采用了开放体系,可以实现“建设-运行-优化”的闭环优化,这正是数字孪生技术的潜力所在。同时,针对数字孪生电网可持续改进特征,预计经过10年左右的时间,数字孪生电网将由现在小范围推广1.0版本升级成实现全局和全生命周期生产运行需要,达到源网荷储一体化管理目标的3.0版本。“1.0版本是打基础,2.0版本是做运行的改善,3.0版本是创新升级。”


在施耐德电气能源管理中压业务市场与战略副总裁薛毅看来,今后,数字孪生技术将越来越多地融入到电网设计规划、建设及运维等全生命周期内的各个环节,助力提供多样化、场景化的功能和服务,真正实现“回溯过往,掌控当下,预知未来”的运维体验,从而切实推动未来电网形态的持续进化。


上述电网专家透露,当前,电网企业已经在做相应的数字孪生电网的技术升级规划,预计在“十四五”末期或“十五五”中期开始大量应用。“一旦数字孪生电网形成规模,产业链成本将进一步下降,供应商开始盈利,市场会得到飞速发展。预计10年左右,全国范围内的电网线路将全部实现可视化,通过互联网可以看到所有线路的细节。”


不过,业内人士提醒说,要实现数字孪生电网从1.0版本到3.0版本的跨越,亟待产业链在一个开放的生态圈中相互协作,联合创新,从而让可深入行业的应用尽快落地,并切实产生商业价值。

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