12月24日，上海浦東供電公司應用“共智”配電網數字孿生評價系統，開展配電網全生命周期運行、監控與運維分析業務。這是數字孿生技術首次在新一代配電網規劃、建設、維護和管理中應用，能夠滿足電網運維和管理人員在日常以及應急各種工作場景下的需求。

能源革命與數字革命正深度融合。國家電網有限公司加速向數字化轉型，推動電網向智慧化方向發展，引領能源互聯網建設，打造優勢互補、資源共享、互利共贏的能源生態圈。國網信息通信產業集團有限公司開展了數字孿生技術在電網輸電、變電和配電領域的研究與應用。未來，數字孿生技術將結合人工智能、云計算、5G等新一代技術，在電網發、輸、變、配、用、調各個環節實現應用，推動電網數字化轉型。

虛擬走進現實 技術不斷創新發展

數字孿生，可理解為現實世界的每一個物體，都在虛擬世界有一個映射或代理。人類可以在虛擬世界中模擬現實社會的運行，從而對現實世界的未來做出預判和必要干預。

1992年，知名計算機和人工智能思想家、耶魯大學教授大衛·格倫特描述了一個用軟件定義的虛擬世界，它和現實世界一一對應。這和數字孿生的概念內涵基本一致。

數字孿生正成為全球信息技術發展的新焦點。2017年，IT研究與顧問咨詢公司高德納（Gartner）對數字孿生的解釋是：實物或系統的動態軟件模型，在三到五年內，數十億計的實物將通過數字孿生來表達。2020年4月11日，國家發展改革委、中央網信辦印發《關于推進“上云用數賦智”行動 培育新經濟發展實施方案》。方案提出，鼓勵研究機構、產業聯盟舉辦形式多樣的創新活動，圍繞解決企業數字化轉型所面臨的數字基礎設施、通用軟件和應用場景等難題，聚焦數字孿生體專業化分工中的難點和痛點，引導各方參與提出數字孿生的解決方案。

數字孿生技術具有全景可視化、智能診斷、深度分析和高效決策等優勢，將有力推動數字產業化和產品數字化進程。數字孿生正成為國家數字化轉型的新抓手。

在電力行業，數字孿生技術已在變電、配電等領域實現了應用。2019年，在第六屆世界互聯網大會上，烏鎮“互聯網之光”博覽會新展館10千伏配電房運用數字孿生技術，構建了與真實場景無縫匹配的虛擬場景。2020年11月，雄安新區王家寨數字孿生臺區完成部署，公司經營區首個配網數字孿生臺區全景展示平臺上線試運行。

幕后到前臺 助力電網智能管控

“十三五”期間，我國大力建設特高壓輸變電工程。特高壓交直流電網運行特性日趨復雜，線路容量大、距離遠、影響范圍廣，易受復雜多變的自然環境影響。同時，電網業務涵蓋發、輸、變、配、用各個環節，故障形態日益多樣化。

如何通過數字化手段實現電網一張圖，有效利用海量電網運行數據、設備監測數據，同時融合外界環境數據、災害數據，為大電網安全運行提供強有力的支撐，助力電網數字化轉型，成為當前公司研究的重點方向之一。

國網信通產業集團所屬國網信通股份公司繼遠軟件以國家電網公司電力系統人工智能聯合實驗室為基礎，利用大數據、物聯網、云計算等新技術，圍繞電網調度和運檢應用需求研發了基于數字孿生的電網智能管控平臺。

平臺于2019年12月上線，以大電網孿生體視角出發，通過裝置全息互聯、內外部數據深度融合實現一張數字化“透明大電網”，實現事前電網運行全息感知、風險智能預警，事中電網及外部資源快速協同，事后故障智能分析、輔助決策。平臺涵蓋了發送端電廠通過輸電線路到變電站的全景孿生模型。輸電方面，平臺量化外部災害電網安全運行風險，將大電網調控運行從傳統電網被動響應故障向主動事前預判轉變，加強調控運行人員對電網的控制，降低電網潛在風險；變電方面，平臺構建各類變電站的三維模型，接入變電站一、二次設備監測和輔控數據，深度集成視頻監控和機器人監測，實現了變電站數字孿生，將以人工為主的變電站現場巡檢模式轉變為主要依托自動化、信息化、智能化技術的遠程巡檢模式，提升變電運檢效率。

“平臺可實現通道線路和變電站設備內外部信息全景展示、風險智能預警、故障在線預判及推演分析、歷史故障重現追演、遠程虛擬巡檢等功能。”國網信通股份公司繼遠軟件可視化運營事業部總經理孫飛說，平臺可以推進運維資源規范化配置、密集通道智能化運檢，全面提升密集通道智能化管控能力。

11月11日17時06分，安徽某地出現強對流天氣。國網安徽省電力有限公司調度工作人員立即通過電網智能管控平臺開展風險排查，并發出預警通知：“受強對流天氣影響，區域兩條500千伏線路運行存在風險，影響供電安全。請設備部組織對線路設備開展特巡，請安監部督促相關部門、單位做好應急處置措施，請調控中心組織好相關事故處理預案。”調度工作人員通過電網智能管控平臺辨識出薄弱斷面，給出預控措施，通過仿真計算掌握風險的演變，并發出預警通知單，輔助協同各部門開展預警故障應急處置，保障大電網安全穩定運行。

安徽境內有6處特高壓密集輸電通道，總長463千米，承載的電力流大，一旦發生故障就會產生較大影響。“運維人員可隨時通過平臺調閱通道現場視頻、微拍，輔助通道缺陷與隱患處理，尤其是出現強對流、降雨、山洪等極端天氣時，可實時掌握通道外部環境及周邊情況。”安徽送變電運檢分公司專責張曉川說，平臺輔助運維檢修人員巡線并反饋，提高應急響應速度300%。

截至目前，電網智能管控平臺已在±1100千伏、1000千伏、±800千伏等6類電壓等級的1000余條輸電線路，以及342座換流站和變電站應用，可以預測雷電、山火、汛情等6類電網災害風險，并實現故障處置時間縮短50%，有效避免大面積停電事故，減輕電網停電影響。平臺已獲專利4項，包括兩項發明專利、兩項實用新型專利；發表論文兩篇；登記軟件著作權1項。

深化應用 促進電網智慧互聯

隨著建模、物聯網、大數據及人工智能技術日趨成熟，數字孿生技術將助力打造智能電網的數字孿生體，為電網輔助規劃設計、常態管理、調度指揮、應急處置、智能干預等提供數字化支撐。這項技術對電力系統結構、運行邏輯、交易方式、商業模式、技術體系與管理機制都將帶來重要影響。比如，在電力物聯網建設的具體場景中，數字孿生技術可應用于支撐虛擬現實下電網的智能規劃及優化設計、精準電網故障模擬云測仿真、虛擬電廠、智能設備監控、電力機房調控、變電站設備監控等業務。

“如智慧變電站數字孿生系統，可基于無人機、機器人和傳感器等多種監測手段，匯聚變電站一次、二次設備運行監測數據和輔控信息，以人工智能為核心，利用深度學習、知識圖譜等能力，結合5G、大數據、邊緣計算等技術開展智能診斷、預測性維護。”國網信通股份繼遠軟件技術專家汪春燕介紹，數字孿生技術不僅可以實現變電站設備的精益管理、精益檢測和精益管控，還能提升設備全狀態量感知力與管控力。

在“新基建”浪潮中，國網信通股份繼遠軟件依托人工智能、物聯網等技術優勢，將數字孿生與電網運檢、調度等業務深度結合，持續優化電網智能管控平臺，并打造應用于基建、安監等業務的專業數字孿生應用，助力智慧互聯、協同共享的智能電網建設。

原文標題：數字孿生技術首次在新一代配電網規劃、建設、維護和管理中應用

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責任編輯：haq