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       隨著物聯(lián)網、大數據、人工智能等技術的日臻成熟，電力行業(yè)正日益成為數字孿生技術最重要的應用場景之一，從電力行業(yè)的特征來看，數字孿生在電網發(fā)、輸、變、配、用全流程都有應用潛力，數字孿生電網應運而生。

       一、什么是數字孿生電網

      工業(yè)4.0研究院提出“數字孿生電網”（DTG, Digital Twin Grid）概念，廣義上指電力行業(yè)的數字孿生體應用，狹義上指在發(fā)電、輸電、配電和用電全生命周期場景下的數字孿生體應用。

      數字孿生電網是將物理電網以數字化方式映射至虛擬空間，通過接收來自物理電網的狀態(tài)信息而同步演化，以實現對物理電網的全面精準監(jiān)測，并基于物理電網的狀態(tài)信息，進行診斷、預測等一系列計算分析后，將分析結果反饋給物理電網，從而推動物理電網的優(yōu)化調整。

       數字孿生電網體系架構由設備級數據孿生、單元級數字孿生、系統(tǒng)級數字孿生三個層級所構成。

       數字孿生電網體系架構：

       設備級數字孿生指電網中單個設備的數字孿生，如數字孿生變壓器、數字孿生斷路器、數字孿生隔離開關等。

       單元級數字孿生是指電網中由多個設備所組成的功能單元的數字孿生，如數字孿生變電站、數字孿生微電網、數字孿生輸電線路等。

       系統(tǒng)級數字孿生是指電網中由多個功能單元所組成的系統(tǒng)的數字孿生，如數字孿生區(qū)域電網、數字孿生省級電網、數字孿生市級電網等。

        二、數字孿生電網主要功能

       系統(tǒng)級數字孿生并不是單元級數字孿生的簡單疊加，系統(tǒng)級數字孿生除了涵蓋該系統(tǒng)所包含功能單元的數字孿生的功能外，還具有自身的一些特有功能，如數字孿生市級電網除了涵蓋該市集電網所包含變電站、輸電線路等功能單元的數字孿生的功能外，還具有無功優(yōu)化、網架優(yōu)化等特有功能；同理單元級數字孿生變電站除了涵蓋該變電站所包含變壓器、斷路器等設備的數字孿生的功能外，還具有整站狀態(tài)評估、站內風險點識別等特有功能。

       監(jiān)測電網實時狀態(tài)：數字孿生電網可以實時反映開關通斷、設備負載、用戶負荷、新能源出力等電網運行狀態(tài)，還可以實時反映電網的異常信息、故障信息，以便工作人員全面實時地監(jiān)測電網狀態(tài)。

       診斷電網異常原因：數字孿生電網可以實現電網電壓異常、電能質量異常、電費異常等各類異常的溯因分析，準確研判出導致異常的原因，以便工作人員制定相應的改進措施。

       預測電網發(fā)展趨勢：數字孿生電網可以準確預測新能源出力、電力用戶用電負荷、電氣設備負載情況，還可以預測設備故障、客戶投訴等，以便工作人員制定相應的應對措施。

       優(yōu)化電網運營策略：數字孿生電網還可以優(yōu)化設備檢修頻率、電力設施配置、聯(lián)絡開關投切、相間負荷調整等運營策略，進而為工作人員提供科學的決策支撐。

       由于數字孿生技術在電網應用中仍處于1.0階段，未來整個電力系統(tǒng)，從能源生產側到應用側，都會迎來較大的改革，數字孿生電網將實現全局和全生命周期生產運行需要，達到源網荷儲一體化等管理目標，提升整個電力能源的穩(wěn)定與經濟運行。在智能配電領域，泰豪智能電氣將通過數字孿生技術的使用，全面打通光伏、儲能配網、用能端，通過多能協(xié)調的本地化控制平臺，實現從云端分析到本地執(zhí)行的能源多級管控目標，打造園區(qū)智慧微網，助力園區(qū)微網數字、經濟、低碳運行。