數字孿生電網是什么？功能有哪些？發展歷程解析

1 什么是數字孿生電網

工業4.0研究院解析了“數字孿生電網”(DTG，Digital Twin Grid)概念，從廣義上來說是指電力行業的數字孿生體應用，狹義上指從發電、輸電、配電和用電全生命周期場景下的數字孿生體應用。

工業4.0研究院將數字孿生電網定義為數字孿生電網是基于數字孿生基礎設施的電網數字化轉型方法，通過在數字空間建設電網、環境、人員和業務四要素，實現數據驅動的全局、全生命周期的數字孿生體，從而達到不斷改善的應用目的

2 數字孿生電網的參考架構

根據數字孿生電網的定義，工業4.0研究院設計了數字孿生電網參考架構，總體分為三個層面：數字孿生基礎設施、數字孿生體平臺和數字孿生體應用，以便電力企業在實際應用中參考

3 數字孿生電網發展歷程

(1)數字孿生電網1.0的核心任務是基本完成四大要素建設任務;基礎設施是搭建好數字孿生基礎設施框架，完成DTL1數字孿生化;搭建好開發平臺、開源社區和場景編排等基本功能;應用重點在實現資產管理類應用

(2)數字孿生電網2.0的核心任務是實現全局數據機制;基礎設施是引入GIS、室內定位等數據并融合，能實現四要素DTL2-3數字孿生化;其平臺是能夠實現操作系統所要求的即插即用;重點實現全局優化類應用

(3)數字孿生電網3.0的核心任務是實現全局和全生命周期數據機制;基礎設施是全面建立點云驅動的數字孿生化和數據機制，能夠實現不斷改進的目標;平臺是擁有一定規模的開發群體，并具有持續改善能力;重點實現全生命周期類應用

4 數字孿生電網的功能

數字孿生電網可以監測電網實時狀態、診斷電網異常原因、預測電網發展趨勢、優化電網運營策略

(1)監測電網實時狀態：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,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測電網狀態。

(2)診斷電網異常原困：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。

(3)預測電網發展趨勢：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。

(4)優化電網運營策略：數字孿生電網還可以優化設備檢修頻率、電力設施配置、聯絡開關投切、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。

來源：《數字孿生體聯盟：數字孿生電網白皮書-電力企業數字化轉型之道（58頁）.pdf》

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