基于數(shù)字孿生的數(shù)字電網(wǎng)展望與探析

    在云計算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)以及先進互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展背景下，推動第四次工業(yè)革命的發(fā)展，進一步強化信息采集、信息存儲、信息分析與信息共享，同時生產(chǎn)方式、經(jīng)濟形態(tài)也在一定程度上發(fā)生轉(zhuǎn)變，數(shù)字經(jīng)濟已經(jīng)成為推動社會發(fā)展的重點與關(guān)鍵。

    在如今的數(shù)字經(jīng)濟時代中，需要將能源、電力等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化要素，實現(xiàn)業(yè)務數(shù)字化發(fā)展，這樣才能跟上時代發(fā)展步伐。在這一過程中，數(shù)字電網(wǎng)建設工作，需要在數(shù)字孿生背景下進行創(chuàng)新與完善，滿足社會市場中對電網(wǎng)的需求，這樣可以推動電網(wǎng)的智能化建設。

    1、數(shù)字孿生理論分析

    對于數(shù)字孿生目前并沒有一個準確的定義，其概念仍然處于不斷變化當中。但有很多人認為，數(shù)字孿生主要是指通過對建模的應用，創(chuàng)建出可以覆蓋產(chǎn)品全生命周期，以及全價值鏈的數(shù)字化數(shù)據(jù)流，可以發(fā)揮訪問作用、整合作用與轉(zhuǎn)換作用。

    不同學者對于數(shù)字孿生有著屬于自身的看法，在本文中主要認為數(shù)字孿生是，通過對人工智能技術(shù)、傳感技術(shù)、仿真技術(shù)的應用，實現(xiàn)物理原子到數(shù)據(jù)的比特平行互動技術(shù)，或者屬于精準映射技術(shù)等。數(shù)字孿生有著屬于自身的特點，比如，高保真性特點，數(shù)字世界在對物理直接進行復制過程中，需要從本體構(gòu)成角度、形態(tài)行為角度、運行規(guī)則角度展開；可擴展性特點，數(shù)字模型可以結(jié)合自身實際情況，實現(xiàn)自我推演，或者是根據(jù)物理世界形態(tài)變化情況進行拆解操作、復制操作、修改操作等；互動性特點，不同物理終端之間，不同數(shù)學模型之間能夠?qū)崿F(xiàn)彼此之間的信息交互。

    2、數(shù)字電網(wǎng)分析

    在對數(shù)字電網(wǎng)分析過程中，本文主要從以下幾點進行闡述：

    （1） 數(shù)字電網(wǎng)內(nèi)涵。數(shù)字電網(wǎng)屬于電網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)，是由物理電網(wǎng)、孿生電網(wǎng)以及支撐技術(shù)形成。在數(shù)字電網(wǎng)中，擁有海量的數(shù)據(jù)信息，通過對智能傳感、人工智能的應用，實現(xiàn)電網(wǎng)復雜能量信息耦合運行關(guān)系的全方位解析，物理電網(wǎng)運營也能夠?qū)崿F(xiàn)可視化。明確物理實體軌跡錨點，并對錯誤問題作出相應調(diào)整。通過智能化方式對運營物理電網(wǎng)進行管理，實現(xiàn)電網(wǎng)作業(yè)模式、企業(yè)管理流程的轉(zhuǎn)變。

    數(shù)字電網(wǎng)可以創(chuàng)建出電網(wǎng)數(shù)據(jù)閉環(huán)賦能體系，采用系統(tǒng)自我進化方式、決策精準執(zhí)行方式等，實現(xiàn)對電網(wǎng)的全面監(jiān)控、預警與控制。促使電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)建設以及服務中存在的各類問題可以得到更好解決，提升信息資源利用率。

    （2）數(shù)字電網(wǎng)特點。在數(shù)字孿生背景下，數(shù)字電網(wǎng)有著屬于自身的特點。比如，全息復制特點，數(shù)字電網(wǎng)一般情況下是利用超寫實建模方式，將物理世界電網(wǎng)本體全方位且精準的映射在數(shù)字世界虛擬電網(wǎng)中。

    通過對傳感器的應用，使得虛擬電網(wǎng)能夠?qū)ξ锢黼娋W(wǎng)進行動態(tài)監(jiān)測與全面感知，這樣全系數(shù)字化的描述與精準表達可以得到保障；孿生交互特點，在全域數(shù)字世界當中，在全息復制虛擬映像基礎(chǔ)之上，使得電網(wǎng)運行、電網(wǎng)管理以及電網(wǎng)服務能夠?qū)崿F(xiàn)由實入虛，虛擬電網(wǎng)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)復雜特性進行學習解釋、建模仿真等；虛實迭代特點，通過物聯(lián)感知、物理世界實體新要素等，實現(xiàn)虛擬電網(wǎng)修正模型與時空的一致性，還可以通過仿真的方式，針對物理世界變化潛在的風險問題進行全面預警，并給出相應預防措施與解決措施。

    3、基于數(shù)字孿生的數(shù)字電網(wǎng)的架構(gòu)體系

    3.1加強物理電網(wǎng)設置

    物理電網(wǎng)在設置過程中，往往采取的是集中電源與分布式電源組合方式、交直流混合柔性輸電供電方式。物理電網(wǎng)在如今多市場主體博弈環(huán)境，以及差異性負荷需求環(huán)境下，逐漸變得結(jié)構(gòu)復雜，在其中會涉及到很多不同設備設施與技術(shù)，具有時變非線性特點、部分可觀測性特點、隨機不確定性特點等。

    可以利用數(shù)字化標識與標準，對接口進行有效控制，并創(chuàng)建虛擬互動入口。電網(wǎng)中的物理元素，具備位移全局數(shù)字標識，可以將其作為數(shù)字電網(wǎng)的索引，實現(xiàn)信息的準確采集、更加精準執(zhí)行決策指令。不同要素都要實現(xiàn)智能化升級，創(chuàng)建標準化控制信息接口，這樣才能對虛擬電網(wǎng)實時反饋的控制指令進行接收，更好完成資源要素配置。

    3.2加強感知層設置

    數(shù)字電網(wǎng)對于不同應用場景與感知需求，要做好感知體系的統(tǒng)籌建設工作。加強對多樣化功能傳感器的應用，實現(xiàn)對電量信息與非電量信息的采集。傳感器要具備精準感知能力、多樣通信能力以及邊緣計算能力等，這樣形成的測量感知系統(tǒng)，才能具備大范圍特點、大規(guī)模特點以及協(xié)同化特點等。

    感知設施在感知信息協(xié)同采集過程中，需要采用局域組網(wǎng)、動態(tài)廣播以及定向點召方式等。通過對信息的統(tǒng)一采集匯聚，更好實現(xiàn)電網(wǎng)動態(tài)數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)整合，從而形成三維立體的感知布局。感知層要擁有就地處理能力、就地分析能力，針對淺顯運行表象，更好落實自我管理。

    3.3加強傳輸層設置

    傳輸層可以保證電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的安全性與可靠性，并且實現(xiàn)雙向傳輸。如果數(shù)字電網(wǎng)物理世界與虛擬世界之間的虛實協(xié)同、時空運行模式一致性想要得到保障，那么要創(chuàng)建物理通信網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡要具有可靠性特點、與終端之間可以實現(xiàn)領(lǐng)過接入等。

    異構(gòu)通信網(wǎng)絡架構(gòu)，以及融合通信網(wǎng)絡架構(gòu)能夠長存在，在此背景下，要將創(chuàng)建高速化、天地一體的電網(wǎng)泛在通信網(wǎng)作為一項重點工作，實現(xiàn)對不同信息的有效獲取、信息傳輸以及信息匯聚等。傳輸層更好落實資源統(tǒng)籌處理工作，使得網(wǎng)絡資源調(diào)配能力可以得到全面提升。 按照實際需要做好彈性組網(wǎng)配置工作，同時，還要設置不同安全設備，使得不同級別業(yè)務安全需求都可以得到滿足。

    3.4加強數(shù)據(jù)層設置

    數(shù)據(jù)層會利用數(shù)據(jù)中臺，創(chuàng)建電網(wǎng)全要素載體、全業(yè)務數(shù)字化載體以及全流程載體等。數(shù)據(jù)層能夠?qū)崿F(xiàn)不同業(yè)務數(shù)據(jù)的收集與應用，比如，基建信息、營銷信息、生產(chǎn)信息等，在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)建影像庫、文本庫等，為后續(xù)工作的開展提供有效的數(shù)據(jù)服務。

    與此同時，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)檢測、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)字修復等，在電網(wǎng)元素標識、統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型之下，將不同系統(tǒng)以及終端監(jiān)測數(shù)據(jù)壁壘、業(yè)務流程與工單數(shù)據(jù)壁壘打破。

    針對集成數(shù)據(jù)、融合數(shù)據(jù)等，能夠?qū)崿F(xiàn)更加深入的挖掘、提煉與應用。在電力系統(tǒng)特征提取中，工作人員要對不同業(yè)務執(zhí)行、決策以及反饋中的關(guān)鍵元素進行分析，確保特征提取的科學性與合理性。根據(jù)數(shù)據(jù)血緣，對流轉(zhuǎn)途徑中的關(guān)聯(lián)節(jié)點進行分析，并創(chuàng)建電網(wǎng)知識圖譜。

    結(jié)束語：

    綜上所述，數(shù)字電網(wǎng)建設是如今社會快速發(fā)展背景下的一項重點工作，針對該項工作需要工作人員能夠給予更多重視。通過加強數(shù)據(jù)層設置、加強傳輸層設置等不同方式，保證數(shù)字電網(wǎng)的科學性與合理性。

    這樣數(shù)字孿生電網(wǎng)可以實現(xiàn)物理世界與虛擬數(shù)字世界之間的平行協(xié)同，更好實現(xiàn)物理世界價值再生，以及數(shù)字世界的自在優(yōu)化，推動電網(wǎng)數(shù)字化的運營。促使社會市場需求可以得到滿足，為人們?nèi)粘Ｉ�活與工作提供更多便利。