电网相遇数字孪生技术会带来什么变化?

能源数字孪生专委会
数字双胞胎与电网的邂逅,首先要解决的是数据孤岛的挑战。过去,在电网行业数字转型过程中,各系统、部门的数据信息独立分散,形成了数据孤岛。

随着创新技术和信息基础设施的快速发展,许多新技术应用趋势以前所未有的速度登陆各行各业,带来新的数字价值,数字双胞胎技术就是其中的典型例子。目前,全社会着重于双碳目标的重要时期,构建以新能源为主体的新电力系统,推进电网数字转型也成为当务之急。

那么,当传统的电网行业“邂逅”点石成金的数字孪生技术,会带来哪些改变?

数字孪生技术价值与数字化电网需求高度契合。

首先,我们来认识一下数字孪生技术的诸多“本领”。众所周知,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;其更重要的价值在于,它能够利用这些大数据,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的各个环节带来回馈价值。

基于这些价值,数字孪生以往应用于汽车、航空等制造业以及建筑业的例子数不胜数,它带来的是数据的透明,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。今天,我们惊喜地看到,这些价值恰好与未来电网数字化转型的需求高度契合。两者的有机结合,有望为未来电网进化升级奏响新的强音。

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数字孪生技术如何应对电网数字化转型挑战。

数字双胞胎与电网的邂逅,首先要解决的是数据孤岛的挑战。过去,在电网行业数字转型过程中,各系统、部门的数据信息独立分散,形成了数据孤岛。另外,由于数据来源多样化,数据形式不同,标准化不足,融合利用不方便,数据表现力不足,数据交互不足,难以恢复真实场景等顽固的疾病也存在。

基于电网模型,建立基于施耐德电气EcoStruxure三层结构的数字双胞胎平台,可以有效地解决这些挑战。在数字双胞胎应用结构的基础上,通过智能设备、智能表等手段可以广泛收集物理世界的多源数据,在形成全场景、跨系统空间的大数据集的中间层,以公共云、私有云或混合云为平台,融合和处理不同来源、不同形式的数据的顶层,通过开放的API接口,数据可以二次开发和集成,服务于数字电网的各个具体场景

这种结构有助于数字双胞胎平台实现数字电网运输方式的霸权创新。无论是现场设备巡逻、故障调查、控制中心负责的配电站和配电管理、运输维护中心负责的业务流程管理、运输维护计划安排和远程运输维护,都可以实现三维可视化运输维护。

数据和模型的可视化与互联互通,为更高水平的场景化应用提供了基础。例如,上升到战略决策水平,数字双胞胎平台预测可再生能源发电和供电负荷,实现分布式能源供求的当地平衡,有助于解决高比例新能源访问和消纳给电网带来的可靠性挑战。

开展联合创新模式,帮助数字双胞胎加快电网行业落地。

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数字双胞胎技术在电网数字转型中的应用,企业必须在开放的生态圈合作,开展联合创新,使深入行业的应用尽快落地。在这方面,施耐德电气和双数技术在电网数字双胞胎领域的共同创新是典型的例子。

目前,通过两者的共同创新,可以灵活满足数字电网内不同场景、规模的需求。对于单个配电盘、机柜,数字双胞胎可以支持三维扫描、视觉表现,实现数字交付的单个配电站、开关站,数字双胞胎可以支持站点设备的全要素数据连接,实现数字运输管理的地区配电站,数字双胞胎可以为地区电网实现配电智能管理,按需配电

以施耐德电气和双数技术成功实施的变电站智能运输项目为例,该数字变电站占地面积为80平方米,包括20台中压盘、7台低压盘、2台变压器和一组母线。改造前,该变电站采用的传统2D运输平台不直观,设备种类、数量复杂,无法统一管理,多种数据类型也无法在统一平台上整合,运输人员无法预测可能发生的故障和事故。

实施改造后,数字双胞胎解决方案提供了配电站全场景三维建模复原、全站设备内外结构可视化展示、运输模拟数据实时获取、设备帐户实时查看、故障模拟预测等一系列功能,为变电站的运输维护带来了点石成金的效果和体验。和改造前相比,节省了大量时间、财力成本,大幅提升了运维效率,此外还有效缩减了配电站的效能损耗。

依托绿色能源管理理念,数字孪生持续助力电网进化。

在过去的施耐德电气创新峰会上,施耐德电气发表了积极的绿色能源管理理念。依托这一理念,基于数字双胞胎技术的创新解决方案,必将作为绿色能源管理解决方案的重要组成部分,帮助客户轻松应对源网负荷一体化,多能源互补挑战,获得更大的成长空间,同时降低变革成本,从能源生产、存储、传输、使用全生命周期实现绿色、可靠、高效的能源管理目标,帮助电网等行业客户实现高质量发展。

对于数字双胞胎在电网领域的应用前景,施耐德电气能源管理压迫业务市场和战略副社长薛毅说:今后,数字双胞胎技术越来越融入电网设计计划、建设和运输维护等全生命周期内的各个环节,提供多样化、场景化的功能和服务,真正提供追溯过去,控制现在,预知未来的优秀运输体验,切实推进未来电网形态的持续进化。

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