數(shù)智觀察

(資料圖)

數(shù)字孿生電網(wǎng)絕非簡(jiǎn)單的3D動(dòng)態(tài)示意圖，也并非傳統(tǒng)離線仿真工具，而是一套“會(huì)思考、能決策”的智能系統(tǒng)，這也是其能夠切實(shí)提升新型電力系統(tǒng)運(yùn)行效率的關(guān)鍵。

圖片來(lái)源/攝圖網(wǎng)

■中國(guó)經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào)記者李海楠

隨著人工智能、高算力和新一代互聯(lián)網(wǎng)等關(guān)聯(lián)技術(shù)突飛猛進(jìn)，數(shù)字孿生電網(wǎng)搭建起聯(lián)通“現(xiàn)在”與“未來(lái)”的橋梁，正引領(lǐng)我們走向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)、物理數(shù)字深度融合”的能源未來(lái)。

所謂數(shù)字孿生電網(wǎng)，是指通過三維建模技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)從物理世界到數(shù)字世界的映射，依托多維感知手段將電網(wǎng)運(yùn)行情況實(shí)時(shí)同步至數(shù)字孿生系統(tǒng)，完成電網(wǎng)系統(tǒng)在數(shù)字世界的動(dòng)態(tài)復(fù)現(xiàn)。

簡(jiǎn)單來(lái)說，數(shù)字孿生就是為物理世界的實(shí)體在數(shù)字空間搭建高精度線上電網(wǎng)復(fù)刻體，既能夠?qū)崟r(shí)反饋物理實(shí)體運(yùn)行狀態(tài)，又可以推演未來(lái)變化趨勢(shì)，為新型電力系統(tǒng)運(yùn)行控制技術(shù)發(fā)展帶來(lái)重大機(jī)遇。

正因如此，數(shù)字孿生電網(wǎng)成為支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。數(shù)字孿生電網(wǎng)絕非簡(jiǎn)單的3D動(dòng)態(tài)示意圖，也并非傳統(tǒng)離線仿真工具，而是一套“會(huì)思考、能決策”的智能系統(tǒng)，這也是其能夠切實(shí)提升新型電力系統(tǒng)運(yùn)行效率的關(guān)鍵。

在新型電力系統(tǒng)建設(shè)的宏大圖景中，數(shù)字孿生電網(wǎng)正以顛覆性技術(shù)形態(tài)重構(gòu)能源互聯(lián)網(wǎng)時(shí)空維度。

傳統(tǒng)電網(wǎng)數(shù)字化進(jìn)程曾長(zhǎng)期停留在物理系統(tǒng)信息化映射層面，依托二維數(shù)據(jù)采集、離線仿真工具開展靜態(tài)推演，早已難以適配高比例新能源接入帶來(lái)的多維不確定性。

這也是數(shù)字孿生電網(wǎng)能夠脫穎而出的根本原因。其突破性在于，可通過三維激光掃描實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)建模，將綿延數(shù)千公里的輸配電網(wǎng)絡(luò)復(fù)刻至數(shù)字空間。

與此同時(shí)，數(shù)字孿生電網(wǎng)依托物聯(lián)網(wǎng)傳感器實(shí)現(xiàn)每秒百萬(wàn)級(jí)數(shù)據(jù)吞吐，將鐵塔覆冰、導(dǎo)線弧垂、變壓器溫升等物理狀態(tài)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為數(shù)字鏡像。

這種動(dòng)態(tài)映射，一方面突破傳統(tǒng)仿真的時(shí)間常量限制;另一方面，依托機(jī)器學(xué)習(xí)算法挖掘歷史數(shù)據(jù)中設(shè)備劣化規(guī)律、負(fù)荷波動(dòng)特征等隱性信息，使電網(wǎng)具備從“全息感知”到“實(shí)時(shí)分析”再到“自主決策”的全鏈條處置能力。

數(shù)字孿生電網(wǎng)的優(yōu)異能力，源于全方位實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、人工智能算法建模預(yù)測(cè)的綜合技術(shù)賦能，能夠推動(dòng)電網(wǎng)調(diào)度從“事后響應(yīng)”轉(zhuǎn)向“事前預(yù)判”，最終實(shí)現(xiàn)能源分配更高效、更精準(zhǔn)。

當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、工業(yè)制造業(yè)生產(chǎn)以及未來(lái)產(chǎn)業(yè)大規(guī)模布局催生巨量用電需求，新型電力系統(tǒng)亟須一套能夠真實(shí)反映當(dāng)下用電需求、精準(zhǔn)預(yù)判未來(lái)負(fù)荷變化的電力“氣象預(yù)報(bào)”系統(tǒng)，數(shù)字孿生電網(wǎng)恰好適配這一發(fā)展剛需。

例如，依托數(shù)字孿生電網(wǎng)，可挖掘發(fā)電、用電歷史規(guī)律，結(jié)合氣象預(yù)測(cè)、地理信息等多源數(shù)據(jù)，提前數(shù)小時(shí)乃至數(shù)天預(yù)判新能源發(fā)電量與社會(huì)用電負(fù)荷。當(dāng)極端高溫推升空調(diào)用電、寒潮天氣加劇采暖負(fù)荷時(shí)，數(shù)字孿生電網(wǎng)可快速平衡電力供需缺口，規(guī)避夏季限電、冬季供暖不足等民生問題。

該預(yù)測(cè)能力并非憑空生成，而是依托海量歷史數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)形成，推動(dòng)電網(wǎng)管控模式從“被動(dòng)應(yīng)對(duì)”轉(zhuǎn)向“主動(dòng)掌控”。

值得關(guān)注的是，數(shù)字孿生電網(wǎng)帶來(lái)的不僅是技術(shù)迭代，更是能源生態(tài)體系重構(gòu)。“十五五”時(shí)期，國(guó)家電網(wǎng)4萬(wàn)億元投資中，數(shù)字化、智能化投資占比將顯著提升，資金重點(diǎn)投向特高壓通道數(shù)字孿生建模、配電網(wǎng)柔性互聯(lián)虛擬仿真、儲(chǔ)能系統(tǒng)數(shù)字鏡像搭建等領(lǐng)域。

伴隨數(shù)字孿生體與物理電網(wǎng)同步規(guī)劃建設(shè)，新能源場(chǎng)站在選址階段即可植入數(shù)字化基因，用戶側(cè)分布式資源依托虛擬電廠整合為可調(diào)度數(shù)字資產(chǎn)，電力系統(tǒng)邊際成本將在數(shù)字賦能下持續(xù)壓降。

站在能源革命關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，數(shù)字孿生電網(wǎng)的價(jià)值早已超越普通技術(shù)工具范疇。它既是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的“數(shù)字底座”，也是能源轉(zhuǎn)型的“認(rèn)知引擎”。在數(shù)字空間模擬極端天氣下電網(wǎng)韌性、優(yōu)化跨省跨區(qū)電力互濟(jì)方案、探索碳足跡追蹤數(shù)字化路徑，本質(zhì)是以比特流優(yōu)化瓦特流時(shí)空配置。

不久的將來(lái)，隨著數(shù)字孿生電網(wǎng)規(guī)模化普及應(yīng)用，這種虛實(shí)共生的新型電網(wǎng)形態(tài)，將打破物理電網(wǎng)固有約束，讓清潔電能如信息流般自由流轉(zhuǎn)，在筑牢能源安全防線的同時(shí)，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展注入綠色動(dòng)能。

總 監(jiān) 制丨王列軍車海剛

監(jiān) 制丨陳 波 王 彧 楊玉洋

主 編丨毛晶慧 編 輯丨鄒 朵

標(biāo)簽： 電能 能源 負(fù)荷 輸配電 數(shù)智導(dǎo)刊 新型