数字孪生技术助力电网数字化转型

能源革命与数字革命正深度融合。国家电网有限公司加速向数字化转型，推动电网向智慧化方向发展，引领能源互联网建设，打造优势互补、资源共享、互利共赢的能源生态圈。国网信息通信产业集团有限公司开展了数字孪生技术在电网输电、变电和配电领域的研究与应用。未来，数字孪生技术将结合人工智能、云计算、5G等新一代技术，在电网发、输、变、配、用、调各个环节实现应用，推动电网数字化转型。
虚拟走进现实 技术不断创新发展
数字孪生，可理解为现实世界的每一个物体，都在虚拟世界有一个映射或**。人类可以在虚拟世界中模拟现实社会的运行，从而对现实世界的未来做出预判和必要干预。
1992年，知名计算机和人工智能思想家、耶鲁大学教授大卫·格伦特描述了一个用软件定义的虚拟世界，它和现实世界一一对应。这和数字孪生的概念内涵基本一致。
数字孪生正成为全球信息技术发展的新焦点。2017年，IT研究与顾问咨询公司高德纳（Gartner）对数字孪生的解释是：实物或系统的动态软件模型，在三到五年内，数十亿计的实物将通过数字孪生来表达。2020年4月11日，国家发展改革委、中央网信办印发《关于推进“上云用数赋智”行动 培育新经济发展实施方案》。方案提出，鼓励研究机构、产业联盟举办形式多样的创新活动，围绕解决企业数字化转型所面临的数字基础设施、通用软件和应用场景等难题，聚焦数字孪生体专业化分工中的难点和痛点，引导各方参与提出数字孪生的解决方案。
数字孪生技术具有全景可视化、智能诊断、深度分析和高效决策等优势，将有力推动数字产业化和产品数字化进程。数字孪生正成为国家数字化转型的新抓手。
在电力行业，数字孪生技术已在变电、配电等领域实现了应用。2019年，在第六届世界互联网大会上，乌镇“互联网之光”博览会新展馆10千伏配电房运用数字孪生技术，构建了与真实场景无缝匹配的虚拟场景。2020年11月，雄安新区王家寨数字孪生台区完成部署，公司经营区首个配网数字孪生台区全景展示平台上线试运行。
幕后到前台 助力电网智能管控
“十三五”期间，我国大力建设特高压输变电工程。特高压交直流电网运行特性日趋复杂，线路容量大、距离远、影响范围广，易受复杂多变的自然环境影响。同时，电网业务涵盖发、输、变、配、用各个环节，故障形态日益多样化。
如何通过数字化手段实现电网一张图，有效利用海量电网运行数据、设备监测数据，同时融合外界环境数据、灾害数据，为大电网安全运行提供强有力的支撑，助力电网数字化转型，成为当前公司研究的重点方向之一。
国网信通产业集团所属国网信通股份公司继远软件以国家电网公司电力系统人工智能联合实验室为基础，利用大数据、物联网、云计算等新技术，围绕电网调度和运检应用需求研发了基于数字孪生的电网智能管控平台。
平台以大电网孪生体视角出发，通过装置全息互联、内外部数据深度融合实现一张数字化“透明大电网”，实现事前电网运行全息感知、风险智能预警，事中电网及外部资源快速协同，事后故障智能分析、辅助决策。平台涵盖了发送端电厂通过输电线路到变电站的全景孪生模型。输电方面，平台量化外部灾害电网安全运行风险，将大电网调控运行从传统电网被动响应故障向主动事前预判转变，加强调控运行人员对电网的控制，降低电网潜在风险；变电方面，平台构建各类变电站的三维模型，接入变电站一、二次设备监测和辅控数据，深度集成视频监控和机器人监测，实现了变电站数字孪生，将以人工为主的变电站现场巡检模式转变为主要依托自动化、信息化、智能化技术的远程巡检模式，提升变电运检效率。