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當前，電力和電網行業正日益成為數字孿生技術最重要的應用場景之一。8月18日，由工業4.0研究院編寫的《數字孿生電網白皮書》（以下簡稱《白皮書》）正式發布。《白皮書》指出，電網行業具有價值較高、技術要求不復雜等特點，非常適合作為數字孿生技術應用的先導性場景。

然(ran)而，有專(zhuan)家認為(wei)，雖然(ran)電(dian)網(wang)行業積極引入數字孿生技術，但總(zong)體應用效果并不(bu)理想。

不(bu)過，由(you)于(yu)數字孿(luan)生技術在電網應用中仍處于(yu)1.0階段，未(wei)來依然有(you)很大提升(sheng)空間。

“機器與機器間用數據對話”

數(shu)(shu)字(zi)(zi)孿生技術(shu)能做什么？相關專家告訴(su)記(ji)者，數(shu)(shu)字(zi)(zi)孿生技術(shu)能夠(gou)(gou)通過大數(shu)(shu)據(ju)(ju)采集和數(shu)(shu)字(zi)(zi)化模型構建，對物(wu)理(li)世(shi)(shi)界(jie)進(jin)行精(jing)準映射，實(shi)現(xian)透明的數(shu)(shu)據(ju)(ju)可視(shi)化。同時(shi)，能夠(gou)(gou)利(li)用大數(shu)(shu)據(ju)(ju)超越物(wu)理(li)世(shi)(shi)界(jie)的局限(xian)，對工藝(yi)、操作(zuo)流程和運(yun)維過程進(jin)行仿真和預測(ce)，并實(shi)現(xian)快(kuai)速驗(yan)證，從而為(wei)規劃設(she)(she)計、建設(she)(she)實(shi)施、運(yun)維服務(wu)等(deng)全生命(ming)周期內各個環節帶來價值回饋。

“基于這些(xie)價(jia)值(zhi)，數(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生應(ying)用于汽車(che)、航(hang)空(kong)等(deng)制造業以及建筑業的(de)(de)例子(zi)數(shu)(shu)(shu)不勝數(shu)(shu)(shu)，其(qi)帶(dai)來了數(shu)(shu)(shu)據的(de)(de)透明，數(shu)(shu)(shu)字(zi)化主線的(de)(de)貫通，以及動態管(guan)理、復雜供應(ying)鏈協(xie)同和預測性維護的(de)(de)實現。”一位電(dian)網(wang)專(zhuan)家告訴記者(zhe)，“這些(xie)價(jia)值(zhi)恰(qia)好與電(dian)網(wang)數(shu)(shu)(shu)字(zi)化轉型(xing)的(de)(de)需求(qiu)高度契合。兩者(zhe)的(de)(de)有(you)機結合，有(you)望為未(wei)來電(dian)網(wang)優化升級提(ti)供助(zhu)力。”

“隨著(zhu)創(chuang)新(xin)技術(shu)(shu)和(he)信(xin)息基(ji)(ji)礎設施(shi)的(de)(de)快速發展，很多新(xin)技術(shu)(shu)正在(zai)以前所未有的(de)(de)速度落(luo)地各(ge)行各(ge)業，帶來嶄新(xin)的(de)(de)數字(zi)(zi)(zi)化價值，數字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)技術(shu)(shu)就是(shi)(shi)其中一(yi)個典型的(de)(de)例子(zi)。當前，電(dian)(dian)力行業引入數字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)技術(shu)(shu)，逐步形(xing)成了較(jiao)為廣(guang)泛(fan)的(de)(de)數字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)應(ying)用場景(jing)。”數字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)體聯盟(meng)理事長胡權認為，數字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)電(dian)(dian)網是(shi)(shi)基(ji)(ji)于數字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)基(ji)(ji)礎設施(shi)的(de)(de)電(dian)(dian)網數字(zi)(zi)(zi)化轉型，通過在(zai)數字(zi)(zi)(zi)空(kong)間建設電(dian)(dian)網、環境(jing)、人員和(he)業務四(si)要素(su)，實現數據(ju)驅動(dong)的(de)(de)全局(ju)、全生(sheng)命周期的(de)(de)數字(zi)(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)體，從而達(da)到不(bu)斷改善電(dian)(dian)網應(ying)用的(de)(de)目的(de)(de)。

“數字孿(luan)生電網的(de)核(he)心是數據驅動，將數據要(yao)素的(de)價值發揮出來(lai)。”胡權認為，“過去(qu)所(suo)說的(de)信(xin)息化是需要(yao)人(ren)去(qu)參與(yu)的(de)，而數字孿(luan)生電網則(ze)實現(xian)了數據自動化。可(ke)以簡單理解(jie)為‘機器與(yu)機器間用數據對話’，這將大(da)大(da)減(jian)少人(ren)的(de)參與(yu)度，將人(ren)作為變量所(suo)帶來(lai)不確定性(xing)最大(da)可(ke)能降低(di)，從而提高整體系統(tong)的(de)穩定性(xing)。”

“就像全屋智能控制系統”

有業內人士告訴記(ji)者，歷經多年(nian)高(gao)速發展，電(dian)網行業的信息(xi)化(hua)程度已經較(jiao)高(gao)，能夠(gou)滿足(zu)管理信息(xi)化(hua)的需(xu)要，但這只是數字化(hua)轉型的一部分。“管理信息(xi)化(hua)具有高(gao)維度和數據顆(ke)粒度大的特點，這對精準化(hua)管理而言，面臨應用難(nan)度高(gao)和效(xiao)果不(bu)佳的挑戰。”

“在電(dian)網(wang)數(shu)字化轉(zhuan)型的(de)過程中，各(ge)系統(tong)、部(bu)門的(de)數(shu)據信(xin)息獨立且分散，形成一個個‘數(shu)據孤島’；由(you)于(yu)數(shu)據來源多樣化，導致數(shu)據格(ge)式各(ge)異(yi)、缺(que)乏標準，不便于(yu)融合利用；數(shu)據表達能力(li)不足、缺(que)乏數(shu)據交互、難(nan)以還原(yuan)真實(shi)場景，這(zhe)些痛(tong)點都可以通過數(shu)字孿生電(dian)網(wang)解決。”上述電(dian)網(wang)專家(jia)表示。

此外，數據(ju)孿生(sheng)電(dian)網數據(ju)和模型(xing)的(de)可(ke)(ke)(ke)視化(hua)與(yu)互(hu)聯互(hu)通，為(wei)更(geng)高(gao)(gao)層次的(de)場景化(hua)應(ying)用提供了基礎。例(li)如，上升(sheng)到戰略決策層面，數字孿生(sheng)平(ping)臺還可(ke)(ke)(ke)以(yi)助力預測(ce)可(ke)(ke)(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)發電(dian)與(yu)供電(dian)負(fu)荷，實現分布式能(neng)源(yuan)供需(xu)的(de)就地平(ping)衡，助力解決高(gao)(gao)比例(li)新能(neng)源(yuan)接入及消納為(wei)電(dian)網帶來的(de)可(ke)(ke)(ke)靠(kao)性挑戰。

胡權用實(shi)例生(sheng)動地說明了數字孿生(sheng)技(ji)術(shu)在電(dian)網(wang)的(de)應用價值(zhi)：“電(dian)網(wang)的(de)高壓線(xian)通常(chang)采用無人(ren)機巡檢(jian)來判斷故障或預測風險，但從(cong)無人(ren)機發(fa)現問(wen)(wen)題，到上報問(wen)(wen)題，再到解決問(wen)(wen)題，各(ge)環節均(jun)需依(yi)靠人(ren)工，時間周期存在不確定(ding)性。相較而(er)言，使(shi)用數字孿生(sheng)技(ji)術(shu)所構建的(de)電(dian)網(wang)，機器(qi)與(yu)機器(qi)之間會自動上傳問(wen)(wen)題，只需人(ren)工解決問(wen)(wen)題。”

“通俗地講，就像全(quan)屋智能系(xi)統通過Wi-Fi連接起來，你只需對著手(shou)機操作就可以控制全(quan)部家電一樣。數據與(yu)數據間自動交互，再(zai)由人(ren)進行總控。”胡權解釋說。

“將由1.0版本升級到3.0版本”

胡權告(gao)訴記者(zhe)，數(shu)字(zi)(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)網(wang)參(can)考架構(gou)采用了開放體系，可以(yi)實現“建設-運(yun)行(xing)-優化”的(de)(de)閉環優化，這正是(shi)數(shu)字(zi)(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)技術(shu)的(de)(de)潛力所在。同(tong)時(shi)，針對數(shu)字(zi)(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)網(wang)可持(chi)續改進(jin)特征(zheng)，預計經過10年左右的(de)(de)時(shi)間，數(shu)字(zi)(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)網(wang)將由現在小范圍推廣1.0版本(ben)升級成實現全(quan)局(ju)和全(quan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)命(ming)周(zhou)期生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產運(yun)行(xing)需要，達到(dao)源網(wang)荷(he)儲(chu)一體化管理目標(biao)的(de)(de)3.0版本(ben)。“1.0版本(ben)是(shi)打基礎，2.0版本(ben)是(shi)做(zuo)運(yun)行(xing)的(de)(de)改善，3.0版本(ben)是(shi)創新升級。”

在施(shi)耐(nai)德電氣(qi)能源管理中壓業務市場(chang)與戰略副總裁薛(xue)毅看(kan)來，今后，數字(zi)孿生技術將越來越多地融入(ru)到電網設(she)計規劃、建(jian)設(she)及運維(wei)等全生命周期內的(de)各個環節(jie)，助力提供多樣化、場(chang)景(jing)化的(de)功(gong)能和服務，真正實現“回(hui)溯過往(wang)，掌控當下(xia)，預知未來”的(de)運維(wei)體(ti)驗，從而切(qie)實推動未來電網形態的(de)持續進化。

上述電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)專家透露，當前，電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)企業已經在(zai)(zai)做相應(ying)(ying)的數字孿生電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)的技術升級規(gui)劃，預(yu)計在(zai)(zai)“十四五”末期或“十五五”中期開(kai)始大量應(ying)(ying)用(yong)。“一旦數字孿生電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)形成(cheng)規(gui)模，產業鏈成(cheng)本(ben)將進一步下降，供應(ying)(ying)商(shang)開(kai)始盈(ying)利，市(shi)場會得到飛(fei)速(su)發展。預(yu)計10年左右，全國范(fan)圍內的電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)線路(lu)將全部實現可(ke)視化，通過互聯網(wang)(wang)可(ke)以看到所(suo)有線路(lu)的細節。”

不過，業內人士提(ti)醒(xing)說，要實(shi)現(xian)數字孿生電網從(cong)1.0版本(ben)到3.0版本(ben)的(de)跨越，亟待產(chan)業鏈在一個開放的(de)生態圈中相互協作，聯合創新，從(cong)而讓可深入行業的(de)應用盡快落(luo)地，并切(qie)實(shi)產(chan)生商業價值。