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当智能电网遇到数字孪生

作者:能创科技 日期:2022/7/18 20:28:01 人气:5

  近几年兴起的“黑科技”——数字孪生技术从虚拟制造、数字样机等技术上发展而来,现正拓展到智能制造、智慧建筑以及智能电网等多个领域。尤其是在智能电网领域,随着智能电网的动态特性日趋复杂,数字孪生技术将为智能电网的分析、洞察与调控提供新的解决方案。

  在数月内接连发生的印尼空难和埃塞俄比亚空难引发全世界对波音737 MAX系列客机安全性的讨论,同时,也让数字孪生(Digital Twin)技术进入更多人的视野。业内人士开始勾勒数字孪生技术在飞机制造业乃至整个智能电网等行业的未来图景,同时,也开启了对于这项有望加速实现整个物理世界数字化转型的技术的想象之门。

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  数字孪生一词最早于2002年由美国密歇根大学的迈克尔•格里夫斯(Michael Grieves)教授提出,指的是通过采集设备的数据,结合对设备动态特性的认识,构建一个可以表征该物理设备的数学模型,并比较工程设计和数学模型的区别,来更好地理解理论设计与实际生产,最终加强对设备全生命周期的有效管理。作为具有极高工程价值的实用工具,数字孪生技术具有可视性、可预测性、可假设性、可解释性以及可互动性等特点。从微观来看,借助数字孪生技术可以将真实世界中的飞机映射为数字化飞机;从宏观来看,这一技术甚至可以使数字城市的建设成为可能。鉴于数字孪生所拥有的广阔应用前景和所孕育的巨大商业机遇,此技术被具有全球影响力的权威咨询公司高德纳连续3年(2016—2018年)列为当年十大战略科技发展趋势之一。

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  当前数字孪生的工业应用实例主要还是出现在制造业,涉及航空发电机、风力涡轮机、海上平台、暖通空调控制系统以及智慧建筑等领域。在电力行业,随着电力电子器件、直流输电线路以及新能源发电的不断接入,电网的动态特性逐步变化,在振荡或故障后将表现出更强的非线性和不确定性,而此时,数字孪生技术为增强对智能电网的认知和调控提供了新契机。通过构造数字智能电网,进而刻画出交直流互联电网的复杂潮流改变和多时间尺度动态过程,将帮助系统运营商发现电网薄弱环节、优化电网运行方式和改进系统规划设计方案。而随着智能电网的关键体系——高级计量基础设施的快速发展,一套涵盖高效量测、智能控制和快速通信等模块的网络处理系统日趋完善,形成了智能电网中能量流、信息流和业务流双向互动平台。当大量智能电网数据被创造和采集,借助云计算、人工智能算法、并行计算技术和大数据分析技术,打造智能电网的数字孪生愈发成为可能。


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