登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
图1 机理和数据共同驱动的融合建模
融合建模的步骤主要包含以下三步:①通过泛在传感网络获得海量系统状态数据,并基于统计和学习构建数据驱动的相关性模型;②基于人造物理系统的基本物理原理,通过数字建模,形成能源电力系统偏微分代数模型;③将系统机理模型和数据挖掘所得相关性模型融合,形成能源电力系统数字孪生分析模型,支撑多种应用。
2.2 高性能仿真技术
根据上文所述的数字孪生的“可预测性、可假设性、可解释性、可互动性”特征可知,构建新型电力系统数字孪生还需要高性能仿真技术。需要特别强调的是这里所指的“仿真”,不能先入为主的认为是电气学科中传统的潮流计算、机电暂态仿真、电磁暂态仿真等,而应该是多物理场、多时间尺度、多概率的全生命周期仿真。对于不同的应用侧重,也需要采用不同形式的仿真分析工具:
在电网运行方面,海量电力电子设备接入系统增大了系统的复杂度和维数,新能源渗透率的不断提高将引入大量不确定性。为此,需要高性能仿真工具,实现大规模系统海量复杂运行场景的高效分析;
在设备运行方面,需要通过大量数字仿真模拟进行设备故障溯因,需要通过在线多物理场仿真开展设备状态评估与预测性维修,以及需要通过数模混合仿真工具设计并验证设备设计和性能。所以,亟需高效一体化的数字模拟和数模混合仿真分析工具;
多物理场和场路耦合仿真方面,由于配电网中综合能源系统的接入,系统中将同时包含冷、热、电、气等多种形式的能源,需要采用多物理场及场路耦合仿真工具,对含综合能源的电力系统进行分析。
3. 服务于新型电力系统数字化转型的数字孪生实践
基于上述的数字孪生技术,深圳供电局立足于企业数字化转型,以配电网业务作为抓手,使用高性能仿真平台CloudPSS为建模仿真内核,开展了一二次设备融合、配电网设备资产管理等多个数字孪生项目研究,获得了宝贵的数字孪生项目实践经验,并取得了初步成效。
以基于数字孪生的配电网设备资产管理项目为例,该项目设计了基于数字孪生中的全生命周期管理理念,即:从①规划:设备仿真推演,设备接入运行规划,到②入场:设备外挂通信设置,入场后自动化接入,完成设备数字化交付,到③运行:建立设备健康度评价模型,监测设备实时运行状态,到④故障:基于运行状态进行故障识别,根据故障报警信息开展故障诊断,到⑤维护:风险设备预测性检修,故障设备针对性维护,到⑥退役:报废设备退役离场,对新设备接入预先规划。如图2所示
图2 全生命周期管理
在配电网资产设备的全生命周期管理实践中,以数字孪生评价体系为“骨架”,构建了多个数字孪生应用场景,涵盖五大特征:1)可互动性——配电设备数字化交付应用;2)可预测性——设备健康度评价应用;3)可解释性——配电设备智能运维应用;4)可假设性——配电网电能质量治理;5)可观测性——配电网全景观测应用。
项目首先构建了数字化交付应用;在完成数字化交付后,根据实际需求,生成不同的数字孪生体,进一步构建数字孪生应用,完成基于数字孪生的衍生业务应用;最终,研发了3D数字孪生系统平台,实现可视化交互和智能化协同。其核心内容如下:
1)配网设备数字化交付应用
配网设备数字化交付应用通过嵌入式芯片、智能网关等硬件设备以及在线软件应用实现设备接入的自动识别、设备资产信息的自动写入、设备模型信息(包括仿真模型、3D结构模型等)的自动上传以及传感器数据的自动注册识别等。该应用中,数字交付芯片技术与射频识别技术(RFID)相融合,设备在现场安装时,即可将设备信息自动识别并上传至数字交付平台。数字化交付解决了人工录入、电子化移交、台帐管理等数据质量方面的实际痛点,避免了重复性的录入设备信息以及设备安装后是否启用的状态不明确等问题。如图3所示
图3 数字交付软硬件原型系统
数字化交付应用是数字孪生系统“可互动性”的重要一环,实现了现场设备状态在数字空间的实时映射。
2)电缆数字化健康度评价应用
通过对运行电缆导体温度的采集、分析,并与运行电流、电压、环境温度、时空等参数组成数据链形成演变数据,为电缆运维提供精准的状态评估和调控方法。依据智能电缆生命周期规律和数字孪生技术,建立电热耦合仿真模型,实现动态阈值、风险预警、区域调荷、故障定位导航、自动巡检等功能。同时采用模型类比探究存量电缆生命周期评判方法,实现电缆寿命演变过程的可视化,将指导存量电缆安全运行,大幅提高电缆使用性能和资产利用率。如图4所示
图4 (a)电缆状态全景监测;(b)导体温度与电流、时间的对应关系
电缆健康度评价应用是数字孪生系统“可预测性、可假设性、可解释性”的具体表现,实现了现场设备状态与数字空间的实时镜像。
3)数字孪生的配电网全景监测平台
通过数字孪生的增强交互能力,结合仿真技术以及数字空间三维模型生成技术,开发了变电站、电缆、配电设备的三维可视化全景监测平台。该平台集三维空间测量、三维空间分析、数字化交付等功能于一体,支撑起配电网运检智能分析决策系统应用。随着数字孪生技术迭代,其应用空间广阔。如图5所示
图5 基于数字孪生的三维可视化平台
三维全景监测平台应用是数字孪生系统“可视化”的关键技术体现,通过现场设备状态与数字空间的实时影像,实现了透明电网的精准运检。
综上,基于数字孪生的配电网设备资产管理项目所研发的数字孪生平台连接多种业务系统,形成了信息共享和交互的渠道,可以提高电网数字化水平、提升资产运营收益、提升运维效率,降低停电损失、提高资产管理水平。
4. 结束语
数字化是新型电力系统建设的核心内容,数字孪生是数字化应用的价值体现。随着IDC广泛应用,数字孪生不仅是电能、设备、电磁等数据的应用,也将融合环境、能耗、金融、碳资产等数据,形成满足环境条件要求的高能效、低碳排的安全运行方式指引。总之,数据已成为重要生产要素和无形资产,数据孪生是数字服务经济的必经环节,将广泛应用于各行各业,数据孪生技术的深度发展与应用,为南方电网在服务经济领域开拓新思路、拓展新市场、提供新途径。
本文首发自北极星输配电网 作者:胡冉 黄湛化(深圳供电局)转载请申请授权,注明来源及作者!
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
面向加快建设新型能源体系、新型电力系统的国家重大战略需求,可深度调峰的灵活性煤电起到了促进电网接纳高比例新能源,同时保障电力系统安全、经济、低碳运行的关键作用。国务院《2030年前碳达峰行动方案》明确,推动煤电向基础保障性和系统调节性电源并重转型。煤电灵活性改造工作的不断推进,为加快
6月21日,水电十四局承建的黄龙抽水蓄能电站项目输水发电系统土建、机电及金属结构设备安装工程项目开工仪式在甘肃省天水市举行,工程正式进入实质性建设阶段。黄龙抽蓄电站是《抽水蓄能中长期发展规划(2021年―2035年)》中甘肃省抽水蓄能“十四五”规划重点实施项目之一,同时也是甘肃省装机容量最
比攀峰更难的,是于挫败后重新鼓起再战的勇气;而比重拾勇气更显不易的,是历经狂风暴雨洗礼后,仍能再度傲然屹立于行业之巅。回望光伏行业数十年的风云变幻,几番大浪淘沙,无数企业在残酷的市场竞争中折戟沉沙,能够重燃生命力的企业寥寥无几,英利能源当为其一。01重返巅峰的“三驾马车”提及英利,
日前,日立能源宣布将为浙江省能源集团(以下简称“浙能”)虚拟电厂智能结算业务提供全面的技术解决方案及咨询服务。该方案旨在通过数字化手段,为客户提供高效灵活的结算信息管理及策略应用服务,进而推进虚拟电厂有序融入电力系统的常态化运营,并为未来全面参与浙江省电力市场交易奠定基础。随着政
一边是海上风电超长的产业链系统,一边是有雄厚基础的国家老牌工业基地。当辽宁省绿色发展与海上风电产业相互碰撞,会擦出什么样的火花?在日前召开的2025海上风电大会上,辽宁省发改委主任周轶赢指出:辽宁将发挥工业基础优势,争做世界风电产业中心先进装备制造领跑者,为全球绿色可持续发展提供辽宁
当河西走廊的风电群与陇东光伏基地形成“风光矩阵”,当甘南水电与储能电站构建起柔性调节网络,甘肃这个新能源装机占比超64%的西部省份,正通过电力现货市场的创新实践,绘制出“绿电西发东送、市场驱动消纳”的能源转型新图景。自2024年9月正式运行以来,甘肃电力现货市场以新能源场站报量报价、用户
虚拟电厂聚合模式是高比例可再生能源新型电力系统中的重要灵活性调节资源。近年来,各国为解决因系统故障、预测偏差等造成的频率不稳定问题,往往需要设立市场化平衡管理机制,通过市场化手段获取系统平衡和辅助资源,从而保障系统频率稳定。不同国家平衡管理机制概念和内涵有一定差异,我国采用“辅助
近期,内蒙古自治区发展改革委自治区能源局发布《深化蒙西电网新能源上网电价市场化改革实施方案》、《深化蒙东电网新能源上网电价市场化改革实施方案》政策解读。详情如下:一、内蒙古深化新能源上网电价市场化改革背景是什么?随着新能源大规模发展,新能源上网电价实行固定价格,不能充分反映市场供
日前,新疆自治区发展改革委印发《自治区贯彻落实深化新能源上网电价市场化改革实施方案(试行)》(新发改能价〔2025〕350号,以下简称《方案》)。根据公告,新疆对2025年6月1日以前投产的存量项目,区分补贴项目和平价项目。其中,补贴项目机制电价0.25元/千瓦时、机制电量比例为其上网电量的30%;
北极星氢能网获悉,近日,新疆维吾尔自治区发展和改革委员会印发《关于提高新能源发展韧性加快构建新型电力系统的通知》(新发改能源〔2025〕327号,以下简称《通知》)。《通知》提出,优化调峰辅助服务交易和价格机制、科学平稳推动新能源电价市场化改革、鼓励有条件的企业和地方开展绿电直连等试点
6月17日,中国大唐集团科学技术研究总院有限公司与中国气象局公共气象服务中心在京签署全面战略合作框架协议。此次战略合作是深化“能源+气象”融合的标志性实践,也是能源央企与气象部门深化协同、共促发展的重要里程碑,将为加速构建新型能源体系和新型电力系统提供坚实支撑。双方将以“资源共享、协
随着近年发展,光伏发电占比越来越高,极大得影响了电力调度和电力现货交易策略,甚至有交易员认为,“现货玩的是天气预报和负荷猜心术”。而0-4小时的光伏发电,非常容易受到云量的突变影响。从当前的观测及预测手段看,主要来自三类设备,但都存在或多或少的问题:·地面辐射计,只能满足局地实时观
在无锡市委、市政府的科学决策部署和市市政集团的坚强领导下,继北尖公园净水厂投运后,目前江苏省内最大全地埋式污水处理厂太湖新城污水处理厂三期扩建工程历经两年半的紧张施工,已成功通水试运行。该项目被列入今年市为民办实事项目,位于新吴区运河西路和吴都路交叉处,主要服务于滨湖区山水城、经
入夏以来,多地出现持续高温天气,用电负荷快速增长。为扛牢电力保供首要责任,国家电网公司持续提升电网供电能力,加大电网建设投资力度,提级管控加快推进140项度夏重点工程建设。公司系统各单位推动迎峰度夏电力安全保供各项工作落实落细落到位,抓紧电网建设黄金期,冲刺度夏重点工程建设,确保工
6月24日,世界经济论坛第十六届新领军者年会(夏季达沃斯论坛)在天津举行。隆基绿能创始人、中央研究院院长、CTO李振国出席论坛,他指出,中国光伏产业正以技术创新与低碳实践引领全球绿色发展。在“能源转型现状如何”圆桌对话中,李振国与ACWA电力公司创始人兼董事长穆罕默德阿布纳扬,埃及规划和经
北极星售电网获悉,6月23日,上海市经济信息化委印发《上海市用户侧虚拟电厂建设实施方案》(2025-2027年)的通知。文件明确,完善价格激励政策。按照国家相关规定,将电网企业用于负荷管理系统平台及装置的建设、运行、维护费用,纳入输配电价成本核算。持续完善对虚拟电厂参与需求响应的电价支持政策
2025年6月20日-21日,2025国家能源互联网大会在杭州国际博览中心成功举办。本届大会由清华大学、国家电网公司联合主办,清华大学能源互联网创新研究院、杭州市萧山区人民政府、国网浙江省电力有限公司杭州供电公司、中国能源研究会承办,清华四川能源互联网研究院、清华大学碳中和研究院、清华大学国家
6月20日,清华大学电机系长聘教授、青海大学副校长梅生伟在2025国家能源互联网大会上作《人工智能赋能新型电力系统的探索》的主题演讲,演讲从数学角度出发,讲述了深度学习在电力系统中的应用,分享了数字电力系统的概念及其在电力系统中的应用等。他认为,新型电力系统作为国家战略,其核心特征体现
6月20日,国网浙江省电力有限公司杭州供电公司总经理朱炯结合能源电力行业AI实际的应用,在2025国家能源互联网大会上作《人工智能在电网中的探索研究与创新实践》主题报告,报告围绕发展与挑战、创新实践和未来展望三个方面展开。朱炯介绍,从国家层面对人工智能的发展高度重视,尤其是习近平总书记深
北极星储能网获悉,6月23日消息,通辽市人民政府关于印发蒙东(通辽)绿色算力产业发展规划的通知,其中,打造绿色算力中心中提出,鼓励算力中心部署高效IDC设备,推广模块化UPS,支持算力企业探索利用共享储能、储氢、飞轮储能、锂电池等作为多元化储能和备用电源装置。优化算力中心能源、水资源、土
北极星电力网整理了2025年6月16日至2025年6月20日一周电力项目:涉及火电、水电、核电项目的核准、开工、并网等。火电项目“风光火储”国家示范工程!国内首个“五塔合一”钢结构冷却塔项目双机投运6月13日,榆神榆横2×350mw热电联产工程2号机组高质量通过168小时试运行,试运行期间,实现全容量投产
近日,金风科技在甘肃试验风电场顺利完成我国首个“风机大部件免主吊更换”智能设备测试,使用金风自主研发的“自提升智能设备”,完成了GWH204-6.7MW机组齿轮箱与发电机的高空拆装验证。依托该设备,未来风电机组大部件更换将大幅减少对大型吊装设备的依赖,预计降低大部件更换运维成本达50%。目前,
北极星输配电网获悉,6月15日,福建电网正式进入迎峰度夏保供电状态。根据预测,今年夏季福建电力保供总体形势为全省紧平衡,午、晚峰最高用电负荷预计为5780万千瓦、5500万千瓦,分别比增6.4%、6.9%。今年,国网福建电力共安排迎峰度夏基建工程20项,其中500千伏工程1项,220千伏工程5项,110千伏工程
安全是一切工作的基础,是发展之基、立企之本。国网新疆电力有限公司深入学习贯彻习近平总书记关于安全生产的重要论述和重要指示批示精神,全面落实新疆维吾尔自治区和国家电网有限公司安全生产工作部署,扎实开展安全生产治本攻坚三年行动,以“时时放心不下”的责任感、“安全一失万无”的危机感,不
北极星售电网获悉,6月23日,山西省能源局发布关于平鲁经济技术开发区增量配电网配电区域划分方案的公示。根据国家发展改革委、国家能源局《增量配电业务配电区域划分实施办法》(发改能源规〔2024〕317号),我局现将平鲁经济技术开发区增量配电网配电区域范围进行公示。公示内容:平鲁经济技术开发区
北极星输配电网获悉,6月24日,全户内混凝土海岛变电站—220千伏望海(金塘)输变电工程在浙江舟山金塘岛正式投运。据介绍,本次投运的望海变占地1.5万平方米,总投资达2.52亿元,可容纳4台240兆伏安主变压器,是浙江电网建设史上同等电压等级规模最大的跨海联网输变电工程。同时,望海变是舟山首座应
6月24日,江西省发展改革委关于进一步完善分时电价机制有关事项的通知。通知显示,根据不同季节电力供需形势和负荷特性,按季节对峰平谷时段进行调整。调整后的时段为:1月和12月:高峰(含尖峰)时段9:00-12:00、18:00-21:00,其中尖峰时段为18:00-20:00;低谷时段0:00-6:00;其余时段为
近日,由国网宁夏经研院牵头的国家电网企业标准“配电系统高质量发展评价技术规范”编制工作正式启动。该标准由国网经研院及国网河南电力、国网福建电力等多家网省公司配网专家参与,启动会上就如何量化分析配电系统高质量发展现状、制定配电系统高质量发展评价指标体系等展开深入研讨,为支撑“十五五
本文是《关于深化提升“获得电力”服务水平全面打造现代化用电营商环境的意见》(发改能源规〔2025〕624号)系列解读之六。从政策制度设计出发,系统解析绿色用电的核心机遇与商业模式创新,助力相关主体在“获得电力2.0”时代实现精准发力与价值重塑。(来源:微信公众号“春观能源”)在“双碳”战略
在构建以新能源为主体的新型电力系统进程中,高比例清洁能源并网已成为显著发展趋势。国家能源局最新数据显示,2025年第一季度我国风电、光伏发电总装机容量达14.82亿千瓦(风电5.36亿千瓦,光伏9.46亿千瓦),历史性超越火电装机规模(14.51亿千瓦)。随着风光新增装机持续放量,新能源装机规模领跑传
北极星售电网获悉,6月24日,江西省发展改革委发布关于进一步完善分时电价机制有关事项的通知。工商业用电用户平段电价由市场化用户上网电价(代理购电价格,下同)、上网环节线损费用、输配电价、系统运行费用、政府性基金及附加构成,全年高峰、平段、低谷浮动比例统一调整为1.6:1:0.4,深谷浮动
AI赋能电力产业:变革、挑战与对策中国海油集团能源经济研究院韩广忠王建明近年来,人工智能(AI)技术正以前所未有的速度改变着各行各业,全球电力产业无疑成为获得益处与遭受冲击最为明显的领域之一。从能源生产、输配到消费管理,AI正在全方位推动产业升级,促进数字化转型,并为实现低碳发展和可持
近日,辽宁鞍山市人民政府发布关于加强协作合力推进全市电网建设的通知(鞍政办发〔2025〕4号)。其中明确,进一步强化电网建设的规划管理。电网企业要聚焦全市经济社会发展目标,围绕新能源发展、需求预测、电源布局、大电网安全、智慧能源系统建设等电网发展重大问题和能源互联网发展、数字化转型、
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!