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电网设备数字孪生系统亮相工博会

9月19日,第22届中国国际工业博览会在国家会展中心(上海)闭幕。展会期间,在能源技术与设备板块,国网上海市电力公司展示了国内首个“会思考”的电网设备数字孪生系统。
 
  电网设备的数字“双胞胎”
 
  国展中心1.1H-A208展区的中央大屏上,由浦东供电公司研发的国内首个“会思考”的电网设备数字孪生系统正在动态展示。
 
  什么是“数字孪生”?展区工作人员介绍:“想象一下,在平行的数字世界,有一个和你一模一样的双胞胎兄弟,他孕育、出生、成长、工作、退休的每个阶段,都与真实世界里的你完全同步。这个数字世界里的双胞胎兄弟甚至还会去未来看一看,告诉你未来可能会生什么病、怎样预防和治疗、在健康方面如何花钱最合理。”
 
  电网设备“数字孪生”离不开三个重要元素:第一个是“神经末梢”,就是安装在电网设备上数量繁多、品种各异的传感器,用于高密度、实时采集设备上的各项性能指标;第二个是“数字骨骼”,就是实体设备在数字空间内的三维模型,完全复刻了真实设备的内外部结构,清晰展现了各部件的分布情况;第三个是“决策大脑”,就是以电力专业技术人员多年的实战经验、各种类型设备的“病例报告”为基础,融合人工智能和机器学习打造出的一种设备健康分析预测算法,用于智能诊断设备健康状态。
 
  有了“神经末梢”“数字骨骼”“决策大脑”,电网设备从“出生”到“退休”的所有数据尽在掌握。数字孪生系统还可通过智能推演,精准给出设备健康诊断。电网设备实现自己“思考”,告诉电力运维人员设备有没有异常,是什么类型的问题,需不需要停电检修等。
 
  虚实“两张网”守护城市供能命脉
 
  电网设备数字孪生系统于2019年10月在浦东张江科学城首次投入使用。国网上海电力在张江打造了上海首座数字孪生变电站35千伏蔡伦变电站,为供电区域内的高新技术企业提供智慧电力保障。今年6月,上海自贸区临港新片区第一座数字孪生变电站110千伏博艺变电站投运;8月,张江科学城第二座数字孪生变电站35千伏祖冲变电站完成数字化改造。
 
  国网上海电力在数字孪生领域实现了“点”的突破,并把数字孪生建设经验总结为标准模式。如此一来,一个个独立的数字孪生个体就可以按照标准接口互相连接。如今,该公司正在这三座变电站上下游供电路径上开展 “线”上延伸,推广辐射到架空线、电缆、配电、储能、新能源发电等设备,从而推动数字孪生能源互联网的“面”上布局,力争在2025年初步完成数字孪生能源互联网建设,努力打造张江、临港两个“样板工程”。
 
  今年4月,上海市明确提出“探索建设数字孪生城市,数字化模拟城市全要素生态资源”的要求。能源是城市发展的源动力,城市是能源变革的主战场。织密虚实两张“能源互联网”,为城市供能命脉上了“双保险”,同时也为上海数字孪生城市建设提供了先行先试的经验。
 
  拥抱数字孪生能源“朋友圈”
 
  上海电网是世界看中国电力的前沿窗口。在本次工博会上,国网上海电力向多方发出合作信号。15日,展区内举行了数字孪生能源生态圈战略合作签约仪式。浦东供电公司与科研院所、设备制造商、互联网企业、重要用户代表签约,携手打造“共生、共享、共治、共赢”的数字孪生能源生态圈。
 
  这意味着在未来几年,浦东供电公司将在国网上海电力先行先试,完成由“供电企业”向“能源互联网企业”的转型升级,从传统电力供应商向“绿色能源供应商、能源网络运营商、能源服务提供商、能源科技开拓商、能源互联网平台商”转变。
 
  数字孪生所需要的高精尖技术覆盖面广,涉及多行业、多学科。要构建精确的数字孪生体,跨领域专业合作必不可少。数字孪生与能源互联网的加速融合将打破传统能源行业边界,催生出全新的产业生态,进一步丰富能源数字经济的发展内涵。国网上海电力将积极拥抱数字孪生能源“朋友圈”,发挥供电企业的体量优势、数据优势、经验优势和民生属性,促进产学研用深度融合,满足多样化用能需求,推动信息增值、价值创造、服务创新和产业升级,与大众共享数字经济及能源经济发展红利。汤蕾  来源:国家电网报
 
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