當(dāng)前，電力和電網(wǎng)行業(yè)正日益成為數(shù)字孿生技術(shù)最重要的應(yīng)用場景之一。8月18日，由工業(yè)4.0研究院編寫的《數(shù)字孿生電網(wǎng)白皮書》（以下簡稱《白皮書》）正式發(fā)布?！栋灼分赋?，電網(wǎng)行業(yè)具有價值較高、技術(shù)要求不復(fù)雜等特點，非常適合作為數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用的先導(dǎo)性場景。

然而，有專家認(rèn)為，雖然電網(wǎng)行業(yè)積極引入數(shù)字孿生技術(shù)，但總體應(yīng)用效果并不理想。

不過，由于數(shù)字孿生技術(shù)在電網(wǎng)應(yīng)用中仍處于1.0階段，未來依然有很大提升空間。

“機器與機器間用數(shù)據(jù)對話”

數(shù)字孿生技術(shù)能做什么？相關(guān)專家告訴記者，數(shù)字孿生技術(shù)能夠通過大數(shù)據(jù)采集和數(shù)字化模型構(gòu)建，對物理世界進(jìn)行精準(zhǔn)映射，實現(xiàn)透明的數(shù)據(jù)可視化。同時，能夠利用大數(shù)據(jù)超越物理世界的局限，對工藝、操作流程和運維過程進(jìn)行仿真和預(yù)測，并實現(xiàn)快速驗證，從而為規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)實施、運維服務(wù)等全生命周期內(nèi)各個環(huán)節(jié)帶來價值回饋。

“基于這些價值，數(shù)字孿生應(yīng)用于汽車、航空等制造業(yè)以及建筑業(yè)的例子數(shù)不勝數(shù)，其帶來了數(shù)據(jù)的透明，數(shù)字化主線的貫通，以及動態(tài)管理、復(fù)雜供應(yīng)鏈協(xié)同和預(yù)測性維護的實現(xiàn)。”一位電網(wǎng)專家告訴記者，“這些價值恰好與電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求高度契合。兩者的有機結(jié)合，有望為未來電網(wǎng)優(yōu)化升級提供助力?！?/p>

“隨著創(chuàng)新技術(shù)和信息基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，很多新技術(shù)正在以前所未有的速度落地各行各業(yè)，帶來嶄新的數(shù)字化價值，數(shù)字孿生技術(shù)就是其中一個典型的例子。當(dāng)前，電力行業(yè)引入數(shù)字孿生技術(shù)，逐步形成了較為廣泛的數(shù)字孿生應(yīng)用場景?！睌?shù)字孿生體聯(lián)盟理事長胡權(quán)認(rèn)為，數(shù)字孿生電網(wǎng)是基于數(shù)字孿生基礎(chǔ)設(shè)施的電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，通過在數(shù)字空間建設(shè)電網(wǎng)、環(huán)境、人員和業(yè)務(wù)四要素，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的全局、全生命周期的數(shù)字孿生體，從而達(dá)到不斷改善電網(wǎng)應(yīng)用的目的。

“數(shù)字孿生電網(wǎng)的核心是數(shù)據(jù)驅(qū)動，將數(shù)據(jù)要素的價值發(fā)揮出來?！焙鷻?quán)認(rèn)為，“過去所說的信息化是需要人去參與的，而數(shù)字孿生電網(wǎng)則實現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動化。可以簡單理解為‘機器與機器間用數(shù)據(jù)對話’，這將大大減少人的參與度，將人作為變量所帶來不確定性最大可能降低，從而提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性。”

“就像全屋智能控制系統(tǒng)”

有業(yè)內(nèi)人士告訴記者，歷經(jīng)多年高速發(fā)展，電網(wǎng)行業(yè)的信息化程度已經(jīng)較高，能夠滿足管理信息化的需要，但這只是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的一部分?！肮芾硇畔⒒哂懈呔S度和數(shù)據(jù)顆粒度大的特點，這對精準(zhǔn)化管理而言，面臨應(yīng)用難度高和效果不佳的挑戰(zhàn)。”

“在電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，各系統(tǒng)、部門的數(shù)據(jù)信息獨立且分散，形成一個個‘?dāng)?shù)據(jù)孤島’；由于數(shù)據(jù)來源多樣化，導(dǎo)致數(shù)據(jù)格式各異、缺乏標(biāo)準(zhǔn)，不便于融合利用；數(shù)據(jù)表達(dá)能力不足、缺乏數(shù)據(jù)交互、難以還原真實場景，這些痛點都可以通過數(shù)字孿生電網(wǎng)解決。”上述電網(wǎng)專家表示。

此外，數(shù)據(jù)孿生電網(wǎng)數(shù)據(jù)和模型的可視化與互聯(lián)互通，為更高層次的場景化應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。例如，上升到戰(zhàn)略決策層面，數(shù)字孿生平臺還可以助力預(yù)測可再生能源發(fā)電與供電負(fù)荷，實現(xiàn)分布式能源供需的就地平衡，助力解決高比例新能源接入及消納為電網(wǎng)帶來的可靠性挑戰(zhàn)。

胡權(quán)用實例生動地說明了數(shù)字孿生技術(shù)在電網(wǎng)的應(yīng)用價值：“電網(wǎng)的高壓線通常采用無人機巡檢來判斷故障或預(yù)測風(fēng)險，但從無人機發(fā)現(xiàn)問題，到上報問題，再到解決問題，各環(huán)節(jié)均需依靠人工，時間周期存在不確定性。相較而言，使用數(shù)字孿生技術(shù)所構(gòu)建的電網(wǎng)，機器與機器之間會自動上傳問題，只需人工解決問題?！?/p>

“通俗地講，就像全屋智能系統(tǒng)通過Wi-Fi連接起來，你只需對著手機操作就可以控制全部家電一樣。數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)間自動交互，再由人進(jìn)行總控。”胡權(quán)解釋說。

“將由1.0版本升級到3.0版本”

胡權(quán)告訴記者，數(shù)字孿生電網(wǎng)參考架構(gòu)采用了開放體系，可以實現(xiàn)“建設(shè)-運行-優(yōu)化”的閉環(huán)優(yōu)化，這正是數(shù)字孿生技術(shù)的潛力所在。同時，針對數(shù)字孿生電網(wǎng)可持續(xù)改進(jìn)特征，預(yù)計經(jīng)過10年左右的時間，數(shù)字孿生電網(wǎng)將由現(xiàn)在小范圍推廣1.0版本升級成實現(xiàn)全局和全生命周期生產(chǎn)運行需要，達(dá)到源網(wǎng)荷儲一體化管理目標(biāo)的3.0版本?！?.0版本是打基礎(chǔ)，2.0版本是做運行的改善，3.0版本是創(chuàng)新升級?！?/p>

在施耐德電氣能源管理中壓業(yè)務(wù)市場與戰(zhàn)略副總裁薛毅看來，今后，數(shù)字孿生技術(shù)將越來越多地融入到電網(wǎng)設(shè)計規(guī)劃、建設(shè)及運維等全生命周期內(nèi)的各個環(huán)節(jié)，助力提供多樣化、場景化的功能和服務(wù)，真正實現(xiàn)“回溯過往，掌控當(dāng)下，預(yù)知未來”的運維體驗，從而切實推動未來電網(wǎng)形態(tài)的持續(xù)進(jìn)化。

上述電網(wǎng)專家透露，當(dāng)前，電網(wǎng)企業(yè)已經(jīng)在做相應(yīng)的數(shù)字孿生電網(wǎng)的技術(shù)升級規(guī)劃，預(yù)計在“十四五”末期或“十五五”中期開始大量應(yīng)用。“一旦數(shù)字孿生電網(wǎng)形成規(guī)模，產(chǎn)業(yè)鏈成本將進(jìn)一步下降，供應(yīng)商開始盈利，市場會得到飛速發(fā)展。預(yù)計10年左右，全國范圍內(nèi)的電網(wǎng)線路將全部實現(xiàn)可視化，通過互聯(lián)網(wǎng)可以看到所有線路的細(xì)節(jié)?！?/p>

不過，業(yè)內(nèi)人士提醒說，要實現(xiàn)數(shù)字孿生電網(wǎng)從1.0版本到3.0版本的跨越，亟待產(chǎn)業(yè)鏈在一個開放的生態(tài)圈中相互協(xié)作，聯(lián)合創(chuàng)新，從而讓可深入行業(yè)的應(yīng)用盡快落地，并切實產(chǎn)生商業(yè)價值。