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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。

然而，有專家認為，雖然電網行業積極引入數字孿生技(ji)術，但總(zong)體應用效果并不理想(xiang)。

不過，由于(yu)數(shu)字(zi)孿生技(ji)術(shu)在電網應用中仍處于(yu)1.0階段(duan)，未(wei)來依然有很大提升空間(jian)。

“機器與機器間用數據對話”

數(shu)字孿生技術(shu)能做什(shen)么？相關專家告(gao)訴記者，數(shu)字孿生技術(shu)能夠通過大(da)數(shu)據采(cai)集和(he)數(shu)字化(hua)模型構建，對物理世(shi)(shi)界進(jin)(jin)行精準映射，實現透明的數(shu)據可視化(hua)。同時(shi)，能夠利(li)用(yong)大(da)數(shu)據超越物理世(shi)(shi)界的局(ju)限，對工藝、操(cao)作流(liu)程(cheng)和(he)運維過程(cheng)進(jin)(jin)行仿(fang)真和(he)預測，并實現快速驗證，從而(er)為(wei)規劃設(she)計、建設(she)實施、運維服務等(deng)全生命周期(qi)內各個環節(jie)帶來價值回(hui)饋。

“基于(yu)這些價值，數(shu)(shu)字孿生應(ying)用于(yu)汽車、航空等制造業以(yi)及(ji)建(jian)筑業的例(li)子數(shu)(shu)不勝數(shu)(shu)，其帶來(lai)了數(shu)(shu)據的透明，數(shu)(shu)字化(hua)主線的貫通，以(yi)及(ji)動態管理、復(fu)雜供應(ying)鏈協同和預(yu)測(ce)性(xing)維護的實現。”一位電網(wang)專家告(gao)訴記者，“這些價值恰(qia)好與電網(wang)數(shu)(shu)字化(hua)轉型的需求高度契合。兩(liang)者的有(you)(you)機結合，有(you)(you)望為未來(lai)電網(wang)優化(hua)升級提供助力。”

“隨(sui)著創新(xin)(xin)技(ji)術(shu)和信息基礎設施的(de)(de)(de)快(kuai)速發展，很多新(xin)(xin)技(ji)術(shu)正在(zai)以前(qian)所(suo)未(wei)有的(de)(de)(de)速度落地各(ge)(ge)行各(ge)(ge)業，帶來(lai)嶄新(xin)(xin)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)字(zi)化(hua)價值(zhi)，數(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生(sheng)(sheng)技(ji)術(shu)就是(shi)其中一(yi)個典型的(de)(de)(de)例子。當前(qian)，電(dian)(dian)(dian)力行業引入數(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生(sheng)(sheng)技(ji)術(shu)，逐步(bu)形成了較(jiao)為廣泛的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生(sheng)(sheng)應用(yong)場景。”數(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生(sheng)(sheng)體聯盟(meng)理事(shi)長(chang)胡權認為，數(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生(sheng)(sheng)電(dian)(dian)(dian)網(wang)是(shi)基于數(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生(sheng)(sheng)基礎設施的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)網(wang)數(shu)(shu)(shu)字(zi)化(hua)轉型，通過在(zai)數(shu)(shu)(shu)字(zi)空間建設電(dian)(dian)(dian)網(wang)、環境、人(ren)員和業務四要素，實現(xian)數(shu)(shu)(shu)據驅(qu)動的(de)(de)(de)全局、全生(sheng)(sheng)命周期(qi)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生(sheng)(sheng)體，從而達到不斷改善電(dian)(dian)(dian)網(wang)應用(yong)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)。

“數字孿(luan)生(sheng)電(dian)網的(de)核心(xin)是(shi)數據驅動(dong)，將(jiang)數據要(yao)素的(de)價值(zhi)發揮出來(lai)。”胡權認(ren)為，“過去(qu)所說(shuo)的(de)信息化是(shi)需要(yao)人(ren)去(qu)參與的(de)，而數字孿(luan)生(sheng)電(dian)網則實(shi)現了數據自動(dong)化。可以簡單理解為‘機(ji)器與機(ji)器間用數據對話’，這將(jiang)大大減少(shao)人(ren)的(de)參與度，將(jiang)人(ren)作為變量所帶(dai)來(lai)不(bu)確(que)定(ding)性(xing)最大可能(neng)降(jiang)低，從而提高整體(ti)系統的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。”

“就像全屋智能控制系統”

有業內人士(shi)告訴記者，歷經多(duo)年(nian)高(gao)速發(fa)展，電網(wang)行業的(de)信息(xi)化程(cheng)度已經較高(gao)，能夠滿足管(guan)理信息(xi)化的(de)需要(yao)，但這(zhe)只是(shi)數字化轉型的(de)一部分。“管(guan)理信息(xi)化具(ju)有高(gao)維度和數據顆粒度大(da)的(de)特點，這(zhe)對精準化管(guan)理而言，面臨應用難度高(gao)和效果不佳的(de)挑(tiao)戰。”

“在電(dian)網(wang)數(shu)字(zi)化轉(zhuan)型(xing)的過程中，各系統、部門的數(shu)據(ju)信息獨立(li)且分散，形成(cheng)一個個‘數(shu)據(ju)孤島’；由于(yu)數(shu)據(ju)來(lai)源多樣化，導(dao)致(zhi)數(shu)據(ju)格式各異、缺乏標(biao)準，不便于(yu)融合利用(yong)；數(shu)據(ju)表達能(neng)力不足(zu)、缺乏數(shu)據(ju)交互(hu)、難以還原真(zhen)實(shi)場景，這(zhe)些痛點都可(ke)以通過數(shu)字(zi)孿(luan)生電(dian)網(wang)解(jie)決。”上述(shu)電(dian)網(wang)專家表示。

此外，數據(ju)孿(luan)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)網數據(ju)和模型的(de)可視化與(yu)(yu)互聯互通，為(wei)更高層次的(de)場(chang)景化應用提供(gong)了(le)基(ji)礎。例如，上升到(dao)戰略(lve)決策層面(mian)，數字孿(luan)生(sheng)平臺還可以助力(li)預測(ce)可再生(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)發電(dian)(dian)(dian)與(yu)(yu)供(gong)電(dian)(dian)(dian)負荷，實現分(fen)布式能(neng)(neng)源(yuan)供(gong)需的(de)就地平衡，助力(li)解決高比例新能(neng)(neng)源(yuan)接入(ru)及消納為(wei)電(dian)(dian)(dian)網帶來的(de)可靠(kao)性挑戰。

胡權用(yong)實例生動地說(shuo)明了(le)數(shu)字(zi)孿生技術在(zai)電(dian)網的應用(yong)價值：“電(dian)網的高壓線通常(chang)采用(yong)無(wu)人機(ji)巡檢來判斷故障或預測風險，但從(cong)無(wu)人機(ji)發現問(wen)(wen)題(ti)(ti)，到上(shang)報問(wen)(wen)題(ti)(ti)，再到解決問(wen)(wen)題(ti)(ti)，各環節均需依靠(kao)人工(gong)，時間周(zhou)期(qi)存在(zai)不確定(ding)性。相較而言，使用(yong)數(shu)字(zi)孿生技術所(suo)構建的電(dian)網，機(ji)器(qi)與機(ji)器(qi)之間會自動上(shang)傳問(wen)(wen)題(ti)(ti)，只需人工(gong)解決問(wen)(wen)題(ti)(ti)。”

“通(tong)俗(su)地(di)講，就(jiu)像全屋智(zhi)能(neng)系統通(tong)過(guo)Wi-Fi連接起來(lai)，你只(zhi)需對著手(shou)機操作就(jiu)可(ke)以控制全部家(jia)電一樣(yang)。數(shu)據與數(shu)據間(jian)自動交互，再由人進行總控。”胡權解釋說。

“將由1.0版本升級到3.0版本”

胡(hu)權告(gao)訴記(ji)者，數(shu)字(zi)孿(luan)(luan)生電(dian)網(wang)參(can)考架(jia)構采用(yong)了開放體(ti)系，可以實(shi)現“建設(she)-運(yun)行(xing)-優化”的閉環(huan)優化，這正是(shi)數(shu)字(zi)孿(luan)(luan)生技(ji)術(shu)的潛力所在。同時，針對(dui)數(shu)字(zi)孿(luan)(luan)生電(dian)網(wang)可持續改進特(te)征，預(yu)計經(jing)過10年左右的時間(jian)，數(shu)字(zi)孿(luan)(luan)生電(dian)網(wang)將(jiang)由現在小范圍(wei)推廣1.0版(ban)本升(sheng)級成實(shi)現全局(ju)和全生命周(zhou)期生產運(yun)行(xing)需要(yao)，達到源(yuan)網(wang)荷儲(chu)一(yi)體(ti)化管理目(mu)標的3.0版(ban)本。“1.0版(ban)本是(shi)打基礎(chu)，2.0版(ban)本是(shi)做運(yun)行(xing)的改善，3.0版(ban)本是(shi)創新升(sheng)級。”

在施耐德電氣(qi)能源管理中壓(ya)業務(wu)市場(chang)與戰(zhan)略副總裁薛毅(yi)看來(lai)，今后，數(shu)字孿生(sheng)技術將越(yue)來(lai)越(yue)多地(di)融入(ru)到電網設(she)計規劃、建設(she)及(ji)運維(wei)等全生(sheng)命周期內的(de)各個環節，助力提供(gong)多樣化(hua)、場(chang)景化(hua)的(de)功(gong)能和(he)服務(wu)，真正實現“回溯(su)過(guo)往，掌(zhang)控(kong)當下，預知未來(lai)”的(de)運維(wei)體驗，從而(er)切(qie)實推動(dong)未來(lai)電網形(xing)態的(de)持續進化(hua)。

上述電網(wang)(wang)專家透露，當(dang)前，電網(wang)(wang)企業已經在做相應的(de)(de)數字孿(luan)生電網(wang)(wang)的(de)(de)技術(shu)升級規(gui)劃，預(yu)計在“十(shi)四(si)五(wu)”末期或“十(shi)五(wu)五(wu)”中(zhong)期開始大(da)量應用(yong)。“一(yi)旦數字孿(luan)生電網(wang)(wang)形成(cheng)規(gui)模，產業鏈成(cheng)本將進一(yi)步下(xia)降，供應商開始盈利(li)，市場會得(de)到飛(fei)速發展。預(yu)計10年左右，全(quan)國范圍(wei)內(nei)的(de)(de)電網(wang)(wang)線路將全(quan)部實(shi)現可視化，通過互(hu)聯網(wang)(wang)可以看到所有(you)線路的(de)(de)細(xi)節。”

不過，業(ye)(ye)內人(ren)士提醒說，要(yao)實(shi)現數字孿(luan)生(sheng)電網從1.0版本(ben)到3.0版本(ben)的(de)跨(kua)越，亟待產(chan)業(ye)(ye)鏈在(zai)一個開放的(de)生(sheng)態圈中相互協作，聯合(he)創新，從而讓(rang)可(ke)深入行(xing)業(ye)(ye)的(de)應(ying)用盡(jin)快落地，并(bing)切實(shi)產(chan)生(sheng)商(shang)業(ye)(ye)價值。