隨著(zhù)創(chuàng )新技術(shù)和信息基礎設施的快速發(fā)展，很多新的技術(shù)應用趨勢正在以前所未有的速度落地各行各業(yè)，帶來(lái)嶄新的數字化價(jià)值，數字孿生技術(shù)就是其中一個(gè)典型的例子。當前，正值全社會(huì )聚焦“雙碳”目標的關(guān)鍵時(shí)期，構建以新能源為主體的新型電力系統、推進(jìn)電網(wǎng)的數字化轉型亦成為當務(wù)之急。

　　那么，當傳統的電網(wǎng)行業(yè)“邂逅”點(diǎn)石成金的數字孿生技術(shù)，會(huì )帶來(lái)哪些改變？

　　首先，我們來(lái)認識一下數字孿生技術(shù)的諸多“本領(lǐng)”。眾所周知，數字孿生技術(shù)能夠通過(guò)大數據采集和數字化模型構建，對物理世界進(jìn)行精準“映射”，實(shí)現透明的數據可視化；其更重要的價(jià)值在于，它能夠利用這些大數據，超越物理世界的局限，對工藝、操作流程和運維過(guò)程進(jìn)行仿真和預測，并實(shí)現快速驗證，從而為規劃設計、建設實(shí)施、運維服務(wù)等全生命周期內的各個(gè)環(huán)節帶來(lái)回饋價(jià)值。

　　基于這些價(jià)值，數字孿生以往應用于汽車(chē)、航空等制造業(yè)以及建筑業(yè)的例子數不勝數，它帶來(lái)的是數據的透明，數字化主線(xiàn)的貫通，以及動(dòng)態(tài)管理、復雜供應鏈協(xié)同和預測性維護的實(shí)現。今天，我們驚喜地看到，這些價(jià)值恰好與未來(lái)電網(wǎng)數字化轉型的需求高度契合。兩者的有機結合，有望為未來(lái)電網(wǎng)進(jìn)化升級奏響新的強音。

　　數字孿生與電網(wǎng)的“邂逅”，首先要解決的是“數據孤島”的挑戰。以往，在電網(wǎng)行業(yè)數字化轉型的過(guò)程中，常見(jiàn)的是各系統、部門(mén)的數據信息獨立且分散，形成一個(gè)個(gè)“數據孤島”；再如，由于數據來(lái)源多樣化，導致數據格式各異、缺乏標準化，不便于融合利用；此外，還存在數據表達能力不足、缺乏數據交互、難以還原真實(shí)場(chǎng)景等頑疾。

　　而打造以電網(wǎng)模型為基礎、基于施耐德電氣EcoStruxure三層架構的數字孿生平臺，則可以有效解決這些挑戰。在數字孿生應用架構的底層，可以通過(guò)智能設備、智能表計等手段廣泛采集物理世界的多源數據，形成全場(chǎng)景、跨系統空間的大數據集；在中間層，則以公有云、私有云或混合云為平臺，對不同來(lái)源、不同格式的數據進(jìn)行融合和處理；最上層，則通過(guò)開(kāi)放的API接口，讓數據可以使能二次開(kāi)發(fā)和集成，服務(wù)于數字電網(wǎng)的各個(gè)具體場(chǎng)景，營(yíng)造多平臺、跨終端的卓越用戶(hù)體驗。

　　這樣的架構，使得數字孿生平臺得以助力數字電網(wǎng)實(shí)現運維方式的顛覆性革新。無(wú)論是在場(chǎng)地現場(chǎng)的設備巡檢、故障排查，控制中心負責的配電站和配電管理，還是運維中心負責的業(yè)務(wù)流程管控、運維計劃安排以及遠程運維，都可以實(shí)現三維可視化運維。

　　數據和模型的可視化與互聯(lián)互通，也為更高層次的場(chǎng)景化應用提供了實(shí)現基礎。例如，上升到戰略決策的層面，數字孿生平臺還可以助力預測可再生能源發(fā)電與供電負荷，實(shí)現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(lái)的可靠性挑戰。

　　數字孿生技術(shù)在電網(wǎng)數字化轉型中的應用，亟待企業(yè)在一個(gè)開(kāi)放的生態(tài)圈中相互協(xié)作，開(kāi)展聯(lián)合創(chuàng )新，從而讓可深入行業(yè)的應用盡快落地產(chǎn)生效益。在這方面，施耐德電氣與孿數科技在電網(wǎng)數字孿生領(lǐng)域的聯(lián)合創(chuàng )新就是一個(gè)典型的例子。

　　當前，通過(guò)兩者的聯(lián)合創(chuàng )新，已經(jīng)可以靈活滿(mǎn)足數字化電網(wǎng)內不同場(chǎng)景、不同規模的需求。對于單個(gè)配電柜、機柜，數字孿生可以支持三維掃描、可視化呈現，實(shí)現數字化交付；對于單個(gè)配電站、開(kāi)關(guān)站，數字孿生可以支持站點(diǎn)設備全要素數據的連接，實(shí)現數字化運維管理；對于區域配電站，數字孿生可以為區域電網(wǎng)實(shí)現配電智能管理、按需配電；針對環(huán)網(wǎng)數字化，數字孿生則可以助力實(shí)現站點(diǎn)聯(lián)通、快速檢測等功能。

　　以施耐德電氣和孿數科技成功實(shí)施的一個(gè)變電站智能化運維項目為例，該數字化變電站占地規模80平方米，包含20臺中壓柜、7臺低壓柜、2臺變壓器及一組母線(xiàn)。改造前，該變電站采用的傳統2D運維平臺不夠直觀(guān)，設備種類(lèi)、數量繁雜，無(wú)法統一管理，多種數據類(lèi)型也無(wú)法在統一平臺集成，使得運維人員無(wú)法預判可能出現的故障及事故。

　　而實(shí)施改造后，數字孿生解決方案提供了配電站全場(chǎng)景三維建模還原、全站設備內外結構可視化展示、運維模擬數據實(shí)時(shí)獲取、設備臺賬實(shí)時(shí)查看及故障模擬預判等一系列功能，為變電站的運維帶來(lái)了“點(diǎn)石成金”的效果和體驗。和改造前相比，節省了大量時(shí)間、財力成本，大幅提升了運維效率，此外還有效縮減了配電站的效能損耗。

　　依托綠色能源管理理念，數字孿生持續助力電網(wǎng)進(jìn)化

　　在剛剛過(guò)去的施耐德電氣創(chuàng )新峰會(huì )上，施耐德電氣發(fā)布了具有前瞻性的綠色能源管理理念。依托這一理念，基于數字孿生技術(shù)的創(chuàng )新解決方案，勢必將作為綠色能源管理解決方案的一個(gè)重要組成部分，幫助客戶(hù)輕松應對源網(wǎng)荷儲一體化，和多能互補挑戰，獲得更大的成長(cháng)空間，同時(shí)降低轉型成本，以達成從能源生產(chǎn)、存儲、傳輸和使用全生命周期中實(shí)現綠色、可靠、高效的能源管理目標，幫助電網(wǎng)等行業(yè)的客戶(hù)實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展。

　　針對數字孿生在電網(wǎng)領(lǐng)域的應用前景，施耐德電氣能源管理中壓業(yè)務(wù)市場(chǎng)與戰略副總裁薛毅談到：“今后，數字孿生技術(shù)將越來(lái)越多地融入到電網(wǎng)設計規劃、建設及運維等全生命周期內的各個(gè)環(huán)節，助力提供多樣化、場(chǎng)景化的功能和服務(wù)，真正提供‘回溯過(guò)往，掌控當下，預知未來(lái)’的卓越運維體驗，從而切實(shí)推動(dòng)未來(lái)電網(wǎng)形態(tài)的持續進(jìn)化。”