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數字孿生智慧電網(wǎng)監測運維系統
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配電設施智慧數字孿生監測運維系統
發(fā)布時(shí)間:2024-03-02瀏覽次數:121

傳統模型和優(yōu)化方法已經(jīng)難以滿(mǎn)足配電網(wǎng)規劃設計、監測分析和運行優(yōu)化的要求,嚴重依賴(lài)于人工經(jīng)驗的電網(wǎng)運營(yíng)策略?xún)?yōu)化調整也將難以達到最優(yōu)效果。數字孿生賦能配電網(wǎng),能夠通過(guò)在虛擬空間中完成對象的映射,隨時(shí)在平行空間里通過(guò)孿生體實(shí)現對有源配電網(wǎng)運行狀態(tài)的感知、預測、推演與優(yōu)化等,從而實(shí)現高比例分布式能源接入的配電網(wǎng)實(shí)現故障診斷、優(yōu)化控制、風(fēng)險評估。

電力數字孿生管理平臺.jpg

1.數字孿生系統架構

感知層:感知層主要包括物理實(shí)體中搭載先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的各類(lèi)新型基礎設施。

數據層:數據層主要包括保證運算準確性的高精度的數據采集、保證交互實(shí)時(shí)性的高速率數據傳輸、保證存取可靠性的全生命周期數據管理。

運算層:運算層是數字孿生體的核心,其充分借助各項先進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現對下層數據的利用,以及對上層功能的支撐。

功能層:功能層是數字變生體的直接價(jià)值體現,實(shí)現系統認知、系統分析、故障診斷、預測推演功能,從而起到輔助決策作用。系統認知,數字孿生體能夠真實(shí)描述及呈現物理實(shí)體的狀態(tài),它是實(shí)現數字孿生體其它高級和智能化功能的基礎。系統分析可實(shí)現數字孿生體的狀態(tài)監測功能,發(fā)揮對物理實(shí)體的早期預警作用。故障診斷,通過(guò)分析物理實(shí)體的運行狀態(tài),了解現象背后的原因。預測推演,是利用仿真技術(shù)來(lái)預見(jiàn)物理實(shí)體未來(lái)的狀態(tài)演變,從而指導當前的運行決策。

應用層:應用層是面向各類(lèi)場(chǎng)景的數字孿生體的最終價(jià)值體現,具體表現為不同行業(yè)的各種產(chǎn)品,能夠明顯推動(dòng)各行各業(yè)的數字化轉型。

2.數字孿生系統的典型特征

等價(jià)映射:數字孿生體是對物理實(shí)體的等價(jià)描述,是對物理實(shí)體進(jìn)行數字化而松建的模型數字孿生體的變化能夠真實(shí)反映現實(shí)世界中的物理實(shí)體的變化。數字孿生體能夠實(shí)現雙向映射、數據連接和狀態(tài)交互,起到“數化”、“保真”效果。

實(shí)時(shí)交互:基于實(shí)時(shí)傳感等多元數據的獲取,孿生體可全面、精準、動(dòng)態(tài)反映物理對象的狀態(tài)變化,包括外觀(guān)、性能、位置、異常等?!皩?shí)時(shí)”體現數字孿生體所處狀態(tài)是物理實(shí)體狀態(tài)的實(shí)時(shí)虛擬映射;“交互”體現數字孿生體與物理實(shí)體間存在數據及指令互動(dòng)。

共生演進(jìn):“共生”體現在數字孿生體與物理實(shí)體同步構建,在全生面周期中相互依存,孿生體隨著(zhù)孿生對象的生長(cháng)而不斷演變。共智體現在三個(gè)層面:孿生體與孿生對象間共享智慧(包括:數據、算法)、孿生體內部各種孿生模型間共享智慧、不同生命周期階段的孿生體間共享智慧。

預測優(yōu)化:根據物理實(shí)體的各項真實(shí)數據,通過(guò)數字孿生體進(jìn)行仿真,實(shí)現對物理實(shí)體未來(lái)狀態(tài)的預測,預先知曉未來(lái)狀態(tài)能夠輔助用戶(hù)做出更合理的決策。根據物理實(shí)體的實(shí)時(shí)運行狀態(tài),通過(guò)數字孿生體進(jìn)行監測,實(shí)現對系統不穩定狀態(tài)的預測,預先覺(jué)察即將可能發(fā)生的不穩定狀態(tài),使用戶(hù)更從容地處理該問(wèn)題。

建立數字孿生體的最終目的,是通過(guò)描述物理實(shí)體集合內在機理,分析規律、洞察趨勢,基于分析與仿真對物理世界形成優(yōu)化指令或策略,實(shí)現對物理實(shí)體決策優(yōu)化功能的閉壞。根據數字孿生的典型特征,可以得出數字孿生的體系架構。

3.配電設施智慧數字孿生運維監測系統功能

數字孿生依托對物理系統的多項數據傳輸與洞察,對計劃、設計、施工、地修以及運維的虛擬映射,實(shí)現狀態(tài)感知、先知共智、數字體驗以及輔助決策等功能。

(1)實(shí)時(shí)監測配網(wǎng)狀態(tài),實(shí)時(shí)反映開(kāi)關(guān)通斷設備負載、用戶(hù)負荷、新能源出力等運行狀態(tài),以及配電網(wǎng)的異常信息故障信息。

(2)診斷配網(wǎng)異常原因,實(shí)現配電網(wǎng)電壓異常、電能質(zhì)量異常、電費異常等異常的溯因分析,準確研判出導致異常的原因。

(3)預測配網(wǎng)趨勢特征,包括新能源出力、電力用戶(hù)用電負荷、電氣設備負載情況,還可以預測設備故障、客戶(hù)投訴等。四是優(yōu)化配網(wǎng)運營(yíng)策略,整體建構設備檢修頻率、電力設施配置、聯(lián)絡(luò )開(kāi)關(guān)投切、相間負荷調整等運營(yíng)策略體系。

配電設施智慧數字孿生運維監測系統2.jpg

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