数字孪生电网是什么？功能有哪些？发展历程解析

1 什么是数字孪生电网

工业4.0研究院解析了“数字孪生电网”(DTG，Digital Twin Grid)概念，从广义上来说是指电力行业的数字孪生体应用，狭义上指从发电、输电、配电和用电全生命周期场景下的数字孪生体应用。

工业4.0研究院将数字孪生电网定义为数字孪生电网是基于数字孪生基础设施的电网数字化转型方法，通过在数字空间建设电网、环境、人员和业务四要素，实现数据驱动的全局、全生命周期的数字孪生体，从而达到不断改善的应用目的

2 数字孪生电网的参考架构

根据数字孪生电网的定义，工业4.0研究院设计了数字孪生电网参考架构，总体分为三个层面：数字孪生基础设施、数字孪生体平台和数字孪生体应用，以便电力企业在实际应用中参考

3 数字孪生电网发展历程

(1)数字孪生电网1.0的核心任务是基本完成四大要素建设任务;基础设施是搭建好数字孪生基础设施框架，完成DTL1数字孪生化;搭建好开发平台、开源社区和场景编排等基本功能;应用重点在实现资产管理类应用

(2)数字孪生电网2.0的核心任务是实现全局数据机制;基础设施是引入GIS、室内定位等数据并融合，能实现四要素DTL2-3数字孪生化;其平台是能够实现操作系统所要求的即插即用;重点实现全局优化类应用

(3)数字孪生电网3.0的核心任务是实现全局和全生命周期数据机制;基础设施是全面建立点云驱动的数字孪生化和数据机制，能够实现不断改进的目标;平台是拥有一定规模的开发群体，并具有持续改善能力;重点实现全生命周期类应用

4 数字孪生电网的功能

数字孪生电网可以监测电网实时状态、诊断电网异常原因、预测电网发展趋势、优化电网运营策略

(1)监测电网实时状态：数字孪生电网可以实时反映开关通断、设备负载、用户负荷、新能源出力等电网运行状态,还可以实时反映电网的异常信息、故障信息，以便工作人员全面实时地监测电网状态。

(2)诊断电网异常原困：数字孪生电网可以实现电网电压异常、电能质量异常、电费异常等各类异常的溯因分析,准确研判出导致异常的原因,以便工作人员制定相应的改进措施。

(3)预测电网发展趋势：数字孪生电网可以准确预测新能源出力、电力用户用电负荷、电气设备负载情况,还可以预测设备故障、客户投诉等,以便工作人员制定相应的应对措施。

(4)优化电网运营策略：数字孪生电网还可以优化设备检修频率、电力设施配置、联络开关投切、相间负荷调整等运营策略,进而为工作人员提供科学的决策支撑。

来源：《数字孪生体联盟：数字孪生电网白皮书-电力企业数字化转型之道（58页）.pdf》

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