近年来,南方电网正在加速推进数字电网建设。“十四五”期间,南网将投资6700亿元,推进数字电网建设和现代化电网进程,推动新型电力系统构建。 数字孪生,是数字电网的关键技术。电网数字化,是物理电网在数字世界的完整映射,建立数字孪生模型,通过数字世界的操作作用于物理世界,实现数字世界与物理世界的双向互动,从而实现电网状态感知、在线监测、行为跟踪、趋势分析、科学决策等。
利用数字技术手段,连接、创造与现实世界映射交互的虚拟世界,这不就是“元宇宙”吗? 图片 此前能源电力说发布了《南方电网:发、输、变、配、用数字化落地案例》。本篇一起来看南方电网如何将数字孪生技术应用在电网?电网“元宇宙”是怎样的呢? 01 什么是数字孪生? 随着“双碳”、构建新型电力系统等目标的提出,具有随机性、间歇性、波动性特征的分布式能源比例将快速增长,储能装置、V2G 等交互式能源设施以及其他多种能源基础设施接入,使得电力系统呈现出结构更加复杂、设备更加繁多、技术更加庞杂的趋势。
数字孪生电网应运而生,通过虚拟现实交互激活电网、设备的多源数据,特别是运行时空大数据,通过数据挖掘,提供高维、量化、多层次的视角辅助运营调控相关决策。虚实结合,实现电网虚拟、现实空间的实时动态映射。
简单而言,数字孪生电网,就是针对复杂的电网场景,通过创造虚拟空间来运行生产过程的模拟,识别和分析出如何更高效、更安全地完成工作。 从电力行业的特征来看,发、输、变、配、用全流程都有较大应用潜力。 02 南方电网数字孪生应用实践 南方电网数字孪生技术的应用,主要体现在“南网智瞰”。
南网智瞰,是实现“全网一张图”的门户及应用,基于南网公司数字化技术基础平台和数字孪生技术,融合地理、物理、管理和业务信息,建立动态鲜活电网,提供灵活组合共享服务模式,快速响应上层业务应用的平台。融合了关系、图、三维的电力领域数据建模技术,构建了覆盖设备全要素、全时空的数字化模型,覆盖源网荷储,支撑全域物联的透明管理。 目前南网智瞰平台,累计接入地理要素超245万,管理源网荷储2000多种设备类型共1.2亿台设备设施、超10亿设备台账,接入约570亿条实时数据,实现186万配电变压器负荷精细化管理、分界点精益线损分析。
上线配电网规划、九防管理、线损异常分析等9个典型应用场景,支撑配网规划、电网管理平台、智能台区等13套业务系统图形应用。 主网数字孪生基础设施 电网三维数字化,是南方电网“十四五”期间电网的数字化基础设施,目前已建成南方电网110kV及以上主网数字孪生,形成新型电力系统数字主网架示范。 南方电网目前已完成110kV及以上架空输电线路与变电站图形、台账、拓扑等信息治理,76万基杆塔、4794座变电站坐标准确率达99%;西电东送“八交十一直”直流线路约1.5万公里,佛山供电局、汕头供电局全局35kV及以上架空输电线路约7000公里,从±800kV换流站到35kV变电站19座试点变电站的三维数字孪生建设。
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