面向智慧能源系统的数字孪生技术及其应用

发布时间：2021-03-25 07:43

　　智慧能源战略为能源行业转型提供互联互通、透明开放、互惠共享的能源共享平台,数字孪生技术将助力解决智慧能源发展所面临的技术与市场壁垒问题。当前数字孪生技术在智慧能源行业应用仍处于起步阶段,相关的技术拓展和应用场景研究仍不充分,尚未形成系统性的研究框架。本文旨在总结国内外面向智慧能源系统的数字孪生技术的发展经验并探讨其未来发展思路,以期促进数字孪生技术在智慧能源行业中的深化应用。通过比较国内外不同领域对数字孪生技术的定义和应用,探讨了面向智慧能源系统的数字孪生技术的定义,对其通用架构、关键技术和生态构建分别进行了阐述。据此进一步分析了数字孪生技术在智慧能源行业的部署和应用案例。从技术发展、生态构建和政策建立三方面给出了对策建议,以期为数字孪生技术在智慧能源行业的工程应用提供参考。 

【文章来源】：中国工程科学. 2020,22(04)北大核心CSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

面向智慧能源系统的数字孪生架构

建立精确、可动态拓展的云端和边缘端服务的智能算法库，以加快智慧能源系统分布式计算的速度，实现对网络、计算、存储等计算机资源的高效利用。该算法库是一个体系合理、测试完整且验证充分的智慧能源系统通用智能算法库，包括数据清洗算法子库、性能退化特征提取算法子库和状态趋势预测算法子库等。尤为核心的是，基于边缘端–云端协同体系的专业算法应用部署，可实现专业算法的实例化验证和迭代生长。3. 智慧能源系统设备的通用精细化模型库

由于能源空间分布失衡，我国部分区域能源资源匮乏，需要依赖能源传输以保障能源安全。数字孪生技术可以提升能源传输过程中的控制和优化能力[19]。应用数字孪生技术，对直流输电网中的柔直模块化多电平换流器进行数字孪生建模，以实现对能源传输的优化和升级。针对用于电能传输的电缆等设备，应用数字孪生技术进行虚实映射的数字化建模，指导电缆设备的全生命周期设计，以提高设备的运行性能和增长设备的使用寿命。数字孪生电网在虚拟实体中可以实现多物理场和多尺度的仿真，使管理人员更真实地了解输电设备的运行状况和各节点的负荷状况，通过大数据和智能算法实时监控电网并及时对电网可能出现的问题进行预警。（三）能源分配

【参考文献】：
期刊论文
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[3]数字孪生十问:分析与思考[J]. 陶飞,张贺,戚庆林,张萌,刘蔚然,程江峰,马昕,张连超,薛瑞娟.  计算机集成制造系统. 2020(01)
[4]面向泛在电力物联网的支撑平台与行业生态构建[J]. 蔡泽祥,孙宇嫣,郭采珊.  机电工程技术. 2019(06)
[5]基于数字孪生的复杂产品设计制造一体化开发框架与关键技术[J]. 李浩,陶飞,王昊琪,宋文燕,张在房,樊蓓蓓,武春龙,李玉鹏,李琳利,文笑雨,张新生,罗国富.  计算机集成制造系统. 2019(06)
[6]数字孪生五维模型及十大领域应用[J]. 陶飞,刘蔚然,张萌,胡天亮,戚庆林,张贺,隋芳媛,王田,徐慧,黄祖广,马昕,张连超,程江峰,姚念奎,易旺民,朱恺真,张新生,孟凡军,金小辉,刘中兵,何立荣,程辉,周二专,李洋,吕倩,罗椅民.  计算机集成制造系统. 2019(01)
[7]产品数字孪生体的内涵、体系结构及其发展趋势[J]. 庄存波,刘检华,熊辉,丁晓宇,刘少丽,瓮刚.  计算机集成制造系统. 2017(04)
[8]我国能源系统形态演变及分布式能源发展[J]. 李立浧,张勇军,徐敏.  分布式能源. 2017(01)
[9]综合能源系统与能源互联网简述[J]. 余晓丹,徐宪东,陈硕翼,吴建中,贾宏杰.  电工技术学报. 2016(01)
[10]从智能电网到能源互联网:基本概念与研究框架[J]. 董朝阳,赵俊华,文福拴,薛禹胜.  电力系统自动化. 2014(15)

硕士论文
[1]能源传输方式比较研究[D]. 韩奇.华北电力大学 2013



本文编号：3099325