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电网数字双胞胎亮相工博会 城市供电有了双保险

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9月15日,第22届中国国际工业博览会在国家会展中心(上海)开幕。国网上海市电力公司首次亮相能源技术与设备版块,展示国内首个“会思考”的电网设备数字孪生系统。在为期五天的工博会期间,上海电力以“数字孪生能源互联网引领者,数字孪生城市建设先行者”为主题,畅想优势互补、资源共享、互利共赢的数字孪生能源生态圈。

电网设备的数字“双胞胎”

在国展中心1.1H-A208展区,最醒目中央大屏上,由上海电力下属单位国网上海浦东供电公司潜心研发的国内首个“会思考”的电网设备数字孪生系统正在动态展示。

什么是“数字孪生”?展区工作人员这样介绍:“想象一下,在平行的数字世界,有一个和你一模一样的‘双胞胎兄弟’,他孕育、出生、成长、工作、退休的每个阶段,都与真实世界里的你完全同步。这个数字世界里的‘双胞胎兄弟’甚至还会去未来看一看,告诉你未来可能会生什么病、怎样预防和治疗、在健康方面如何花钱最合理。”

电网设备“数字孪生”的实现离不开三个重要元素。第一个是“神经末梢”,就是安装在电网设备上数量繁多、品种各异的传感器,用于高密度、实时采集设备上的各项性能指标。第二个元素是“数字骨骼”,就是实体设备在数字空间内的三维模型,这些模型完全复刻了真实设备的内外部结构,清晰展现了各部件的分布情况。第三个元素是“决策大脑”,就是以电力专业技术人员多年的实战经验、成千上万各种类型设备的“病例报告”为基础,融合人工智能和机器学习打造出的一种设备健康分析预测算法,用于智能诊断设备健康状态。

有了“神经末梢”“数字骨骼”“决策大脑”,电网设备从“出生”到“退休”的所有数据都尽在掌握,并通过智能推演,精准给出设备健康诊断。电网设备实现了自已“会思考”,告诉电力运维人员设备有没有异常、是什么类型的问题、需不需要停电检修等。

织密虚实“两张网” 守护城市“命脉”

电网设备数字孪生系统于2019年10月在“中国硅谷”浦东张江科学城首次投入使用。上海电力在张江打造了上海首座数字孪生变电站35千伏蔡伦站,为区域内2000余家高新技术企业提供智慧电力保障。2020年6月,浦东临港新片区第一座数字孪生变电站110千伏博艺站投运;8月,张江科学城第二座数字孪生变电站35千伏祖冲站完成数字化改造。

通过这三座变电站,上海电力在数字孪生领域实现了“点”上突破,并把数字孪生建设经验总结为标准。如此一来,一个个独立的数字孪生个体就像乐高积木一样,按照标准接口互相连接,构建出精彩纷呈的美丽世界。现如今,上海电力正在这三座变电站上下游供电路径上开展 “线”上延伸,推广辐射到架空线、电缆、配电、储能、新能源发电等设备,从而推动数字孪生能源互联网的“面”上布局,力争在2025年初步完成数字孪生能源互联网建设,努力打造张江、临港两个“样板工程”。

2020年4月,上海市明确提出“探索建设数字孪生城市,数字化模拟城市全要素生态资源”的新要求。能源是城市发展的源动力,城市是能源变革的主战场,织密“虚实”两张“能源互联网”,就为城市供能“命脉”上了“双保险”,同时也为上海数字孪生城市建设提供了先行先试的宝贵经验。

拥抱数字孪生能源“朋友圈”

上海电网作为世界看中国电力的前沿窗口,拥有数以万计的设备和用户,是连接产业链上下游众多合作伙伴的天然纽带。以大电网为“主干”、以微网为“枝叶”、以互联网为“土壤”的能源互联网更是具备巨大的网络连接价值。

本次工博会,上海电力向多方发出了合作信号。15日开幕当天,展区内举行了数字孪生能源生态圈战略合作签约仪式。国网上海浦东供电公司与科研院所、设备制造商、互联网企业、重要用户代表签约,携手打造“共生、共享、共治、共赢”的数字孪生能源生态圈。这也意味着在未来几年,国网上海浦东供电公司将在上海电力范围先行先试,完成由“电力企业”向“能源互联网企业”的转型升级,从传统电力供应商向“绿色能源供应商、能源网络运营商、能源服务提供商、能源科技开拓商、能源互联网平台商”的转变。

数字孪生所需要的高精尖技术覆盖面广,涉及多行业、多学科,想要构建出精确的数字孪生体,跨领域专业合作必不可少。数字孪生与能源互联网的加速融合,必将打破传统能源行业边界,催生出全新的产业生态,极大地丰富能源数字经济发展内涵。

上海电力将积极拥抱数字孪生能源“朋友圈”,发挥电力企业的体量优势、数据优势、经验优势和民生属性,促进产学研用深度融合,满足多样化用能需求,推动信息增值、价值创造、服务创新和产业升级,与大众共享数字经济与能源经济发展的“红利”。

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