数字孪生技术下的配电室怎么改善

一、含义

数字孪生”是一种新兴的信息技术，它将人工智能、传感器、模拟工具等多种数据有机地结合在一起，从而实现实体与虚拟的交互和传送。目前，数字孪生技术已被广泛地用于对物体状态和人类行为进行监测和预测。“数字孪生电网”对于将“数字孪生”技术与新型电力系统相结合，通过虚拟现实的互动，逐步激活电网、装备等多源数据，深度挖掘数据资源与信息，提升高维、多层次的“视点”辅助运行能力；实现了电力系统在虚拟与真实两个空间上的动态实时映射。“数字孪生电网”是基于“数字孪生”的基础设施和电网的数字化改造，从“数字空间”、“人员”和“环境”三个层面，构建“数据驱动、全生命周期”的“数字孪生体”，提升“数据驱动”的全生命周期以及应用效能。而对于配电室而言，在其内部使用数字孪生技术，可以有效地提高配电室的运营和管理效率，并以数字孪生技术为基础，对其关键技术要素进行深度挖掘，从而为提高配电室的运营和维修水平提供新思路。

二、数字孪生的关键技术实现

从基本的层次化思想出发，归纳了数字孪生技术在实际应用中的通用解决方案。首先，建立一条信道，以实现与物理实体之间的信息实时传递。其次，基于实际数据，建立了一个具有较强拟合性的数字孪生模型，并对模型进行了模拟和分析。如果得到的结果与需要相匹配，那么就可以使用这个数字孪生体，对其进行辅助决策，从而有助于实现改善产品设计、提高生产效率等生产目标，或者是实现故障诊断与预警等维护目标；具体的数字孪生技术还体现在以下几个层面。

2.1建模

建模是开展数字孪生研究的前提与基础。与传统的建模相比，数字孪生模型不但要对物体的实体特性进行精细的3D建模，还要对物体的操作特性进行全数字化的仿真，物体的材料、操作模式、软件算法等都归属于建模范围。

2.2模拟

模拟是对数字孪生模型进行验证的重要手段。通过模拟验证，验证数字孪生系统是否能够准确地再现出实体的客观操作规则，以及对实体数据的收集是否满足精度要求；在数字孪生模型中，每个步骤的进展都离不开模拟结果支持。

2.3处理数据

海量数据的高效采集是数字孪生技术应用的前提，也是实现数字孪生技术应用于故障诊断、结果预测和故障识别等多方面的关键技术。数字孪生所使用的数据具有高密度和低价值的特征。由于数字孪生技术对时间的要求很高，这就要求在更高层次上采用更高层次的算法来实现数据的实时处理，从而提高数据传输效率。

三、配电室数字孪生的关键要素与功能

3.1要素

（1）提供精准数据：配电室的各种数据是实现数字孪生的前提和依据，需要在机房内设置相应的设备，使机房内的主要物性参数尽可能完整，并保证获取的及时性以及具大的存储空间，以便存储机房整个生命周期内的数据。采集装置、网络通道要稳定、可靠，才能保证所采集到的数据的真实性和准确性；此外，还要强化对业务过程的管理，以保证档案类数据的详细、准确。

（2）对建模进行科学合理化分析：配电室数字孪生核心功能包括检测、诊断、预测等等，而科学合理地分析模型是实现以上前提的先决条件。在技术发展过程中，配电室存在一定的物理特征，为确保模型的科学有效性，还需根据以往的各类及时数据来进行深入研究，确保多元化的因素不会对其模型构建造成阻碍。

（3）边缘计算能力：受配电室数量因素的限制，导致在智能配电室中按照配电物联网“云-管-边-端”的构架设计流程，确保设备边缘计算能力可以发挥*大程度作用，以实现对配电室内各种运行状态数据的采集和接入目的。这样的运行方式可以帮助维护人员全面地掌握设备的实际运行情况，并能及时地做出预警和处理，减少现场维护人员的工作量，提高维护效率，保证供电的可靠性。

3.2功能

在配电室中应用数字孪生技术，能够通过建模的方法，精准掌握数据与模型之间的关系，是实现配电室运行转台监管和综合性管理的主要途径。物联网机构终端是配电室运行状态的重要体现，可利用该设备实现配变监测、开关量采集以及低压开关位置信息采集等功能；在此基础上，相关的工作者要以边缘计算所提供的数据为基础，对其展开深入调研以及探究，积极做好区域自动控制与调节工作。在传统的配电室中存在着诸多问题，比如缺少巡视记录、人工操作继续以及缺乏相关工作资料等等，而数字孪生技术的应用可强化机器人巡检，AI识别和终端设备控制等手段，能够*大程度地提升配电室总体工作效率。

审核编辑：汤梓红