在云計算技術、大數據技術以及先進互聯網技術快速發展背景下,推動第四次工業革命的發展,進一步強化信息采集、信息存儲、信息分析與信息共享,同時生產方式、經濟形態也在一定程度上發生轉變,數字經濟已經成為推動社會發展的重點與關鍵。
1、數字孿生理論分析
對于數字孿生目前并沒有一個準確的定義,其概念仍然處于不斷變化當中。但有很多人認為,數字孿生主要是指通過對建模的應用,創建出可以覆蓋產品全生命周期,以及全價值鏈的數字化數據流,可以發揮訪問作用、整合作用與轉換作用。
不同學者對于數字孿生有著屬于自身的看法,在本文中主要認為數字孿生是,通過對人工智能技術、傳感技術、仿真技術的應用,實現物理原子到數據的比特平行互動技術,或者屬于精準映射技術等。數字孿生有著屬于自身的特點,比如,高保真性特點,數字世界在對物理直接進行復制過程中,需要從本體構成角度、形態行為角度、運行規則角度展開;可擴展性特點,數字模型可以結合自身實際情況,實現自我推演,或者是根據物理世界形態變化情況進行拆解操作、復制操作、修改操作等;互動性特點,不同物理終端之間,不同數學模型之間能夠實現彼此之間的信息交互。
2、數字電網分析
在對數字電網分析過程中,本文主要從以下幾點進行闡述:
(1) 數字電網內涵。
數字電網屬于電網生態系統,是由物理電網、孿生電網以及支撐技術形成。在數字電網中,擁有海量的數據信息,通過對智能傳感、人工智能的應用,實現電網復雜能量信息耦合運行關系的全方位解析,物理電網運營也能夠實現可視化。明確物理實體軌跡錨點,并對錯誤問題作出相應調整。通過智能化方式對運營物理電網進行管理,實現電網作業模式、企業管理流程的轉變。
數字電網可以創建出電網數據閉環賦能體系,采用系統自我進化方式、決策精準執行方式等,實現對電網的全面監控、預警與控制。促使電網規劃、電網建設以及服務中存在的各類問題可以得到更好解決,提升信息資源利用率。
(2)數字電網特點。
在數字孿生背景下,數字電網有著屬于自身的特點。比如,全息復制特點,數字電網一般情況下是利用超寫實建模方式,將物理世界電網本體全方位且精準的映射在數字世界虛擬電網中。
通過對傳感器的應用,使得虛擬電網能夠對物理電網進行動態監測與全面感知,這樣全系數字化的描述與精準表達可以得到保障;孿生交互特點,在全域數字世界當中,在全息復制虛擬映像基礎之上,使得電網運行、電網管理以及電網服務能夠實現由實入虛,虛擬電網能夠對電網復雜特性進行學習解釋、建模仿真等;虛實迭代特點,通過物聯感知、物理世界實體新要素等,實現虛擬電網修正模型與時空的一致性,還可以通過仿真的方式,針對物理世界變化潛在的風險問題進行全面預警,并給出相應預防措施與解決措施。
3、基于數字孿生的數字電網的架構體系
3.1加強物理電網設置
物理電網在設置過程中,往往采取的是集中電源與分布式電源組合方式、交直流混合柔性輸電供電方式。物理電網在如今多市場主體博弈環境,以及差異性負荷需求環境下,逐漸變得結構復雜,在其中會涉及到很多不同設備設施與技術,具有時變非線性特點、部分可觀測性特點、隨機不確定性特點等。
可以利用數字化標識與標準,對接口進行有效控制,并創建虛擬互動入口。電網中的物理元素,具備位移全局數字標識,可以將其作為數字電網的索引,實現信息的準確采集、更加精準執行決策指令。不同要素都要實現智能化升級,創建標準化控制信息接口,這樣才能對虛擬電網實時反饋的控制指令進行接收,更好完成資源要素配置。
3.2加強感知層設置
數字電網對于不同應用場景與感知需求,要做好感知體系的統籌建設工作。加強對多樣化功能傳感器的應用,實現對電量信息與非電量信息的采集。傳感器要具備精準感知能力、多樣通信能力以及邊緣計算能力等,這樣形成的測量感知系統,才能具備大范圍特點、大規模特點以及協同化特點等。
感知設施在感知信息協同采集過程中,需要采用局域組網、動態廣播以及定向點召方式等。通過對信息的統一采集匯聚,更好實現電網動態數據共享、數據整合,從而形成三維立體的感知布局。感知層要擁有就地處理能力、就地分析能力,針對淺顯運行表象,更好落實自我管理。
3.3加強傳輸層設置
傳輸層可以保證電網數據信息的安全性與可靠性,并且實現雙向傳輸。如果數字電網物理世界與虛擬世界之間的虛實協同、時空運行模式一致性想要得到保障,那么要創建物理通信網絡,該網絡要具有可靠性特點、與終端之間可以實現領過接入等。
異構通信網絡架構,以及融合通信網絡架構能夠長存在,在此背景下,要將創建高速化、天地一體的電網泛在通信網作為一項重點工作,實現對不同信息的有效獲取、信息傳輸以及信息匯聚等。傳輸層更好落實資源統籌處理工作,使得網絡資源調配能力可以得到全面提升。
按照實際需要做好彈性組網配置工作,同時,還要設置不同安全設備,使得不同級別業務安全需求都可以得到滿足。
3.4加強數據層設置
數據層會利用數據中臺,創建電網全要素載體、全業務數字化載體以及全流程載體等。數據層能夠實現不同業務數據的收集與應用,比如,基建信息、營銷信息、生產信息等,在此基礎上,創建影像庫、文本庫等,為后續工作的開展提供有效的數據服務。
與此同時,可以實現數據檢測、數據清洗、數字修復等,在電網元素標識、統一數據模型之下,將不同系統以及終端監測數據壁壘、業務流程與工單數據壁壘打破。
針對集成數據、融合數據等,能夠實現更加深入的挖掘、提煉與應用。在電力系統特征提取中,工作人員要對不同業務執行、決策以及反饋中的關鍵元素進行分析,確保特征提取的科學性與合理性。根據數據血緣,對流轉途徑中的關聯節點進行分析,并創建電網知識圖譜。
結束語:
綜上所述,數字電網建設是如今社會快速發展背景下的一項重點工作,針對該項工作需要工作人員能夠給予更多重視。通過加強數據層設置、加強傳輸層設置等不同方式,保證數字電網的科學性與合理性。
這樣數字孿生電網可以實現物理世界與虛擬數字世界之間的平行協同,更好實現物理世界價值再生,以及數字世界的自在優化,推動電網數字化的運營。促使社會市場需求可以得到滿足,為人們日常生活與工作提供更多便利。