一、含義

數(shù)字孿生”是一種新興的信息技術(shù)，它將人工智能、傳感器、模擬工具等多種數(shù)據(jù)有機地結(jié)合在一起，從而實現(xiàn)實體與虛擬的交互和傳送。目前，數(shù)字孿生技術(shù)已被廣泛地用于對物體狀態(tài)和人類行為進行監(jiān)測和預(yù)測。“數(shù)字孿生電網(wǎng)”對于將“數(shù)字孿生”技術(shù)與新型電力系統(tǒng)相結(jié)合，通過虛擬現(xiàn)實的互動，逐步激活電網(wǎng)、裝備等多源數(shù)據(jù)，深度挖掘數(shù)據(jù)資源與信息，提升高維、多層次的“視點”輔助運行能力；實現(xiàn)了電力系統(tǒng)在虛擬與真實兩個空間上的動態(tài)實時映射。“數(shù)字孿生電網(wǎng)”是基于“數(shù)字孿生”的基礎(chǔ)設(shè)施和電網(wǎng)的數(shù)字化改造，從“數(shù)字空間”、“人員”和“環(huán)境”三個層面，構(gòu)建“數(shù)據(jù)驅(qū)動、全生命周期”的“數(shù)字孿生體”，提升“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的全生命周期以及應(yīng)用效能。而對于配電室而言，在其內(nèi)部使用數(shù)字孿生技術(shù)，可以有效地提高配電室的運營和管理效率，并以數(shù)字孿生技術(shù)為基礎(chǔ)，對其關(guān)鍵技術(shù)要素進行深度挖掘，從而為提高配電室的運營和維修水平提供新思路。

二、數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)

從基本的層次化思想出發(fā)，歸納了數(shù)字孿生技術(shù)在實際應(yīng)用中的通用解決方案。首先，建立一條信道，以實現(xiàn)與物理實體之間的信息實時傳遞。其次，基于實際數(shù)據(jù)，建立了一個具有較強擬合性的數(shù)字孿生模型，并對模型進行了模擬和分析。如果得到的結(jié)果與需要相匹配，那么就可以使用這個數(shù)字孿生體，對其進行輔助決策，從而有助于實現(xiàn)改善產(chǎn)品設(shè)計、提高生產(chǎn)效率等生產(chǎn)目標(biāo)，或者是實現(xiàn)故障診斷與預(yù)警等維護目標(biāo)；具體的數(shù)字孿生技術(shù)還體現(xiàn)在以下幾個層面。

2.1建模

建模是開展數(shù)字孿生研究的前提與基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)的建模相比，數(shù)字孿生模型不但要對物體的實體特性進行精細的3D建模，還要對物體的操作特性進行全數(shù)字化的仿真，物體的材料、操作模式、軟件算法等都歸屬于建模范圍。

2.2模擬

模擬是對數(shù)字孿生模型進行驗證的重要手段。通過模擬驗證，驗證數(shù)字孿生系統(tǒng)是否能夠準(zhǔn)確地再現(xiàn)出實體的客觀操作規(guī)則，以及對實體數(shù)據(jù)的收集是否滿足精度要求；在數(shù)字孿生模型中，每個步驟的進展都離不開模擬結(jié)果支持。

2.3處理數(shù)據(jù)

海量數(shù)據(jù)的高效采集是數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用的前提，也是實現(xiàn)數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于故障診斷、結(jié)果預(yù)測和故障識別等多方面的關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)字孿生所使用的數(shù)據(jù)具有高密度和低價值的特征。由于數(shù)字孿生技術(shù)對時間的要求很高，這就要求在更高層次上采用更高層次的算法來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時處理，從而提高數(shù)據(jù)傳輸效率。

三、配電室數(shù)字孿生的關(guān)鍵要素與功能

3.1要素

（1）提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)：配電室的各種數(shù)據(jù)是實現(xiàn)數(shù)字孿生的前提和依據(jù)，需要在機房內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備，使機房內(nèi)的主要物性參數(shù)盡可能完整，并保證獲取的及時性以及具大的存儲空間，以便存儲機房整個生命周期內(nèi)的數(shù)據(jù)。采集裝置、網(wǎng)絡(luò)通道要穩(wěn)定、可靠，才能保證所采集到的數(shù)據(jù)的真實性和準(zhǔn)確性；此外，還要強化對業(yè)務(wù)過程的管理，以保證檔案類數(shù)據(jù)的詳細、準(zhǔn)確。

（2）對建模進行科學(xué)合理化分析：配電室數(shù)字孿生核心功能包括檢測、診斷、預(yù)測等等，而科學(xué)合理地分析模型是實現(xiàn)以上前提的先決條件。在技術(shù)發(fā)展過程中，配電室存在一定的物理特征，為確保模型的科學(xué)有效性，還需根據(jù)以往的各類及時數(shù)據(jù)來進行深入研究，確保多元化的因素不會對其模型構(gòu)建造成阻礙。

（3）邊緣計算能力：受配電室數(shù)量因素的限制，導(dǎo)致在智能配電室中按照配電物聯(lián)網(wǎng)“云-管-邊-端”的構(gòu)架設(shè)計流程，確保設(shè)備邊緣計算能力可以發(fā)揮*大程度作用，以實現(xiàn)對配電室內(nèi)各種運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和接入目的。這樣的運行方式可以幫助維護人員全面地掌握設(shè)備的實際運行情況，并能及時地做出預(yù)警和處理，減少現(xiàn)場維護人員的工作量，提高維護效率，保證供電的可靠性。

3.2功能

在配電室中應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，能夠通過建模的方法，精準(zhǔn)掌握數(shù)據(jù)與模型之間的關(guān)系，是實現(xiàn)配電室運行轉(zhuǎn)臺監(jiān)管和綜合性管理的主要途徑。物聯(lián)網(wǎng)機構(gòu)終端是配電室運行狀態(tài)的重要體現(xiàn)，可利用該設(shè)備實現(xiàn)配變監(jiān)測、開關(guān)量采集以及低壓開關(guān)位置信息采集等功能；在此基礎(chǔ)上，相關(guān)的工作者要以邊緣計算所提供的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對其展開深入調(diào)研以及探究，積極做好區(qū)域自動控制與調(diào)節(jié)工作。在傳統(tǒng)的配電室中存在著諸多問題，比如缺少巡視記錄、人工操作繼續(xù)以及缺乏相關(guān)工作資料等等，而數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用可強化機器人巡檢，AI識別和終端設(shè)備控制等手段，能夠*大程度地提升配電室總體工作效率。

審核編輯：湯梓紅