数字孪生在电网调度运行中的应用-中国电科院系统所_24页_1mb

数字孪生在电网调度运行中的应用总结

核心内容

数字孪生技术在电网调度运行中发挥着重要作用，通过构建高保真的虚拟电网模型，实现对物理电网运行状态的实时镜像和智能分析，从而提升电网调度运行的智能化水平和安全稳定性。该技术结合现代软件技术、高性能计算和实时数据处理，为电网的多场景运行提供支持。

主要观点

• 数字孪生技术包括物理产品、虚拟模型以及两者之间的数据和信息链接。
• 电网调控系统（D5000）具备分钟级响应速度，而基于数字孪生的新型DSA+系统则实现了秒级响应速度。
• 数字孪生系统能够高保真地反映物理电网的运行状态，支持实时在线分析和秒级响应。

关键信息

1. 数字孪生技术概述

• 数字孪生技术概念最早于2004年提出。
• 技术包括三个部分：现实空间中的物理产品、虚拟空间中的虚拟模型、以及两者之间的数据和信息链接。
• 电网调控系统（D5000）是当前具有分钟级响应速度的数字孪生系统，而基于数字孪生的新型DSA+系统则实现了秒级响应速度。

2. 调控电子化

• 调控电子化是推动电网运行向数字化转型的重要举措。
• 通过在数字孪生电网模型上建立电网监控规则，解决了运行人员依赖人工记忆和理解进行调控的问题。
• 实施方案包括：
  • 扫除近100项无法自动监视的调规控制要求，实现所有断面全监视；
  • 降低越限漏判、误判风险，保障祁韶直流送湘贴上限运行；
  • 提升祁韶直流送湘能力22%，利用小时数提升33%。

3. 未来态运行方式推演

• 基于数字孪生电网模型，进行未来态潮流计算和安稳规定校核，采用图计算、内存计算、并行计算等技术。
• 实现秒级响应速度的沙盘推演，支持电网运行的滚动推演。
• 性能指标：日前96断面，多CPU/核服务器，端到端计算耗时 $< 15$ 秒（实测：32核服务器 $\sim 3$ 秒）。

4. 现货市场安全校核

• 数字孪生技术应用于现货市场安全校核，提升市场优化出清的安全性和效率。
• 通用安全校核服务适用于多种场景，包括调度台实时断面监视、运行方式沙盘推演、现货出清安全校核等。
• 调规信息服务包括设备集定义、约束信息和特殊调规信息（如祁韶直流控制要求），用于现货市场优化出清。

结论

数字孪生技术在电网调度运行中具有广阔的应用前景，能够有效提升电网运行的智能化水平和安全稳定性。通过调控电子化、未来态运行方式推演和现货市场安全校核等应用，数字孪生系统为电网提供了全面、实时、高效的辅助决策支持，助力实现新型电力系统的建设目标。