电力数字孪生共性软件开发平台研发及应用-于海

电力数字孪生共性软件开发平台研发及应用总结

核心内容

电力数字孪生共性软件开发平台旨在解决当前电力系统在数字孪生应用中存在的技术碎片化、开发效率低、资源共享不足等问题。通过构建统一的低（零）代码开发平台，实现电力系统中数字孪生应用的快速搭建、灵活配置和高效运维，提升智能化水平与系统集成能力。

主要观点

• 需求现状：当前电力系统中数字孪生应用分散、技术路线不统一、模型资源分散、重复建设严重，缺乏统一的共性平台支撑。
• 平台目标：通过共性平台实现业务与技术的融合，降低开发门槛，提高开发效率，实现资源共享和复用。
• 平台架构：平台采用“三库、两中心、一平台”的架构，包括模型库、场景库、组件库、编排设计中心、运行管理中心和基础能力平台。
• 平台功能：平台支持模型创建与集成、数实IoT连接、数据处理、虚实交互配置、算法生成适配、多维可视化、仿真推演、场景应用模板、应用系统生成等功能。
• 平台特征：平台具备“多、快、好、省”的优势，能够支持复杂场景建模，实现快速开发和部署，提升运维效率。

关键信息

平台架构与功能

• 三库：模型库、场景库、组件库，用于存储和管理各类模型与场景。
• 两中心：编排设计中心（用于开发与配置）和运行管理中心（用于部署与运维）。
• 一平台：基础能力平台，提供数据融合、模型构建、场景设计、仿真推演、智能诊断、应用生成等服务。

人工智能应用

• 机理仿真模型：用于主变压器等设备的运行状态分析，支持多物理场仿真。
• AI时序数据模型：用于负荷预测、用电量预测，采用改进Autoformer、DeepAR、MQ_RNN等模型。
• AI图像数据模型：基于Faster-RCNN、YoloV3、MobileNet等算法，用于输电、变电、配电及安监等场景的缺陷识别与违章行为检测。
• 设备运维数字孪生：结合多物理场仿真与AI分析，提升主设备复杂工况下的风险辨识能力。
• 数据样本扩容技术：通过机理仿真和数据增强技术，解决样本不足问题，提升模型准确性。

平台成效与优势

• 开发周期：零代码平台开发周期以小时计，传统开发周期以年计。
• 业务适配度：零代码平台适配度高，支持个性化需求。
• 迭代敏捷度：平台支持即时调整与上线，提升业务响应速度。
• 成本：零代码平台成本低，支持订阅模式。
• 后期运维：平台提供统一云端运维，降低运维难度。

示范应用

• 成都大运会电力保供电系统：实现设备全覆盖监测，支持保电一张图、态势分析、安全告警、运维监测等功能。
• 四川福堂水电站数字孪生运营中心：通过数字孪生、物联网、大数据等技术，实现全域感知、状态共享、智能决策，提升水电站运行与安全水平。

总结与展望

• 总结：电力数字孪生共性平台实现了技术与业务的深度融合，提升了电力系统的智能化水平，降低了开发与运维成本。
• 展望：随着数字孪生技术生态的不断完善，将出现更多先进平台，推动电力系统及其他行业的数字化、智能化转型。

平台技术创新点

1. 低（零）代码共性服务体系：支持快速配置和扩展，满足电力系统个性化需求。
2. 实时数模同步与交互方法：实现物理实体与数字孪生体的实时感知与双向数据交互。
3. 机理与数据融合驱动方法：结合多物理场仿真与AI算法，提升主设备状态识别与态势预测的准确性。

行业需求

• 流程控制型工业：更关注工艺安全、设备维护和实时反馈控制。
• 运行管理类工业：更关注高端装备状态预测、系统运行分析和诊断分析。

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