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(jī)地結(jié)合在一起，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)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(duì)物體狀態(tài)和人類行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)。“數(shù)字孿生電網(wǎng)”對(duì)于將“數(shù)字孿生”技術(shù)與新型電力系統(tǒng)相結(jié)合，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)的互動(dòng)，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(diǎn)”輔助運(yùn)行能力；實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)在虛擬與真實(shí)兩個(gè)空間上的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)映射?！皵?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(gè)層面，構(gòu)建“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、全生命周期”的“數(shù)字孿生體”，提升“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”的全生命周期以及應(yīng)用效能。而對(duì)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(yùn)營(yíng)和管理效率，并以數(shù)字孿生技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)要素進(jìn)行深度挖掘，從而為提高配電室的運(yùn)營(yíng)和維修水平提供新思路。

二、數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)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(shí)際應(yīng)用中的通用解決方案。首先，建立一條信道，以實(shí)現(xiàn)與物理實(shí)體之間的信息實(shí)時(shí)傳遞。其次，基于實(shí)際數(shù)據(jù)，建立了一個(gè)具有較強(qiáng)擬合性的數(shù)字孿生模型，并對(duì)模型進(jìn)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(gè)數(shù)字孿生體，對(duì)其進(jìn)行輔助決策，從而有助于實(shí)現(xiàn)改善產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提高生產(chǎn)效率等生產(chǎn)目標(biāo)，或者是實(shí)現(xiàn)故障診斷與預(yù)警等維護(hù)目標(biāo)；具體的數(shù)字孿生技術(shù)還體現(xiàn)在以下幾個(gè)層面。

2.1建模

建模是開(kāi)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(duì)物體的實(shí)體特性進(jìn)行精細(xì)的3D建模，還要對(duì)物體的操作特性進(jìn)行全數(shù)字化的仿真，物體的材料、操作模式、軟件算法等都?xì)w屬于建模范圍。

2.2模擬

模擬是對(duì)數(shù)字孿生模型進(jìn)行驗(yàn)證的重要手段。通過(guò)模擬驗(yàn)證，驗(yàn)證數(shù)字孿生系統(tǒng)是否能夠準(zhǔn)確地再現(xiàn)出實(shí)體的客觀操作規(guī)則，以及對(duì)實(shí)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(gè)步驟的進(jìn)展都離不開(kāi)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(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于故障診斷、結(jié)果預(yù)測(cè)和故障識(shí)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(jià)值的特征。由于數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)時(shí)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(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生的前提和依據(jù)，需要在機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備，使機(jī)房?jī)?nèi)的主要物性參數(shù)盡可能完整，并保證獲取的及時(shí)性以及具大的存儲(chǔ)空間，以便存儲(chǔ)機(jī)房整個(gè)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(shí)性和準(zhǔn)確性；此外，還要強(qiáng)化對(duì)業(yè)務(wù)過(guò)程的管理，以保證檔案類數(shù)據(jù)的詳細(xì)、準(zhǔn)確。

（2）對(duì)建模進(jìn)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(cè)、診斷、預(yù)測(cè)等等，而科學(xué)合理地分析模型是實(shí)現(xiàn)以上前提的先決條件。在技術(shù)發(fā)展過(guò)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(shí)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行深入研究，確保多元化的因素不會(huì)對(duì)其模型構(gòu)建造成阻礙。

（3）邊緣計(jì)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(jì)流程，確保設(shè)備邊緣計(jì)算能力可以發(fā)揮*大程度作用，以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電室內(nèi)各種運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和接入目的。這樣的運(yùn)行方式可以幫助維護(hù)人員全面地掌握設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，并能及時(shí)地做出預(yù)警和處理，減少現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的工作量，提高維護(hù)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(guò)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(shí)現(xiàn)配電室運(yùn)行轉(zhuǎn)臺(tái)監(jiān)管和綜合性管理的主要途徑。物聯(lián)網(wǎng)機(jī)構(gòu)終端是配電室運(yùn)行狀態(tài)的重要體現(xiàn)，可利用該設(shè)備實(shí)現(xiàn)配變監(jiān)測(cè)、開(kāi)關(guān)量采集以及低壓開(kāi)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(jì)算所提供的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)其展開(kāi)深入調(diào)研以及探究，積極做好區(qū)域自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)工作。在傳統(tǒng)的配電室中存在著諸多問(wèn)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(qiáng)化機(jī)器人巡檢，AI識(shí)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