數字孿生(shēng)助力新型電力系統認知(zhī)決策新發展

分(fēn)布時間：2023-08-24 發布人：admin

作爲新一(yī)代仿真決策系統，數字孿生(shēng)通過構築新型電力系統模型生(shēng)成演進新格局及搭建完備的關鍵技術體(tǐ)系，實現物(wù)理現實世界與數字虛拟世界精準映射，支持從多尺度、多場景、多任務對新型電力系統進行認知(zhī)決策，有效适應新型電力系統的發展，成爲推動新型電力系統建設的強大(dà)助力。 

數字孿生(shēng)由數據基礎層、模型演進層、算法學習層、交互展示層組成，貫穿從局部到整體(tǐ)、從認知(zhī)到決策的全過程，在依托于模型生(shēng)成演進框架完成對新型電力系統的精準刻畫及實時映射的同時，還需持續完善新型電力系統認知(zhī)決策配套的關鍵技術體(tǐ)系，提升能源電力系統的認知(zhī)和決策的有效性，賦能系統的感知(zhī)、表征、決策領域,增強系統可觀、可知(zhī)、可控能力, 并爲其他領域數字化、智能化轉型提供可參考的技術範本。 

一(yī)方面，數字孿生(shēng)搭建新型電力系統認知(zhī)決策關鍵技術體(tǐ)系。廣域多參量數據全息感知(zhī)技術依托于先進傳感器的研發，将物(wù)理現象轉化爲數字信息，利用高維數據空間的降維數值分(fēn)析和等效技術方法，實現多尺度時間-空間-參量的電力系統全息數據感知(zhī)，是實現數據感知(zhī)處理的技術基石。 

多元異構主體(tǐ)的混合驅動模型構建與演進技術綜合機理模型、數值仿真、大(dà)數據分(fēn)析、人工(gōng)智能等技術的長處，基于機理與數據互相糾偏的内在邏輯，形成機理知(zhī)識+數據驅動聯合驅動的新型電力系統多元主體(tǐ)表征演進的理論和方法，是實現自我(wǒ)(wǒ)演進的技術内核。

大(dà)規模多層級多尺度推演任務的分(fēn)解協調及加速計算技術基于數字孿生(shēng)雲邊協同的高性能計算框架和推演算法，實現多層級多尺度的複雜(zá)計算任務分(fēn)解和協調，形成高強度虛實互動的并行推演計算與算力動态分(fēn)配方法，是有效映射的技術保障。 

面向多場景需求的分(fēn)布式主體(tǐ)群體(tǐ)智能決策技術利用複雜(zá)系統智能群體(tǐ)博弈和知(zhī)識發現方法，達到電力系統智能決策的自學習和自優化，并基于海量場景自動聚類方法選擇新型電力系統的典型運行場景，形成面向多元主體(tǐ)複雜(zá)系統的高效運行策略，是優化決策的技術要點。

數據信息安全防禦技術基于新型密碼的數據安全防護體(tǐ)系,形成分(fēn)布式縱深防禦功能的信息安全威脅防禦保護，實現信息安全計算功能的去(qù)中(zhōng)心化，充分(fēn)利用“雲-管-邊-端”框架中(zhōng)各部分(fēn)的算力資(zī)源，保證網絡邊緣能量交換、數據交換的安全性，是安全運行的技術前提。 

可視化與虛實交互技術基于降維分(fēn)析及混合現實方法等可視化與虛實交互技術，結合三維建模等基礎手段建立系統物(wù)理對象的實體(tǐ)模型，并針對實際系統各物(wù)理對象的運行特點，對其高維特征進行降維表達，構建物(wù)理和數字信息共存，并可實時互動的可視化環境，将虛拟的信息應用到真實世界，實現現實和虛拟世界的有效合并，達到超越現實的感官體(tǐ)驗，是服務實際需求、提高業務水平的技術手段。 

另一(yī)方面，數字孿生(shēng)有效賦能新型電力系統感知(zhī)、表征、決策領域。依托于上述技術體(tǐ)系，數字孿生(shēng)在有效滿足新型電力系統的認知(zhī)決策需求的同時，可進一(yī)步激發新型電力系統在感知(zhī)、表征、決策領域的潛在能力。 

賦能新型電力系統感知(zhī)領域——增強系統“可觀”能力。數字孿生(shēng)的狀态監測基于小(xiǎo)微傳感、能源USB等量測裝置媒介，以數據安防與智能處理技術爲核心，在虛拟和現實世界間建立起依托于數據的信息橋梁。同時，數字孿生(shēng)系統可基于量測數據的貢獻度以及系統内含的物(wù)理機理，對系統信息的冗餘度進行綜合分(fēn)析，探究數據信息價值，合理規劃量測設備的布局,增強系統狀态感知(zhī)能力。 

賦能新型電力系統表征領域——提升系統“可知(zhī)”能力。随着分(fēn)布式資(zī)源的不斷接入及社會行爲的影響加深，能源電力系統複雜(zá)性愈發突出。其中(zhōng)，高度電力電子化的系統設備的運行機理和高度随機化的市場主體(tǐ)的行爲規律都表現出高維非線性特征，其具體(tǐ)特性仍有待深入研究。對此，遵循薛禹勝院士的整體(tǐ)還原思維，數字孿生(shēng)系統可從整體(tǐ)上實現複雜(zá)能源電力系統的信息保全，在局部模型的刻畫上實現高維空間向低維平面的還原，在多時間尺度算法上将還原論拓展到非線性領域，把抽象複雜(zá)的運行特性轉化爲可以認知(zhī)的平面軌迹特征。 

賦能新型電力系統決策領域——加強系統“可控”能力。作爲實際系統的虛拟映射，數字孿生(shēng)系統積累大(dà)量實際系統運行數據，可根據需求對系統可能的運行軌迹進行模拟推演，天然具備成爲驗證各種調度及控制算法的測試平台的條件。同時，數字孿生(shēng)系統在與調度人員(yuán)交互過程中(zhōng)，可對富含大(dà)量經驗知(zhī)識的調度指令進行有效學習，探讨調度經驗的模型化表達，在數字孿生(shēng)系統算法層中(zhōng)訓練調度機器人，是實現人工(gōng)智能決策技術由以人爲主的輔助決策向以人爲輔的智能決策轉變的重要途徑。