數字孿生助力新型電力系統認知決策新發展

分布時(shí)間：2023-08-24 發布人(rén)：admin

作爲(wéi / wèi)新一(yī / yì ／yí)代仿真決策系統，數字孿生通過構築新型電力系統模型生成演進新格局及搭建完備的(de)關鍵技術體系，實現物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決策，有效适應新型電力系統的(de)發展，成爲(wéi / wèi)推動新型電力系統建設的(de)強大(dà)助力。 

數字孿生由數據基礎層、模型演進層、算法學習層、交互展示層組成，貫穿從局部到(dào)整體、從認知到(dào)決策的(de)全過程，在(zài)依托于(yú)模型生成演進框架完成對新型電力系統的(de)精準刻畫及實時(shí)映射的(de)同時(shí)，還需持續完善新型電力系統認知決策配套的(de)關鍵技術體系，提升能源電力系統的(de)認知和(hé / huò)決策的(de)有效性，賦能系統的(de)感知、表征、決策領域,增強系統可觀、可知、可控能力, 并爲(wéi / wèi)其他(tā)領域數字化、智能化轉型提供可參考的(de)技術範本。 

一(yī / yì ／yí)方面，數字孿生搭建新型電力系統認知決策關鍵技術體系。廣域多參量數據全息感知技術依托于(yú)先進傳感器的(de)研發，将物理現象轉化爲(wéi / wèi)數字信息，利用高維數據空間的(de)降維數值分析和(hé / huò)等效技術方法，實現多尺度時(shí)間-空間-參量的(de)電力系統全息數據感知，是(shì)實現數據感知處理的(de)技術基石。 

多元異構主體的(de)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)數據分析、人(rén)工智能等技術的(de)長處，基于(yú)機理與數據互相糾偏的(de)内在(zài)邏輯，形成機理知識+數據驅動聯合驅動的(de)新型電力系統多元主體表征演進的(de)理論和(hé / huò)方法，是(shì)實現自我演進的(de)技術内核。

大(dà)規模多層級多尺度推演任務的(de)分解協調及加速計算技術基于(yú)數字孿生雲邊協同的(de)高性能計算框架和(hé / huò)推演算法，實現多層級多尺度的(de)複雜計算任務分解和(hé / huò)協調，形成高強度虛實互動的(de)并行推演計算與算力動态分配方法，是(shì)有效映射的(de)技術保障。 

面向多場景需求的(de)分布式主體群體智能決策技術利用複雜系統智能群體博弈和(hé / huò)知識發現方法，達到(dào)電力系統智能決策的(de)自學習和(hé / huò)自優化，并基于(yú)海量場景自動聚類方法選擇新型電力系統的(de)典型運行場景，形成面向多元主體複雜系統的(de)高效運行策略，是(shì)優化決策的(de)技術要(yào / yāo)點。

數據信息安全防禦技術基于(yú)新型密碼的(de)數據安全防護體系,形成分布式縱深防禦功能的(de)信息安全威脅防禦保護，實現信息安全計算功能的(de)去中心化，充分利用“雲-管-邊-端”框架中各部分的(de)算力資源，保證網絡邊緣能量交換、數據交換的(de)安全性，是(shì)安全運行的(de)技術前提。 

可視化與虛實交互技術基于(yú)降維分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理對象的(de)實體模型，并針對實際系統各物理對象的(de)運行特點，對其高維特征進行降維表達，構建物理和(hé / huò)數字信息共存，并可實時(shí)互動的(de)可視化環境，将虛拟的(de)信息應用到(dào)真實世界，實現現實和(hé / huò)虛拟世界的(de)有效合并，達到(dào)超越現實的(de)感官體驗，是(shì)服務實際需求、提高業務水平的(de)技術手段。 

另一(yī / yì ／yí)方面，數字孿生有效賦能新型電力系統感知、表征、決策領域。依托于(yú)上(shàng)述技術體系，數字孿生在(zài)有效滿足新型電力系統的(de)認知決策需求的(de)同時(shí)，可進一(yī / yì ／yí)步激發新型電力系統在(zài)感知、表征、決策領域的(de)潛在(zài)能力。 

賦能新型電力系統感知領域——增強系統“可觀”能力。數字孿生的(de)狀态監測基于(yú)小微傳感、能源USB等量測裝置媒介，以(yǐ)數據安防與智能處理技術爲(wéi / wèi)核心，在(zài)虛拟和(hé / huò)現實世界間建立起依托于(yú)數據的(de)信息橋梁。同時(shí)，數字孿生系統可基于(yú)量測數據的(de)貢獻度以(yǐ)及系統内含的(de)物理機理，對系統信息的(de)冗餘度進行綜合分析，探究數據信息價值，合理規劃量測設備的(de)布局,增強系統狀态感知能力。 

賦能新型電力系統表征領域——提升系統“可知”能力。随着分布式資源的(de)不(bù)斷接入及社會行爲(wéi / wèi)的(de)影響加深，能源電力系統複雜性愈發突出(chū)。其中，高度電力電子(zǐ)化的(de)系統設備的(de)運行機理和(hé / huò)高度随機化的(de)市場主體的(de)行爲(wéi / wèi)規律都表現出(chū)高維非線性特征，其具體特性仍有待深入研究。對此，遵循薛禹勝院士的(de)整體還原思維，數字孿生系統可從整體上(shàng)實現複雜能源電力系統的(de)信息保全，在(zài)局部模型的(de)刻畫上(shàng)實現高維空間向低維平面的(de)還原，在(zài)多時(shí)間尺度算法上(shàng)将還原論拓展到(dào)非線性領域，把抽象複雜的(de)運行特性轉化爲(wéi / wèi)可以(yǐ)認知的(de)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(wéi / wèi)實際系統的(de)虛拟映射，數字孿生系統積累大(dà)量實際系統運行數據，可根據需求對系統可能的(de)運行軌迹進行模拟推演，天然具備成爲(wéi / wèi)驗證各種調度及控制算法的(de)測試平台的(de)條件。同時(shí)，數字孿生系統在(zài)與調度人(rén)員交互過程中，可對富含大(dà)量經驗知識的(de)調度指令進行有效學習，探讨調度經驗的(de)模型化表達，在(zài)數字孿生系統算法層中訓練調度機器人(rén)，是(shì)實現人(rén)工智能決策技術由以(yǐ)人(rén)爲(wéi / wèi)主的(de)輔助決策向以(yǐ)人(rén)爲(wéi / wèi)輔的(de)智能決策轉變的(de)重要(yào / yāo)途徑。