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2021數(shù)字孿生及其在電力系統(tǒng)的應(yīng)用研究報(bào)告（27頁）.pdf

資源ID：942029 資源大小：2.21MB 全文頁數(shù)：27頁
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2021數(shù)字孿生及其在電力系統(tǒng)的應(yīng)用研究報(bào)告（27頁）.pdf

1、數(shù)字孿生及其在電力系統(tǒng)的應(yīng)用 2021-5-18 主要內(nèi)容基本概念研究現(xiàn)狀面臨挑戰(zhàn) 感知感知視覺、聽覺視覺、聽覺認(rèn)知認(rèn)知推理、記憶學(xué)推理、記憶學(xué)習(xí)、規(guī)劃習(xí)、規(guī)劃行為控制行為控制數(shù)字孿生定義是物理實(shí)體全方位的數(shù)字化表示，包含著描述物理實(shí)體結(jié)構(gòu)和行為的模型。是物理實(shí)體的實(shí)時(shí)反映通過物理實(shí)體和數(shù)字孿生狀態(tài)的連續(xù)同步（連續(xù)數(shù)據(jù)流動-環(huán)境交互）而實(shí)現(xiàn) 數(shù)字孿生與物理實(shí)體的當(dāng)前以及歷史的數(shù)據(jù)交互中，不斷得到更新。數(shù)字孿生特點(diǎn) 高保真考慮風(fēng)的干擾、齒輪的損耗、老化過程、運(yùn)行異常等的鐘擺軌跡特性 Living 模型整體性+長期性數(shù)字孿生：物理實(shí)體-數(shù)字孿生的實(shí)時(shí)交互利用仿真和物理

2、實(shí)體的差距，調(diào)整仿真模型參數(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生和物理實(shí)體的同步，數(shù)字孿生又反作用于物理實(shí)體-物理實(shí)體數(shù)字孿生傳感否適應(yīng)性分析激勵(lì) 數(shù)字孿生更新歷史數(shù)據(jù)+知識+模型大數(shù)據(jù)和人工智能+模型/數(shù)據(jù)驅(qū)動的建模數(shù)字孿生不僅是物理實(shí)體的數(shù)字模型數(shù)字孿生-綜合性技術(shù) 認(rèn)知認(rèn)知推理、記憶推理、記憶學(xué)習(xí)、規(guī)劃學(xué)習(xí)、規(guī)劃行為控制行為控制來自IRS 是物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感技術(shù)、云計(jì)算、5G 技術(shù)、邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的集成。主要內(nèi)容基本概念研究現(xiàn)狀面臨挑戰(zhàn) 感知感知視覺、聽覺視覺、聽覺認(rèn)知認(rèn)知推理、記憶學(xué)推理、記憶學(xué)習(xí)、規(guī)劃習(xí)、規(guī)劃行為控制行為控制感知

3、感知視覺、聽覺視覺、聽覺認(rèn)知認(rèn)知推理、記憶學(xué)推理、記憶學(xué)習(xí)、規(guī)劃習(xí)、規(guī)劃行為控制行為控制 2011年美國空軍實(shí)驗(yàn)室飛行器超高保真飛機(jī)數(shù)字孿生模型，考慮飛行條件、飛機(jī)結(jié)構(gòu)變形和溫度變化，在虛擬模型中模擬對飛機(jī)結(jié)構(gòu)造成的局部損傷和組織變化，以保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)的完整性并對飛機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行壽命預(yù)測。2015年以來 GE 海上風(fēng)機(jī)運(yùn)維風(fēng)機(jī)數(shù)字孿生西門子電力系統(tǒng) 運(yùn)行、維護(hù) 現(xiàn)狀和前景遠(yuǎn)程監(jiān)控缺陷/故障早期發(fā)現(xiàn) 效率提升潛力挖掘服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建變電站、施工現(xiàn)場數(shù)字孿生人員非法進(jìn)入?yún)^(qū)域錄像-警告人員違反規(guī)程錄像-警告設(shè)備異常錄像-警告電子圍欄、工作區(qū)管理人員和工作內(nèi)容管理

4、設(shè)備管理數(shù)字孿生運(yùn)行環(huán)境-3D模型設(shè)備狀態(tài)-3D模型工作內(nèi)容展示人員-3D模型位置標(biāo)簽模型和數(shù)據(jù) 遠(yuǎn)程監(jiān)控缺陷/故障早期發(fā)現(xiàn) 智能配電網(wǎng)-配電變壓器健康評估 Ganghong Zhang，Chao Huo（國網(wǎng)智芯）An Architecture Based on Digital Twins for Smart Power Distribution System 動態(tài)安全評估設(shè)備全生命周期使用過程價(jià)值延伸光伏系統(tǒng)知識體系人員經(jīng)驗(yàn)和知識沉淀效率提升潛力挖掘服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建 SCADA 狀態(tài)估計(jì) 傳統(tǒng)的DSA 數(shù)據(jù)：狀態(tài)數(shù)據(jù)、圖片機(jī)理模型 RTU 數(shù)字孿生基于機(jī)器學(xué)習(xí)的

5、DSA 來自CEP 用數(shù)據(jù)分析-10秒完成基于模型的分析-20秒利用虛擬模型、運(yùn)行狀態(tài)、和運(yùn)行圖片，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，可快速給出分析結(jié)果來自CEP 支撐下一代的調(diào)控中心建設(shè) Christoph Brosinsky,Dirk Westermann and Rainer Krebs.伊爾梅瑙工業(yè)大學(xué)和西門子伊爾梅瑙工業(yè)大學(xué)和西門子.Recent and prospective developments in power system control centers.Adapting the digital twin technology for application in power sy

6、stem control centers.支撐下一代的調(diào)控中心建設(shè)-故障和攻擊識別 Christoph Brosinsky,Dirk Westermann 伊爾梅瑙工業(yè)大學(xué)伊爾梅瑙工業(yè)大學(xué).Challenges and opportunities for phasor data based event detection in transmission control centers under cyber security constraints 光伏故障檢測和識別 Palak Jain，Jason Poon，etc.A Digital Twin Approach for Fault Dia

7、gnosis in Distributed Photovoltaic Systems.光伏故障檢測和識別大型可再生能源發(fā)電機(jī)組性能多域智能仿真 Amir Ebrahimi（德國漢諾威萊布尼茲大學(xué)）Challenges of developing a digital twin model of renewable energy generators 大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組性能多域智能仿真加裝500多個(gè)傳感器：振動、溫度、磁通量、電流、電壓電容氣隙、位置、速度、氣流、氣壓等。配置安裝有三維磁通測量裝置的機(jī)器人電池儲能的數(shù)字孿生移動式電池儲能應(yīng)用更廣泛，應(yīng)用場景多變需真實(shí)評價(jià)&預(yù)測其電荷狀況（S

8、OC）和健康狀況（SOH）SOC傳統(tǒng)評估方法：開路電壓方法、庫侖計(jì)算誤差較大 SOH面臨更大挑戰(zhàn)復(fù)雜因素影響下的非線性衰老特性電池儲能的數(shù)字孿生 Weihan Li,Monika Rentemeistera,b,Julia Badedae,Digital twin for battery systems:Cloud battery management system with online state-of-charge and state-of-health estimation.Achen University.Journal of Energy Storage,2020.實(shí)時(shí)評估SOC

9、利用H-Infinity進(jìn)行狀態(tài)評估表示SOC和的非線性關(guān)系基于電路理論計(jì)算公式+自適應(yīng)擴(kuò)展H無限濾波方法（狀態(tài)估計(jì)）電池儲能的數(shù)字孿生 Weihan Li,Monika Rentemeistera,b,Julia Badedae,Digital twin for battery systems:Cloud battery management system with online state-of-charge and state-of-health estimation.Achen University.Journal of Energy Storage,2020.實(shí)時(shí)評估SOH

10、基于電路理論計(jì)算公式+粒子群算法（識別參數(shù)）參數(shù)由粒子群算法給予評估設(shè)備全生命周期使用過程價(jià)值延伸光伏系統(tǒng)知識體系人員經(jīng)驗(yàn)和知識沉淀效率提升潛力挖掘服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析中的負(fù)荷數(shù)字孿生負(fù)荷具有時(shí)變性、隨機(jī)性，在暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算中是一個(gè)綜合等值負(fù)荷負(fù)荷數(shù)字孿生負(fù)荷建模法：統(tǒng)計(jì)綜合法+測辨法邊緣智能負(fù)荷數(shù)字孿生機(jī)理+非機(jī)理模型機(jī)理+非機(jī)理模型主要內(nèi)容基本概念研究現(xiàn)狀面臨挑戰(zhàn) 感知感知視覺、聽覺視覺、聽覺認(rèn)知認(rèn)知推理、記憶學(xué)推理、記憶學(xué)習(xí)、規(guī)劃習(xí)、規(guī)劃行為控制行為控制來自AEP 電力實(shí)體如：TSO，DSO 保護(hù)設(shè)置額定容量停電管理 PMS 設(shè)備監(jiān)測其他數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)源電網(wǎng)數(shù)據(jù)孿生接口/適配器電網(wǎng)數(shù)字孿生數(shù)據(jù)庫市場表計(jì) GIS 資產(chǎn)管理繼電保護(hù) 運(yùn)行規(guī)劃方式安排復(fù)雜的系統(tǒng)問題綜合性技術(shù)、系統(tǒng)性問題來自AEP 數(shù)據(jù)和方法數(shù)據(jù)缺乏-歷史數(shù)據(jù)積累不夠傳感技術(shù)不夠成熟，性能不夠可靠數(shù)據(jù)獲取和融合困難數(shù)據(jù)驅(qū)動/人工智能技術(shù)不成熟數(shù)據(jù)驅(qū)動+模型驅(qū)動方法不成熟總結(jié) 是認(rèn)識和模擬物理實(shí)體的方向體現(xiàn)了人類認(rèn)識和模擬物理實(shí)體的雄心和信心先摘下低垂的成熟果實(shí) 謝謝！

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