数字孪生技术让电网更智慧

【现象】不久前，我国首个全息数字电网在江苏建成。该虚拟电网覆盖10万公里架空输电线路、28万基输电杆塔及相关地形地貌等数据。这是我国首次对上亿千瓦负荷的大电网进行全息数字化呈现。在融合北斗通信、人工智能等技术基础上，全息数字电网可实现从电网建设到后期巡检、故障处理等的全周期、全方位、全流程数字化管控。

【点评】

全息数字电网应用了数字孪生技术，对真实电网进行1∶1三维立体还原和数字化全景呈现。数字孪生技术，是指通过建立三维数字化模型，打通物理世界和数字世界，实现虚实融合的复合技术。数字模型不仅可以与物理对象形态高度相似，还可以实现性能仿真，几乎做到全要素映射。以全息数字电网为例，其定位精度达到厘米级，让庞大复杂的电网及其细节都能够被看见。巡检人员足不出户便可清晰立体地掌握电网周围全貌，掌握现场工况。通过航迹自动规划、遇险自动规避等功能，无人机可实现全自动巡检作业，完成一基杆塔巡检仅需约6分钟，比传统人工巡检效率提高4至6倍。

全息数字电网能显著降低运维成本和作业风险，提升工作效率，具有良好的经济社会效益。随着全息数字电网的建成，自动巡检从小范围扩展到全部区域。目前，江苏电网已实现大规模无人机巡检协同应用与智能管控，可支持上千架无人机同时作业。2022年全年自动巡检作业量超过52万架次，提前发现消除输电铁塔缺陷及通道隐患4.2万处，严重缺陷发现率提升3倍。据估算，每年可以节约运维成本约2亿元。

作为新型电力系统建设的重要试点，全息数字电网为我国乃至全世界通过数字技术提升电网安全运行水平贡献了新方案。全息数字电网相当于一个高精度的三维数字“沙盘”，可在虚拟世界实现物理电网的仿真模拟推演，并结合历史数据对物理电网的状态进行分析和预判，有效提升安全隐患、线路故障的发现和应急处置能力，推动电网从“被动运维”向“主动运维”转变。比如，利用激光点云遥感成像技术建构电网周边区域三维场景，实时监测环境变化；依托平台模拟大风雨雪冰冻天气场景，提前研判气象灾害对于铁塔等设施的影响等。

作为基础设施数字化的新探索，全息数字电网应用前景广阔。比如，系统可将高精度三维地图数据共享至光伏发电、风电、水力、通信运营铁塔、输油输气廊道等应用领域。通过“数字电网+人工智能+AI算法+5G+北斗地图导航”，人们可以在实时共享数据的基础上找到最优路径，也可以在车联网平台上看到充电网络信息，为新能源汽车找到最佳充电位置，获得更好的出行体验。

提高电网数字化水平是数字经济发展的必然要求，也是构建新型电力系统、促进能源清洁低碳转型的现实需要。面对新形势、新需求，不断提升电网智能化水平，拓展新的应用场景，定能确保电力稳定供应，更好满足民生需求，更好服务经济社会发展大局。