数字孪生

元宇宙是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的技术形态。随着我国风光电大基地、特高压等电力基础设施建设的不断推进，元宇宙在电力系统中不断深入应用是未来发展的趋势之一。针对元宇宙在电力信息通信系统中的应用，通过数字孪生、区块链、人工智能、物联网技术来分析元宇宙与电力信息通信系统的融合发展，为电力系统应用新兴技术提供了潜在的发掘价值，同时为推动传统电网向能源互联网过渡，构建元宇宙电力信息通信系统提供了关键的技术支撑。 本文将从元宇宙的背景、技术、应用、趋势与挑战等方面，结合电力信息通信行业发展情况展开分析，探讨技术间的融合发展，并以此形成结论，对行业发展提出建议。

为促进数字孪生城市领域高质量发展，延续《数字孪生城市应用案例汇编（2020年）》已有研究成果，宣传推广一批创新性强、具有示范效应的优秀案例，为各部委及地方政府推动数字孪生城市建设提供有力支撑，中国信息通信研究院与中国互联网协会数字孪生技术应用工作委员会成立联合项目组，开展全国数字孪生城市典型应用案例征集活动。历时半年时间，经过前期征集、组织座谈、初期筛选、专家评议等环节，从案例的技术能力、应用场景、应用成效等维度，在近百个案例中遴选出54个应用场景案例并汇编成册，案例涉及北京、上海、天津、重庆、广东、浙江等19个省（市），覆盖园区（新区）综合治理、一网统管类、安全应急类、交通物流类、文体旅游类、能源类等场景，以期为国家及地方政府建设数字孪生城市提供有力借鉴。

近年来，南方电网正在加速推进数字电网建设。“十四五”期间，南网将投资6700亿元，推进数字电网建设和现代化电网进程，推动新型电力系统构建。

IEEE PES电力设备数字孪生工作组（以下简称“工作组”）是由IEEE PES输配电技术委员会（中国）联合北美对口输配电技术委员会(IEEE PES Transmission & Distribution Committee)共同组建的IEEE电力与能源领域首个研究数字孪生技术的联合工作组，已于2022年3月正式获批成立，现有首批国内成员单位和专家三十余名、国外专家十余名（附件1）。

崖州湾科技城整体架构围绕“数字孪生园区”+“智慧化场景”+“园区中台”，打造开放、共享、可持续发展的架构体系。以“数据要素赋能”、“智慧场景牵引”为出发点，基于“数字孪生”技术，构建“园区中台（包括数据中台+智慧中台+业务中台）”能力底座，为上层智慧化场景应用赋能，包括产业服务、公共服务、运营服务、安全管控、园区内环境治理等方面；通过学习行业知识、构建具有自我成长能力的园区智慧中台，为园区提供更高效的管理、更安全的环境以及更便捷的服务。

关于数字社会风险应对与治理的探讨，从互联网出现至今就一直是学界和业界关注的焦点，但是随着云计算、物联网、大数据、人工智能、区块链和数字孪生等技术的不断发展，我们对于数字世界的认识从 Web1.0，发展到 Web2.0，发展 Web3.0……对于数字社会的认识也从网络社会，发展到虚拟社会，发展到依托数字化、网络化和智能化实现人们各类活动的平台和通行路径的数智社会。进入数智社会，迎接人类的不仅仅是更为便捷、更为丰富、更具创意的新模式、新业态、新产品和新服务，同时也要未雨绸缪防范可能的新风险，需要提前布局与之配套的新规则、新管理、新监管和新治理，才能让数字社会在平衡发展与风险中实现高质量提升。本专辑源于中国人工智能学会社会计算与社会智能专业委员会《数字社会的风险挑战与治理应对》战略研究报告（2022 年 8 月 12 日，杭州发布），但在单独成文时，又做了进一步的完善和扩充。2022 年伊始，国务院印发《“十四五”数字经济发展规划》，提出要健全完善数字经济治理体系，加强重大问题研判和风险治理，着力强化数字经济安全体系，切实有效防范各类风险。期望本专辑对促进我国数字经济高质量发展起到积极作用。

《电力数字化 2030》报告描绘通过数字化技术与电力技术的深度融合构建起电力系统数字孪生蓝图; 围绕源网荷储一体协同新形态下数字绿色电厂、电网数字巡检、多源自愈配网、多能协同互补、跨域电力调度、赋能绿色低碳六大核心业务场景进行了详细分析;从数字化边端、泛在通信网络、算力和存储、算法和应用四大数字化技术应用领域寻找技术支撑;提出绿色网络、安全可靠、泛在感知、实时网联、智能内生、服务开放的六大电力数字化技术特征;并建议通过构建基于云边协同的技术架构，打造开放、高效、智能的电力数字化新引擎，支撑并驱动电力系统升级转型，加速新能源消纳，推动“双碳”目标的实现。

信息技术的发展伴随着新技术的不断涌现和相互融合。随着信息与通信技术（ICT）向6G演进，ICT进一步与大数据和人工智能技术融合，呈现出ICDT（Information，Communication，BigDataTechnology）融合的特征。ICDT融合的6G系统将成为一个端到端的信息处理与服务系统，是通信网络、感知网络和算力网络融合的移动信息网络。大量新技术已成为6G设计的候选技术，并在理论、仿真和原型等不同层面得到了验证。本白皮书通过ICDT融合新趋势、ICDT融合的无线空口技术和ICDT融合的网络这三个方面，对6G潜在技术与方案进行了归纳与总结，并从基本概念，技术原理，关键技术与挑战，三方面对各个潜在技术进行了分析，并给出了相应的技术建议。其中，ICDT融合新趋势涵盖了通算融合技术、语义通信技术和AI大模型技术。通算融合技术基于通信与计算的资源融合共生、功能融合共生、服务融合共生等核心技术能力，实现了无线接入网算力化演进和通算智一体服务升级，推动了资源和要素的高效聚集、流动和共享。语义通信技术关注传输符合的含义和重要性，有望突破通信系统性能受香农理论限制的问题。AI大模型作为当前最受关注的科学方向之一，在通信网络中持续提升智能自治网络能力。ICDT融合的无线空口技术包含了通感一体、空口AI、多址接入、编码调制、超大规模天线（MIMO）和近场技术。这些方向也是对5G增强的关键方向。新型空口技术对于构建强连接、强算力、强智能、强安全的6G网络至关重要。当前，这些技术已经完成了技术方案与原型方案设计，并正在进行测试工作。在ICDT融合的网络架构方面，服务化网络、内生AI、数字孪生网络、多维度组网和用户为中心网络成为研究重点。新型网络架构有助于推动ICDT深度融合的6G网络向通感算智深度融合、空天地一体全域覆盖的新一代移动信息网络迈进。ICDT融合的6G技术研究正逐步从单点技术研究走向体系化构建和业界共识。本文倡议加强信息通信领域的跨界融合技术研究与协同，以需求为牵引，加快基础理论、瓶颈技术问题的联合攻关和协同创新。同时，注重跨界融合技术创新向应用与服务的转化，培育应用层的产业生态，孵化新业务、新应用。最后，进一步加强国际合作，各国携手，共同夯实6G基础，推动其全球化发展。

当前，新一轮科技革命和产业变革席卷全球，数字经济成为经济增长新引擎。数字化生产、数字化运营和数字化生活正在成为我国社会的新常态。习近平总书记站在统筹中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局的高度，提出了一系列战略性、前瞻性、创造性、方向性、全局性的重要论述，深刻阐明了数字化发展的趋势和规律。习近平总书记在党的二十大指出，“发展数字经济意义重大，是把握新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择”“我们一定要抓住先机、抢占未来发展制高点”。 当前，传统产业与数字产业深度加速融合，数据要素推动了一、二、三产业的深刻变革，“绿色化”和“数字化”成为全球经济复苏的主旋律，能源化工行业迎来战略转型加速期。随着以ChatGPT为代表的新一代人工智能技术突飞猛进，数字经济对全社会生产、生活的影响引发了世界各国的广泛关注。Gartner、IDC等研究机构发布的技术趋势预测报告显示，大数据、边缘计算、人工智能、物联网、云服务、数字孪生等新技术引发的数字革命正在重构现代能源体系，数字世界的大门已经敞开，智能未来的大幕即将开启。我国能源化工产业正在加快战略调整与转型升级的步伐，推进数字产业化和产业数字化。以数据为驱动，重构价值链条，重塑商业模式，推进生产管理的智能化和集约化，提高经营管控能力和价值创造能力。

基于时空人工智能和数字孪生两大技术，维智科技在张江人工智能岛构建园区级大空间1:1底座及元宇宙场景应用，融和动态和基础地理时空数据和园区的企业、商业和配套基础数据，通过高精地图采集、空间计算和定位、数据接口，云渲染等技术，完善元宇宙基础设施和更新迭代，通过园区治理云平台实时计算智能设备在物理空间中的位置和姿态，从而完成虚拟内容在真实空间中的渲染呈现，打造虚实融合的元宇宙体验。