数字孪生技术

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。

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）。

各有关单位：为搭建中国与世界各国在电力设备数字孪生领域的学术交流平台，推动电力设备数字孪生技术研究、标准制定、产业发展和成果推广的进程，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共同组建了IEEE PES电力设备数字孪生工作组（以下简称“工作组”），同时也是IEEE电力与能源领域首个研究数字孪生技术的联合工作组。

传统行业的传统生产方式，应该寻求更契合时代的数字解法。对于安全和成本的关键性场景，数字孪生技术具备打破时空界限的潜力，但研究依然不够深入。为探索数字孪生在变电站运检中的实用化应用，以雄安数字孪生变电站为案例，结合变电检修运维实际总结痛点问题，并提出成熟的数字孪生应该具备快速扫描建模，物理引擎底座、虚实双向交互的实用化能力。相关技术研究应紧扣标准化和实用化目的，在现有技术的基础上做迁移、延伸等适用化应用。数字孪生技术在变电站运检中潜力巨大，相关理论在各个领域已经存在应用，但实用性示范工程的落地化应用，仍需进一步的体系化研究和标准化研究。

在电网建设领域，数字孪生技术正逐步成为推动机械化、智能化、系统化施工管理的关键力量。通过构建与物理世界精准对应的虚拟模型，数字孪生技术不仅能够实现施工过程的实时监控，还能提供前瞻性的分析与预测，此举将极大地增强了施工一线的决策效率与施工安全。随着数字孪生平行控制技术的不断成熟与拓展，该技术有望成为电网建设领域智能化转型的核心驱动力，它的全面应用将有效提升电网基建新质生产力的发展水平。演讲者将结合国家电网公司近期组织实施的科技指南研究项目取得的最新成果，从技术背景、关键技术、应用案例，以及技术展望四个方面，对输电线路工程数字孪生平行控制技术在施工一线的实践应用向大家做成果分享。

近日，深圳首个具备数字孪生技术的电缆隧道综合监控系统投运，为国内首条国产220千伏绝缘料电缆示范工程(下称“示范工程”)提供安全保障。

为解决大型火电机组空气预热器传统预防性维护手段的弊端，提出了一种基于数字孪生预测性维护的一般模式，并基于数字孪生技术，构建空气预热器数字孪生系统。 方法 所提系统包括回转式空气预热器物理实体、实时数据采集与分析模块、数字孪生模型构建模块、热力参数状态监测、转子热场视频与热变形可视化及积灰预测模块；实时采集温度参数状态和视频数据，通过温度场、视频图像、漏风计算等模块，实现热力参数的计算并进行积灰的预测。同时，以3D组态画面实时显示数据，利用软件算法不断优化热力参数计算及积灰预测的准确度，实现吹灰策略自动优化。 结果 所提方案实现了空气预热器热力计算过程的状态监测与动态控制，解决现有电站中回转式空气预热器积灰因素影响火电机组安全可靠运行的问题。 结论 通过实际机组的工程测试，所提方案有效提高了火电机组空气预热器运行维护的效率，验证了所提方法的可行性，为后期智慧电厂系统的开发提供技术支撑。

各有关单位、有关专家：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。

目前预装式电化学储能电站为储能工程推广应用的重要方式，针对其全寿命周期数字孪生技术开展研究，提出了一种电化学储能电站电-热-流多物理场数字孪生模型建立方法。首先，通过设计电池标准化测试方案，获取电池的容量/能量、OCV（开路电压）和功率等基础特性以及电池的多物理场耦合规律；然后，通过测试数据辨识电池模型参数，构建老化模型参数数据库；其次，基于ICA（容量增量分析法）揭示电池老化过程，并提取特征映射电池最大可用容量；接着，基于电池多物理场耦合特性，利用实测激光扫描仪、工程图纸、COMSOL多物理场仿真软件建立电池舱的热场、流体场模型。最后，依托浙江省某用户侧预装式储能电站进行技术验证，结果表明，所建立的数字孪生模型可实现电站电-热-流多物理场推演以及状态评估。

元宇宙是一种将虚拟与现实相结合的新型互联网应用，它基于扩展现实技术提供沉浸式体验，基于数字孪生技术生成现实世界的镜像，基于区块链技术构建经济体系，将虚拟世界与现实世界全方位、多角度整合，并允许每个用户对其进行创造与编辑。电网元宇宙可涵盖电力系统的底层架构、推动业务数据互联互通和应用创新，提升电网调度、设备、用户之间的迭代效率，促使电力巡检、设备维护等业务产生颠覆性的革命，保障能源生态系统的资源可视化、数据安全化。