计算分析

在火力发电领域，传统土建专业与工艺专业协同配合主要以二维配合为主。土建专业与工艺专业根据司令图，独立分别工作。土建专业先使用结构分析软件计算初版结构模型，并绘制CAD结构图纸，提出资料交给工艺专业。工艺专业工程师根据管道布置选型初算结果，给结构专业提出修改意见并在CAD图纸上手动增加工艺荷载。结构专业接收后在计算分析模型中更新荷载和布置，流程再循环。此流程端是双方专业在提出资料前交互较少，资料交互后发现问题会导致双方各专业较大的返工量。工艺专业提资图需要结构专业提资后手绘，进度慢且容易出错。积累版本多后，容易引起管理混乱，导致土建专业输入工艺荷载漏项。 电力结构设计专家系统SmartPPDS主要创新点如下：1、首次实现PDMS模型与土建gen计算模型双向局部更新而不丢失相应属性信息，实现模型一键更新。避免了工程师重复建模工作量，保持版本唯一性。2、首次提出预布梁概念，并应用于软件中。软件赋予工艺专业预布梁权限，由工艺专业在PDMS提预布梁位置，由土建结构专业接收确认调整，实现了工艺需求快速响应。3、首次将最新版《火力发电厂土建结构设计技术规程》DL5022-2012工况及荷载组合内置于软件，由软件根据需要自动生成需要的荷载组合。这种方法工况更加细致，准确性得到极大的提高，大大减轻了土建专业编辑荷载组合、荷载工况的工作量。4、创新设计流程。PDMS作为布置设计平台，由传统二维设计提资方式变为基于PDMS模型可视化提资，专业之间配合更加高效直观，减轻了专业内部外部的工作量，极大的提高了设计工程师的劳动生产率。5、首次研制出三维数字化流程管理。根据工艺提资土建受资流程，工艺提资分别设提资、校审、复核人，土建设主设接收人，并将提资数据分配给卷册负责人。各流程结束，自动推送到下一流程人，方便快捷。同时，对过程文件归档记录，加强了过程控制，提高了可追潮性。

电缆异常时，磁通量波形会变化。电缆内发生老化、局部过热、杂质等时，在磁通及电流的高次谐波成分中会有所体现，通过对各次谐波的含有率计算分析电缆的运行状态。

为分析发电机运行过程中定子铁心的损耗、温升及其在磁拉力和热应力综合作用下的机械结构响应，文中对同步发电机定子铁心进行磁-热-固多物理场耦合计算。首先，理论推导铁心损耗及其所受的单位面积磁拉力，分析铁心的温升特性，在此基础上解析得到铁心在磁拉力和非均匀热载荷耦合激励下的机械结构响应；然后，构建CS-5型故障模拟发电机作为有限元仿真的三维物理模型，计算得到铁心的单位面积磁拉力、损耗曲线和温度分布情况，并进一步计算获得磁拉力和热载荷同时作用下铁心的变形、应变和应力。结果表明：发电机在稳定运行后，定子齿槽温度最高；槽口处变形量最大，槽底应力较高。最后，通过热电偶和温度巡检仪对CS-5型故障模拟发电机在实际运行过程中的定子铁心端面、槽内和外圆表面的温升进行实时监测，实测的定子铁心温度场分布和有限元仿真结果相吻合，验证了磁-热-固多物理场耦合方法的有效性。文中获得了定子铁心的温度分布规律及其在磁-热耦合激励下的机械结构响应分布规律，为发电机结构逆向优化设计及定子铁心变形预防提供了技术参考。

智能配电

电力信息通信

通过建立一体化综合管理与治理系统，对用能设备运行状态进行采集和监测，并利用能效算法实时计算分析数据中心运行状况，在保障算力算效的前提下，优化基础设施各系统运行状态。

电网全时空一张图融合外部政务“四标四实”、不动产登记、地铁站人流量、运营商实时人流量与供电局内部跨专业、跨层级电网资源信息和企业运营信息，开展多源异构时空数据采集转换、计算分析、全时空大数据底座、配网网架实时计算、停电研判、电网气象网格化计算等各项关键技术研究，解决目前信息系统建设过程中出现的数据共享实时性不强、跨专业信息流不贯通、数据价值未能充分挖掘等难题，构建电网运行全景“一张图”和企业管理全景“一张图”， 提出跨领域边界跨平台的多源异构时空数据的采集方法和转换方法，为实现多源异构数据的融合提供了技术和方法上的支撑；创建多维时空数据模型，提出电网全时空数据大规模分布式计算的方法，为电网全时空数据应用奠定基础。融合政府“四标四实”、不动产交易登记、市工程联合审批、民政低保、城管、自来水、地铁集团、气象、三大运营商等多个领域的多时相数据，开展了与内部生产、计量、调度、营销、用户、GIS等多专业数据的深度融合分析，充分发挥了数据融合业务价值。创立电网统一停电信息流管理模型与综合停电研判与预测模型，为了主、配网全电压等级停电事件全覆盖监控和全局停电事件影响情况和复电提供支撑。深度整合调度自动化系统、GIS系统、生产管理信息系统、计量自动化系统、电能量管理系统、营销管理系统的配网数据，构建电网统一地图数据应用模型。通过实时流技术与多源数据接入技术接入配用电系统、营销系统、快速复电系统等，完成主、配网全电压等级停电事件全覆盖监控，实时监控全局停电事件影响情况和复电进度信息。基于多源数据融合的电网全时空分析模型，提出配电网网架结构实时计算方法，实现配电网规划模拟与实时计算；提出气象大数据与电网数据的高效集成及融合方法，创新电网气象网格化分析计算技术，实现电网气象应急预警。

通过建立一体化综合管理与治理系统，对用能设备运行状态进行采集和监测，并利用能效算法实时计算分析数据中心运行状况，在保障算力算效的前提下，优化基础设施各系统运行状态。

空间计算是在利用空间的特有属性来指导计算过程，在三维的基础之上，以人为本，连通及融合虚拟世界与现实世界的一个全新的计算范式。本文首先从技术定义出发，阐明空间计算的概念和发展历程，介绍空间计算全球的政策情况和应用场景，重点从技术流程和产业链两个角度对空间计算行业进行分析，并进一步对全球市场现状和研发进度做了深入的调研定位。空间计算和数字孪生都是构建元宇宙的基础技术，以创造出更加逼真、开放和互动的虚拟世界。下面简要介绍其区别与联系，关于数字孪生的行业分析详见《数字孪生行业图谱》2。空间计算是一种计算范式，它利用空间感知和环境感知技术，将数字信息与物理空间相结合，创造出一种与现实世界更加融合的交互体验。而数字孪生则是一种虚拟模型，它通过收集、整合现实世界物体或系统的数据，实时反映其状态、行为和性能，并且能够模拟其未来发展和行为。空间计算提供了将数字信息与物理空间相结合的能力，而数字孪生则提供了模拟和管理物理系统的能力。空间计算的应用场景可涵盖零售业、远程教育、广告、游戏、医疗、军事、演示、培训、旅游等，为用户提供更加沉浸式、交互性强，并且与现实世界紧密结合的计算体验。空间计算也在仓库自动化、自动驾驶汽车和供应链自动化中发挥作用。从技术角度，空间计算技术链上游为空间数据采集。空间数据可以分为场景数据、网格数据和深度数据，这些数据的采集基于结构光传感器、飞行时间传感器等。中游包括空间数据处理、空间数据显示，空间数据处理涉及到空间计算芯片和机器学习、数据处理算法，以实现空间定位、运动跟踪、手势交互等功能。空间数据显示在硬件上主要分为光学器件和显示屏，在算法上包括场景渲染、环境映射、虚实整合等。下游为空间数据交互，硬件上为终端，软件上包括操作系统、开发工具和内容应用部分。从产业角度，产业链核心技术集中在上中游，硬件方面包括传感器、芯片和光学器件的制造，算法方面包括动态环境建模、实时3D图形生成、空间定位等技术。中国的优势在于光学器件和显示屏制造、软件开发与内容创作。