面向智慧能源系統(tǒng)的數(shù)字孿生技術(shù)及其應(yīng)用
發(fā)布時間:2021-03-25 07:43
智慧能源戰(zhàn)略為能源行業(yè)轉(zhuǎn)型提供互聯(lián)互通、透明開放、互惠共享的能源共享平臺,數(shù)字孿生技術(shù)將助力解決智慧能源發(fā)展所面臨的技術(shù)與市場壁壘問題。當(dāng)前數(shù)字孿生技術(shù)在智慧能源行業(yè)應(yīng)用仍處于起步階段,相關(guān)的技術(shù)拓展和應(yīng)用場景研究仍不充分,尚未形成系統(tǒng)性的研究框架。本文旨在總結(jié)國內(nèi)外面向智慧能源系統(tǒng)的數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)并探討其未來發(fā)展思路,以期促進(jìn)數(shù)字孿生技術(shù)在智慧能源行業(yè)中的深化應(yīng)用。通過比較國內(nèi)外不同領(lǐng)域?qū)?shù)字孿生技術(shù)的定義和應(yīng)用,探討了面向智慧能源系統(tǒng)的數(shù)字孿生技術(shù)的定義,對其通用架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和生態(tài)構(gòu)建分別進(jìn)行了闡述。據(jù)此進(jìn)一步分析了數(shù)字孿生技術(shù)在智慧能源行業(yè)的部署和應(yīng)用案例。從技術(shù)發(fā)展、生態(tài)構(gòu)建和政策建立三方面給出了對策建議,以期為數(shù)字孿生技術(shù)在智慧能源行業(yè)的工程應(yīng)用提供參考。
【文章來源】:中國工程科學(xué). 2020,22(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
面向智慧能源系統(tǒng)的數(shù)字孿生架構(gòu)
建立精確、可動態(tài)拓展的云端和邊緣端服務(wù)的智能算法庫,以加快智慧能源系統(tǒng)分布式計算的速度,實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲等計算機(jī)資源的高效利用。該算法庫是一個體系合理、測試完整且驗(yàn)證充分的智慧能源系統(tǒng)通用智能算法庫,包括數(shù)據(jù)清洗算法子庫、性能退化特征提取算法子庫和狀態(tài)趨勢預(yù)測算法子庫等。尤為核心的是,基于邊緣端–云端協(xié)同體系的專業(yè)算法應(yīng)用部署,可實(shí)現(xiàn)專業(yè)算法的實(shí)例化驗(yàn)證和迭代生長。3. 智慧能源系統(tǒng)設(shè)備的通用精細(xì)化模型庫
由于能源空間分布失衡,我國部分區(qū)域能源資源匱乏,需要依賴能源傳輸以保障能源安全。數(shù)字孿生技術(shù)可以提升能源傳輸過程中的控制和優(yōu)化能力[19]。應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù),對直流輸電網(wǎng)中的柔直模塊化多電平換流器進(jìn)行數(shù)字孿生建模,以實(shí)現(xiàn)對能源傳輸?shù)膬?yōu)化和升級。針對用于電能傳輸?shù)碾娎|等設(shè)備,應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)進(jìn)行虛實(shí)映射的數(shù)字化建模,指導(dǎo)電纜設(shè)備的全生命周期設(shè)計,以提高設(shè)備的運(yùn)行性能和增長設(shè)備的使用壽命。數(shù)字孿生電網(wǎng)在虛擬實(shí)體中可以實(shí)現(xiàn)多物理場和多尺度的仿真,使管理人員更真實(shí)地了解輸電設(shè)備的運(yùn)行狀況和各節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷狀況,通過大數(shù)據(jù)和智能算法實(shí)時監(jiān)控電網(wǎng)并及時對電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)警。(三)能源分配
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]數(shù)字孿生在電力系統(tǒng)應(yīng)用中的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J]. 賀興,艾芊,朱天怡,邱才明,張東霞. 電網(wǎng)技術(shù). 2020(06)
[2]能源互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字孿生及其應(yīng)用[J]. 沈沉,賈孟碩,陳穎,黃少偉,向月. 全球能源互聯(lián)網(wǎng). 2020(01)
[3]數(shù)字孿生十問:分析與思考[J]. 陶飛,張賀,戚慶林,張萌,劉蔚然,程江峰,馬昕,張連超,薛瑞娟. 計算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2020(01)
[4]面向泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的支撐平臺與行業(yè)生態(tài)構(gòu)建[J]. 蔡澤祥,孫宇嫣,郭采珊. 機(jī)電工程技術(shù). 2019(06)
[5]基于數(shù)字孿生的復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計制造一體化開發(fā)框架與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 李浩,陶飛,王昊琪,宋文燕,張?jiān)诜?樊蓓蓓,武春龍,李玉鵬,李琳利,文笑雨,張新生,羅國富. 計算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2019(06)
[6]數(shù)字孿生五維模型及十大領(lǐng)域應(yīng)用[J]. 陶飛,劉蔚然,張萌,胡天亮,戚慶林,張賀,隋芳媛,王田,徐慧,黃祖廣,馬昕,張連超,程江峰,姚念奎,易旺民,朱愷真,張新生,孟凡軍,金小輝,劉中兵,何立榮,程輝,周二專,李洋,呂倩,羅椅民. 計算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2019(01)
[7]產(chǎn)品數(shù)字孿生體的內(nèi)涵、體系結(jié)構(gòu)及其發(fā)展趨勢[J]. 莊存波,劉檢華,熊輝,丁曉宇,劉少麗,甕剛. 計算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2017(04)
[8]我國能源系統(tǒng)形態(tài)演變及分布式能源發(fā)展[J]. 李立浧,張勇軍,徐敏. 分布式能源. 2017(01)
[9]綜合能源系統(tǒng)與能源互聯(lián)網(wǎng)簡述[J]. 余曉丹,徐憲東,陳碩翼,吳建中,賈宏杰. 電工技術(shù)學(xué)報. 2016(01)
[10]從智能電網(wǎng)到能源互聯(lián)網(wǎng):基本概念與研究框架[J]. 董朝陽,趙俊華,文福拴,薛禹勝. 電力系統(tǒng)自動化. 2014(15)
碩士論文
[1]能源傳輸方式比較研究[D]. 韓奇.華北電力大學(xué) 2013
本文編號:3099325
【文章來源】:中國工程科學(xué). 2020,22(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
面向智慧能源系統(tǒng)的數(shù)字孿生架構(gòu)
建立精確、可動態(tài)拓展的云端和邊緣端服務(wù)的智能算法庫,以加快智慧能源系統(tǒng)分布式計算的速度,實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲等計算機(jī)資源的高效利用。該算法庫是一個體系合理、測試完整且驗(yàn)證充分的智慧能源系統(tǒng)通用智能算法庫,包括數(shù)據(jù)清洗算法子庫、性能退化特征提取算法子庫和狀態(tài)趨勢預(yù)測算法子庫等。尤為核心的是,基于邊緣端–云端協(xié)同體系的專業(yè)算法應(yīng)用部署,可實(shí)現(xiàn)專業(yè)算法的實(shí)例化驗(yàn)證和迭代生長。3. 智慧能源系統(tǒng)設(shè)備的通用精細(xì)化模型庫
由于能源空間分布失衡,我國部分區(qū)域能源資源匱乏,需要依賴能源傳輸以保障能源安全。數(shù)字孿生技術(shù)可以提升能源傳輸過程中的控制和優(yōu)化能力[19]。應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù),對直流輸電網(wǎng)中的柔直模塊化多電平換流器進(jìn)行數(shù)字孿生建模,以實(shí)現(xiàn)對能源傳輸?shù)膬?yōu)化和升級。針對用于電能傳輸?shù)碾娎|等設(shè)備,應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)進(jìn)行虛實(shí)映射的數(shù)字化建模,指導(dǎo)電纜設(shè)備的全生命周期設(shè)計,以提高設(shè)備的運(yùn)行性能和增長設(shè)備的使用壽命。數(shù)字孿生電網(wǎng)在虛擬實(shí)體中可以實(shí)現(xiàn)多物理場和多尺度的仿真,使管理人員更真實(shí)地了解輸電設(shè)備的運(yùn)行狀況和各節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷狀況,通過大數(shù)據(jù)和智能算法實(shí)時監(jiān)控電網(wǎng)并及時對電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)警。(三)能源分配
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]數(shù)字孿生在電力系統(tǒng)應(yīng)用中的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J]. 賀興,艾芊,朱天怡,邱才明,張東霞. 電網(wǎng)技術(shù). 2020(06)
[2]能源互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字孿生及其應(yīng)用[J]. 沈沉,賈孟碩,陳穎,黃少偉,向月. 全球能源互聯(lián)網(wǎng). 2020(01)
[3]數(shù)字孿生十問:分析與思考[J]. 陶飛,張賀,戚慶林,張萌,劉蔚然,程江峰,馬昕,張連超,薛瑞娟. 計算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2020(01)
[4]面向泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的支撐平臺與行業(yè)生態(tài)構(gòu)建[J]. 蔡澤祥,孫宇嫣,郭采珊. 機(jī)電工程技術(shù). 2019(06)
[5]基于數(shù)字孿生的復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計制造一體化開發(fā)框架與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 李浩,陶飛,王昊琪,宋文燕,張?jiān)诜?樊蓓蓓,武春龍,李玉鵬,李琳利,文笑雨,張新生,羅國富. 計算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2019(06)
[6]數(shù)字孿生五維模型及十大領(lǐng)域應(yīng)用[J]. 陶飛,劉蔚然,張萌,胡天亮,戚慶林,張賀,隋芳媛,王田,徐慧,黃祖廣,馬昕,張連超,程江峰,姚念奎,易旺民,朱愷真,張新生,孟凡軍,金小輝,劉中兵,何立榮,程輝,周二專,李洋,呂倩,羅椅民. 計算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2019(01)
[7]產(chǎn)品數(shù)字孿生體的內(nèi)涵、體系結(jié)構(gòu)及其發(fā)展趨勢[J]. 莊存波,劉檢華,熊輝,丁曉宇,劉少麗,甕剛. 計算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2017(04)
[8]我國能源系統(tǒng)形態(tài)演變及分布式能源發(fā)展[J]. 李立浧,張勇軍,徐敏. 分布式能源. 2017(01)
[9]綜合能源系統(tǒng)與能源互聯(lián)網(wǎng)簡述[J]. 余曉丹,徐憲東,陳碩翼,吳建中,賈宏杰. 電工技術(shù)學(xué)報. 2016(01)
[10]從智能電網(wǎng)到能源互聯(lián)網(wǎng):基本概念與研究框架[J]. 董朝陽,趙俊華,文福拴,薛禹勝. 電力系統(tǒng)自動化. 2014(15)
碩士論文
[1]能源傳輸方式比較研究[D]. 韓奇.華北電力大學(xué) 2013
本文編號:3099325
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