數字孿生技術讓電網更智慧

不久前，我國首個全息數字電網在江蘇建成。該虛擬電網覆蓋10萬公里架空輸電線路、28萬基輸電桿塔及相關地形地貌等數據。這是我國首次對上億千瓦負荷的大電網進行全息數字化呈現。在融合北斗通信、人工智慧等技術基礎上，全息數字電網可實現從電網建設到後期巡檢、故障處理等的全週期、全方位、全流程數字化管控。

全息數字電網應用了數字孿生技術，對真實電網進行1：1三維立體還原和數字化全景呈現。數字孿生技術，是指通過建立三維數字化模型，打通物理世界和數字世界，實現虛實融合的複合技術。數字模型不僅可以與物理對象形態高度相似，還可以實現性能倣真，幾乎做到全要素映射。以全息數字電網為例，其定位精度達到釐米級，讓龐大複雜的電網及其細節都能夠被看見。巡檢人員足不出戶便可清晰立體地掌握電網周圍全貌，掌握現場工況。通過航跡自動規劃、遇險自動規避等功能，無人機可實現全自動巡檢作業，完成一基桿塔巡檢僅需約6分鐘，比傳統人工巡檢效率提高4至6倍。

全息數字電網能顯著降低運維成本和作業風險，提升工作效率，具有良好的經濟社會效益。隨著全息數字電網的建成，自動巡檢從小範圍擴展到全部區域。目前，江蘇電網已實現大規模無人機巡檢協同應用與智慧管控，可支援上千架無人機同時作業。2022年全年自動巡檢作業量超過52萬架次，提前發現消除輸電鐵塔缺陷及通道隱患4.2萬處，嚴重缺陷發現率提升3倍。據估算，每年可以節約運維成本約2億元。

作為新型電力系統建設的重要試點，全息數字電網為我國乃至全世界通過數字技術提升電網安全運作水準貢獻了新方案。全息數字電網相當於一個高精度的三維數字“沙盤”，可在虛擬世界實現物理電網的倣真模擬推演，並結合歷史數據對物理電網的狀態進行分析和預判，有效提升安全隱患、線路故障的發現和應急處置能力，推動電網從“被動運維”向“主動運維”轉變。比如，利用鐳射點雲遙感成像技術建構電網周邊區域三維場景，實時監測環境變化；依託平臺模擬大風雨雪冰凍天氣場景，提前研判氣象災害對於鐵塔等設施的影響等。

作為基礎設施數字化的新探索，全息數字電網應用前景廣闊。比如，系統可將高精度三維地圖數據共用至光伏發電、風電、水力、通信運營鐵塔、輸油輸氣廊道等應用領域。通過“數字電網+人工智慧+AI演算法+5G+北斗地圖導航”，人們可以在實時共用數據的基礎上找到最優路徑，也可以在車聯網平臺上看到充電網路資訊，為新能源汽車找到最佳充電位置，獲得更好的出行體驗。

提高電網數字化水準是數字經濟發展的必然要求，也是構建新型電力系統、促進能源清潔低碳轉型的現實需要。面對新形勢、新需求，不斷提升電網智慧化水準，拓展新的應用場景，定能確保電力穩定供應，更好滿足民生需求，更好服務經濟社會發展大局。