數字孿生助力新(xīn)型電(diàn)力系統認知決策新(xīn)發展

分(fēn)布時間：2023-08-24 發布人：admin

作(zuò)為(wèi)新(xīn)一代仿真決策系統，數字孿生通過構築新(xīn)型電(diàn)力系統模型生成演進新(xīn)格局及搭建完備的關鍵技(jì )術體(tǐ)系，實現物(wù)理(lǐ)現實世界與數字虛拟世界精(jīng)準映射，支持從多(duō)尺度、多(duō)場景、多(duō)任務(wù)對新(xīn)型電(diàn)力系統進行認知決策，有(yǒu)效适應新(xīn)型電(diàn)力系統的發展，成為(wèi)推動新(xīn)型電(diàn)力系統建設的強大助力。 

數字孿生由數據基礎層、模型演進層、算法學(xué)習層、交互展示層組成，貫穿從局部到整體(tǐ)、從認知到決策的全過程，在依托于模型生成演進框架完成對新(xīn)型電(diàn)力系統的精(jīng)準刻畫及實時映射的同時，還需持續完善新(xīn)型電(diàn)力系統認知決策配套的關鍵技(jì )術體(tǐ)系，提升能(néng)源電(diàn)力系統的認知和決策的有(yǒu)效性，賦能(néng)系統的感知、表征、決策領域,增強系統可(kě)觀、可(kě)知、可(kě)控能(néng)力, 并為(wèi)其他(tā)領域數字化、智能(néng)化轉型提供可(kě)參考的技(jì )術範本。 

一方面，數字孿生搭建新(xīn)型電(diàn)力系統認知決策關鍵技(jì )術體(tǐ)系。廣域多(duō)參量數據全息感知技(jì )術依托于先進傳感器的研發，将物(wù)理(lǐ)現象轉化為(wèi)數字信息，利用(yòng)高維數據空間的降維數值分(fēn)析和等效技(jì )術方法，實現多(duō)尺度時間-空間-參量的電(diàn)力系統全息數據感知，是實現數據感知處理(lǐ)的技(jì )術基石。 

多(duō)元異構主體(tǐ)的混合驅動模型構建與演進技(jì )術綜合機理(lǐ)模型、數值仿真、大數據分(fēn)析、人工(gōng)智能(néng)等技(jì )術的長(cháng)處，基于機理(lǐ)與數據互相糾偏的内在邏輯，形成機理(lǐ)知識+數據驅動聯合驅動的新(xīn)型電(diàn)力系統多(duō)元主體(tǐ)表征演進的理(lǐ)論和方法，是實現自我演進的技(jì )術内核。

大規模多(duō)層級多(duō)尺度推演任務(wù)的分(fēn)解協調及加速計算技(jì )術基于數字孿生雲邊協同的高性能(néng)計算框架和推演算法，實現多(duō)層級多(duō)尺度的複雜計算任務(wù)分(fēn)解和協調，形成高強度虛實互動的并行推演計算與算力動态分(fēn)配方法，是有(yǒu)效映射的技(jì )術保障。 

面向多(duō)場景需求的分(fēn)布式主體(tǐ)群體(tǐ)智能(néng)決策技(jì )術利用(yòng)複雜系統智能(néng)群體(tǐ)博弈和知識發現方法，達到電(diàn)力系統智能(néng)決策的自學(xué)習和自優化，并基于海量場景自動聚類方法選擇新(xīn)型電(diàn)力系統的典型運行場景，形成面向多(duō)元主體(tǐ)複雜系統的高效運行策略，是優化決策的技(jì )術要點。

數據信息安(ān)全防禦技(jì )術基于新(xīn)型密碼的數據安(ān)全防護體(tǐ)系,形成分(fēn)布式縱深防禦功能(néng)的信息安(ān)全威脅防禦保護，實現信息安(ān)全計算功能(néng)的去中(zhōng)心化，充分(fēn)利用(yòng)“雲-管-邊-端”框架中(zhōng)各部分(fēn)的算力資源，保證網絡邊緣能(néng)量交換、數據交換的安(ān)全性，是安(ān)全運行的技(jì )術前提。 

可(kě)視化與虛實交互技(jì )術基于降維分(fēn)析及混合現實方法等可(kě)視化與虛實交互技(jì )術，結合三維建模等基礎手段建立系統物(wù)理(lǐ)對象的實體(tǐ)模型，并針對實際系統各物(wù)理(lǐ)對象的運行特點，對其高維特征進行降維表達，構建物(wù)理(lǐ)和數字信息共存，并可(kě)實時互動的可(kě)視化環境，将虛拟的信息應用(yòng)到真實世界，實現現實和虛拟世界的有(yǒu)效合并，達到超越現實的感官體(tǐ)驗，是服務(wù)實際需求、提高業務(wù)水平的技(jì )術手段。 

另一方面，數字孿生有(yǒu)效賦能(néng)新(xīn)型電(diàn)力系統感知、表征、決策領域。依托于上述技(jì )術體(tǐ)系，數字孿生在有(yǒu)效滿足新(xīn)型電(diàn)力系統的認知決策需求的同時，可(kě)進一步激發新(xīn)型電(diàn)力系統在感知、表征、決策領域的潛在能(néng)力。 

賦能(néng)新(xīn)型電(diàn)力系統感知領域——增強系統“可(kě)觀”能(néng)力。數字孿生的狀态監測基于小(xiǎo)微傳感、能(néng)源USB等量測裝(zhuāng)置媒介，以數據安(ān)防與智能(néng)處理(lǐ)技(jì )術為(wèi)核心，在虛拟和現實世界間建立起依托于數據的信息橋梁。同時，數字孿生系統可(kě)基于量測數據的貢獻度以及系統内含的物(wù)理(lǐ)機理(lǐ)，對系統信息的冗餘度進行綜合分(fēn)析，探究數據信息價值，合理(lǐ)規劃量測設備的布局,增強系統狀态感知能(néng)力。 

賦能(néng)新(xīn)型電(diàn)力系統表征領域——提升系統“可(kě)知”能(néng)力。随着分(fēn)布式資源的不斷接入及社會行為(wèi)的影響加深，能(néng)源電(diàn)力系統複雜性愈發突出。其中(zhōng)，高度電(diàn)力電(diàn)子化的系統設備的運行機理(lǐ)和高度随機化的市場主體(tǐ)的行為(wèi)規律都表現出高維非線(xiàn)性特征，其具(jù)體(tǐ)特性仍有(yǒu)待深入研究。對此，遵循薛禹勝院士的整體(tǐ)還原思維，數字孿生系統可(kě)從整體(tǐ)上實現複雜能(néng)源電(diàn)力系統的信息保全，在局部模型的刻畫上實現高維空間向低維平面的還原，在多(duō)時間尺度算法上将還原論拓展到非線(xiàn)性領域，把抽象複雜的運行特性轉化為(wèi)可(kě)以認知的平面軌迹特征。 

賦能(néng)新(xīn)型電(diàn)力系統決策領域——加強系統“可(kě)控”能(néng)力。作(zuò)為(wèi)實際系統的虛拟映射，數字孿生系統積累大量實際系統運行數據，可(kě)根據需求對系統可(kě)能(néng)的運行軌迹進行模拟推演，天然具(jù)備成為(wèi)驗證各種調度及控制算法的測試平台的條件。同時，數字孿生系統在與調度人員交互過程中(zhōng)，可(kě)對富含大量經驗知識的調度指令進行有(yǒu)效學(xué)習，探讨調度經驗的模型化表達，在數字孿生系統算法層中(zhōng)訓練調度機器人，是實現人工(gōng)智能(néng)決策技(jì )術由以人為(wèi)主的輔助決策向以人為(wèi)輔的智能(néng)決策轉變的重要途徑。