电网数字孪生动态评估平台
专利号：CN202411676093.X
所属单位：中国地质大学（武汉）智能电网实验室
技术领域：数字孪生·智能电网
技术分类： ▸ 基础架构层：电网数字孪生模型构建（IEC 61850标准兼容） ▸ 应用服务层：网架支撑能力动态评估与风险预警
核心技术突破
全生命周期数据融合
✅ 集成设备台账、运行日志、故障记录等全生命周期数据流 ✅ 开发基于时间戳的动态权重分配算法，解决历史数据与实时监测数据融合难题（参考数字孪生体全生命周期管理理念）
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实时拓扑计算引擎
▶ 采用图数据库（GDBMS）重构电网拓扑，支持百万级节点动态路径分析 ▶ 实现复杂网架结构的毫秒级支撑能力计算（对比传统关系数据库效率提升23倍）
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多物理场耦合仿真
🔺 融合电磁-热力-机械多场耦合模型，精准评估极端工况下的网架形变风险 🔺 集成Prony算法实现电网振荡模式实时识别（误差率≤1.8%）
关键性能指标
| 评估维度 | 本系统 | 传统方法 | 提升幅度 |
|---|---|---|---|
| 计算响应速度 | 0.38秒/万节点 | 8.7秒/万节点 | ×23 |
| 支撑能力预测准确率 | 97.2% | 82.5% | +18% |
| 多源数据融合效率 | 12.8万条/秒 | 0.9万条/秒 | ×14 |
| 极端工况模拟精度 | 0.89mm形变误差 | 3.2mm形变误差 | +72% |
典型应用场景
新能源并网评估
任务需求：某省500kV主干网架接入3.2GW风光集群
实施效果： ✅ 72小时完成12种运行场景的支撑能力推演 ✅ 识别出4处电压稳定薄弱节点，指导加装SVG装置
城市电网升级改造
技术亮点： 🔺 基于数字孪生的三维热力图动态展示负荷分布 🔺 指导某新区配网改造节约电缆用量23%，降低投资1.2亿元
灾害应急响应
创新应用： ▶ 冰灾条件下导线覆冰厚度与网架承载力关联预警 ▶ 2024年湖南冰灾期间准确预测7条高危线路，避免大规模停电
技术生态集成
标准兼容性▸ 支持CIM/E语言电网模型导入导出▸ 兼容BPA/PSASP等主流仿真软件数据格式
硬件适配◼ 支持NVIDIA A100 GPU集群加速（计算密度达15TFLOPS）◼ 匹配智能巡检机器人实时回传设备状态数据
产学研合作✅ 与南方电网数字电网研究院共建"电网孪生联合实验室"✅ 技术参数对标GE Predix平台，在实时性指标上实现超越
验证案例
广东某220kV枢纽变电站数字孪生项目
实施周期：2024年3月-6月
成效数据： ✅ 变压器负载率预测误差≤2.3% ✅ 开关设备机械寿命评估准确率98.7% ✅ 年度运维成本降低41%
知识产权布局：本成果形成专利族（含1项PCT国际专利），核心技术指标通过中国电科院《电力系统数字孪生技术规范》三级认证，入选2024年度国家电网重点推广技术目录。
