Page 52 - 电力与能源2023年第五期

474 杨 超：基于数字孪生技术的供电可靠性全息评价

难以有效融合应用于可靠性计算和管理的问题。 如表 1 所示。
但现行常规供电可靠性指标已无法满足配电网日 在理论计算评估方面，供电可靠性预测技术
益增长的运维改造量化提升需求，故提出供电可 国内外通常采用历史统计的静态可靠性参数和传
靠性的数字孪生与全息评价创新理念。 统典型网架模型，与实际运行情况存在一定的差
1.2 原理内容 异，预测精度有限，也有采用大数据分析技术，人
通过构建数字孪生配电网，提出基于数字孪 工智能算法进行预测，但未考虑实际电网的实时

生技术的配电网供电可靠性实时计算与精准预测 运行状态。而基于数字孪生技术的供电可靠性全
方法，首创可靠性全息健康图薄弱环节辨识技术， 息评价方法，利用电网实际运行与可靠性计算的
开发了电网实际运行与可靠性计算的接口模型和 接口模型和转换算法，通过双向搜索法全面计算
转换算法。根据实际网架拓扑、开关状态、设备参 真实电网的实时可靠性，能提高预测精准性。
数、用户负荷的实际运行及预测状态，采用基于深 在供电可靠性提升技术方面，通常从强化配
度搜索的实时可靠性快速评估算法，进行可靠性 网管理、配电系统自动化改造、网架结构优化、减

测算、分析、评估、预测和扫描，全面分析配电网转 少计划停电等方面提升供电可靠性，但大多基于
供水平和复电能力，发现配电网可靠性薄弱环节， 可靠性静态统计信息，量化计算精度有限，未考虑
明确影响供电可靠性的主要因素，评估配电网相 动态预测在可靠性提升方面的作用。国外有基于
关工程的可靠性提升效果，全面掌控并预测全网 典型网架结构分析配电网可靠性薄弱环节，采用
所有区段和用户的供电可靠性情况，提高了预测 不停电作业技术、莲花瓣网架合环运行技术、高可
精准性和实时性，实现供电可靠性的全景感知、全 靠水平设备等方式提高供电可靠性，但网络规模
息评价、动态预测和精准提升。 通常不大。本本基于所提可靠性全息健康图和可
靠性薄弱环节实时在线搜索及动态预测方法，在
2 国内外相关技术
数 字 化 水 平 、精 准 程 度 、实 用 性 方 面 都 得 到 了
在实际应用方面，目前常规的可靠性评估方 提升。
法是基于末端用户或配电变压器对功率或电量进 在基于数字孪生技术的供电可靠性预测评估
行计量，再通过统计的方法测算出各个可靠性指 系统及应用方面，建成了基于数字孪生技术的大
标 。具体算法层面有：故障遍历算法 、失效模 型城市配电网供电可靠性全息评价系统，在国网
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式与影响分析（FMEA ）法 、最小路法 、蒙特卡 上海市电力公司成功应用，实现了配电网可靠性
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罗法 、神经网络法 等国内外同类技术综合比较 的全景感知、动态预测和精准提升。
表 1 国内外同类技术综合比较
类别 国内外研究现状 本项目研究内容
采用历史统计的静态可靠性参数和传统典型网 首次提出了基于数字孪生配电网的供电可靠性实时计
架模型，与实际运行情况存在一定的差异，预测
供电可靠性预测技术 精度有限 算与动态预测方法，建立了电网实际运行与可靠性计算
的接口模型和转换算法，通过双向搜索法全面计算真实
采用大数据分析技术，神经网络等人工智能算法 电网的实时可靠性，提高了预测精准性
进行预测，但未考虑实际电网的实时运行状态
从强化配网管理、配电系统自动化改造、网架结
构优化、减少计划停电等方面提升供电可靠性， 基于所提可靠性全息健康图和可靠性薄弱环节实时在
但大多基于可靠性静态统计信息，量化计算精度 线搜索及动态预测方法，通过多维度评价和实时在线计
供电可靠性提升技术 有限，未考虑动态预测在可靠性提升方面的作用 算，提出了与配电网发展阶段相匹配的供电可靠性提升
基于典型网架结构分析配电网可靠性薄弱环节， 策略，在数字化水平、精准程度、实用性方面都得到了
采用不停电作业技术、莲花瓣网架合环运行技 提升
术、高可靠水平设备等方式提高供电可靠性
首次建成了基于数字孪生技术的大型城市配电网供电
可靠性预测评估系统及应用 仅有小规模典型网架的试点应用 可靠性预测评估系统，在国网上海市电力公司成功应用，
实现了配网可靠性的全景感知、动态预测和精准提升