Page 53 - 电力与能源2023年第五期

杨 超：基于数字孪生技术的供电可靠性全息评价 475

供电可靠性计算评估依赖于中低压配电网设
3 基于数字孪生技术的供电可靠性全息
备信息，包括设备参数、网架拓扑、设备坐标等信
评价实现方法
息，所以首先应定期更新单位下 10 kV 配电线路
数字孪生技术以数字化建模的方式对物理实 清单，包括配电线路名称、配电线路 ID、配电线路
体全生命周期进行模拟、评估、预测和控制。数字 所属单位、配电线路所属变电站等信息。同时更
孪生电网是指和实际电力系统中的设备以及运行 新 110 kV/35 kV 输电线路清单，包括输电线路名

状态具有一一映射关系的全数字化模型。当实际 称、输电线路 id、输电电缆所属单位等信息。根据
系统中的某个设备、某段电缆、某个开关状态发生 110 kV/35 kV 输电线路清单获取 110 kV/35 kV
变化之后，通过接口服务可以迅速反应到数字孪 出线开关至变电站主变的设备信息，根据拓扑分
生模型中，与实际系统保持一致。而数字孪生系 析，确定变电站进线位置。
统测算出可靠性指标之后，也将立刻反馈给实际 首先获取 10 kV 配电线路和 110/35 kV 变电

系统，指导实际生产运行。 站列表，然后通过请求配电线路和变电站接口程
数字孪生配电网的构建需要与当前电网数据 序，获取配电系统数据，如设备参数、网架拓扑、设
进行实时或定时交互，开发配电系统可靠性分析 备坐标等。先解析变电站母线设备，再根据拓扑
软 件 与 生 产 管 理 系 统（PMS）、综 合 数 据 平 台 分析依次进行数据解析，同时去除重复。根据变
（IDP）的数据接口，将相关电网拓扑信息、设备信 电站进线位置虚拟变电站电源，将出线开关位置
息、负荷信息等自动导入配电系统可靠性分析软 节点虚拟为 10 kV 配电线路首端电源点。在解析

件，通过计算机自动绘制变电站图形及 10 kV 配 配电变压器及柱上变压器时，通过变压器用户数
电线路图形，实现自动创建和更新配电网络模型， 量列表更新各个负荷所带的用户数量。在设备解
提高数据利用率和可靠性分析的精确性和实时 析过程中，根据导线型号列表完善电缆段和架空
性，具备评估配电网理论可靠性的技术能力。因 线段的设备参数。
此，基于 10～110 kV 输配电网实际网架拓扑、开 3.2 设备数据解析

关状态、各类设备参数、用户负荷的实时运行状 PMS2.0 提供数据分为两个部分，一部分为
态，考虑配电网供电可靠性精准计算的需求，建立 110 kV 变电站、35 kV 变电站站内结构及设备参
用于供电可靠性评估的数字孪生配电系统模型。 数，包括电源、开关、站内连接线、母线、变压器、电
本部分研究了可靠性分析与国家电网 PMS， 容器、电抗器等。一部分为 10 kV 配电线路结构
IDP 系统的数据解析方法，建立了电网实际生产 及设备参数，包括出线开关、站内连接线、站外连
运行数据与可靠性理论计算之间的数据解析模型 接线、开关、电缆段、架空线段、配电变压器、柱上
和接口转换算法，完成了配电系统设备、负荷数 变压器、中压用户接入点等。

据、坐标及地图数据的在线解析，从而能够对实际 3.3 负荷数据解析
电网的实时运行状态进行供电可靠性计算、分析、 通过综合数据平台 IDP 的数据接口，获取荷
评估、预测和扫描，提高了供电可靠性计算的实时 载点的负荷数据包括有功电量、无功电量、视在功
性和准确性。 率、功率因数等数据，定期保存在 Oracle 数据库，
3.1 数据接口转换算法 并可以适时地存储到上海电网可靠性评估软件数
首先建立实际生产运行数据与可靠性理论计 据库，保障上海电网可靠性评估软件具备评估上

算之间的接口模型和转换算法，对包括 10 kV 配 海电网理论可靠性的负荷数据支撑。
电线路、10～110 kV 开关类设备、110 kV/35 kV 3.4 坐标数据与可靠性参数解析
变电站设备、负荷类设备、运行数据等在内的供电 （1）导入地理图信息。导入地理图数据文件，
可靠性相关数据进行解析。 使导入的电网拓扑可以以地理图作为背景，部分