傳統(tǒng)模型和優(yōu)化方法已經(jīng)難以滿足配電網(wǎng)規(guī)劃設計、監(jiān)測分析和運行優(yōu)化的要求，嚴重依賴于人工經(jīng)驗的電網(wǎng)運營策略優(yōu)化調(diào)整也將難以達到最優(yōu)效果。數(shù)字孿生賦能配電網(wǎng)，能夠通過在虛擬空間中完成對象的映射，隨時在平行空間里通過孿生體實現(xiàn)對有源配電網(wǎng)運行狀態(tài)的感知、預測、推演與優(yōu)化等，從而實現(xiàn)高比例分布式能源接入的配電網(wǎng)實現(xiàn)故障診斷、優(yōu)化控制、風險評估。

1.數(shù)字孿生系統(tǒng)架構

感知層：感知層主要包括物理實體中搭載先進物聯(lián)網(wǎng)技術的各類新型基礎設施。

數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層主要包括保證運算準確性的高精度的數(shù)據(jù)采集、保證交互實時性的高速率數(shù)據(jù)傳輸、保證存取可靠性的全生命周期數(shù)據(jù)管理。

運算層：運算層是數(shù)字孿生體的核心，其充分借助各項先進關鍵技術實現(xiàn)對下層數(shù)據(jù)的利用，以及對上層功能的支撐。

功能層：功能層是數(shù)字變生體的直接價值體現(xiàn)，實現(xiàn)系統(tǒng)認知、系統(tǒng)分析、故障診斷、預測推演功能，從而起到輔助決策作用。系統(tǒng)認知，數(shù)字孿生體能夠真實描述及呈現(xiàn)物理實體的狀態(tài)，它是實現(xiàn)數(shù)字孿生體其它高級和智能化功能的基礎。系統(tǒng)分析可實現(xiàn)數(shù)字孿生體的狀態(tài)監(jiān)測功能，發(fā)揮對物理實體的早期預警作用。故障診斷，通過分析物理實體的運行狀態(tài)，了解現(xiàn)象背后的原因。預測推演，是利用仿真技術來預見物理實體未來的狀態(tài)演變，從而指導當前的運行決策。

應用層：應用層是面向各類場景的數(shù)字孿生體的最終價值體現(xiàn)，具體表現(xiàn)為不同行業(yè)的各種產(chǎn)品，能夠明顯推動各行各業(yè)的數(shù)字化轉型。

2.數(shù)字孿生系統(tǒng)的典型特征

等價映射：數(shù)字孿生體是對物理實體的等價描述，是對物理實體進行數(shù)字化而松建的模型數(shù)字孿生體的變化能夠真實反映現(xiàn)實世界中的物理實體的變化。數(shù)字孿生體能夠?qū)崿F(xiàn)雙向映射、數(shù)據(jù)連接和狀態(tài)交互，起到“數(shù)化”、“保真”效果。

實時交互：基于實時傳感等多元數(shù)據(jù)的獲取，孿生體可全面、精準、動態(tài)反映物理對象的狀態(tài)變化，包括外觀、性能、位置、異常等。“實時”體現(xiàn)數(shù)字孿生體所處狀態(tài)是物理實體狀態(tài)的實時虛擬映射;“交互”體現(xiàn)數(shù)字孿生體與物理實體間存在數(shù)據(jù)及指令互動。

共生演進：“共生”體現(xiàn)在數(shù)字孿生體與物理實體同步構建，在全生面周期中相互依存，孿生體隨著孿生對象的生長而不斷演變。共智體現(xiàn)在三個層面:孿生體與孿生對象間共享智慧(包括:數(shù)據(jù)、算法)、孿生體內(nèi)部各種孿生模型間共享智慧、不同生命周期階段的孿生體間共享智慧。

預測優(yōu)化：根據(jù)物理實體的各項真實數(shù)據(jù)，通過數(shù)字孿生體進行仿真，實現(xiàn)對物理實體未來狀態(tài)的預測，預先知曉未來狀態(tài)能夠輔助用戶做出更合理的決策。根據(jù)物理實體的實時運行狀態(tài)，通過數(shù)字孿生體進行監(jiān)測，實現(xiàn)對系統(tǒng)不穩(wěn)定狀態(tài)的預測，預先覺察即將可能發(fā)生的不穩(wěn)定狀態(tài)，使用戶更從容地處理該問題。

建立數(shù)字孿生體的最終目的，是通過描述物理實體集合內(nèi)在機理，分析規(guī)律、洞察趨勢，基于分析與仿真對物理世界形成優(yōu)化指令或策略，實現(xiàn)對物理實體決策優(yōu)化功能的閉壞。根據(jù)數(shù)字孿生的典型特征，可以得出數(shù)字孿生的體系架構。

3.配電設施智慧數(shù)字孿生運維監(jiān)測系統(tǒng)功能

數(shù)字孿生依托對物理系統(tǒng)的多項數(shù)據(jù)傳輸與洞察，對計劃、設計、施工、地修以及運維的虛擬映射，實現(xiàn)狀態(tài)感知、先知共智、數(shù)字體驗以及輔助決策等功能。

（1）實時監(jiān)測配網(wǎng)狀態(tài)，實時反映開關通斷設備負載、用戶負荷、新能源出力等運行狀態(tài)，以及配電網(wǎng)的異常信息故障信息。

（2）診斷配網(wǎng)異常原因，實現(xiàn)配電網(wǎng)電壓異常、電能質(zhì)量異常、電費異常等異常的溯因分析，準確研判出導致異常的原因。

（3）預測配網(wǎng)趨勢特征，包括新能源出力、電力用戶用電負荷、電氣設備負載情況，還可以預測設備故障、客戶投訴等。四是優(yōu)化配網(wǎng)運營策略，整體建構設備檢修頻率、電力設施配置、聯(lián)絡開關投切、相間負荷調(diào)整等運營策略體系。