2023-07-07 14:16:48 作者：宋均益
今天，新型电力系统建设加速推进，对电网的功能形态、技术支撑和价值创造都提出了新的要求。加快数字电网建设、推动传统电网向能源互联网转型升级的步伐正不断加速。
在国家能源局组织发布的《新型电力系统蓝皮书》中指出：智慧融合是构建新型电力系统的必然要求。新型电力系统以数字信息技术为重要驱动，呈现数字、物理和社会系统深度融合的特点。在国务院印发的《数字中国建设整体布局规划》中也指出，为进一步贯彻落实数字中国建设、新型能源体系建设等国家战略部署，推动能源绿色清洁低碳转型，数字电网建设将成为有效支撑新型电力系统构建的核心。
在这一进程中，电网作为能源转换利用和输送配置的枢纽平台，是新型能源体系的核心环节。作为复杂的系统工程，新型能源体系建设面临安全、经济和绿色“不可能三角”的挑战，正迫切需要加快数字电网建设。以数字孪生为代表的先进技术将在数字空间计算推演最优解，从而以更加经济、高效的方式提升电网源网荷储资源优化配置和新能源消纳能力，进一步服务新型能源体系建设，助力能源清洁低碳转型。
虚实融合：ETAP全新数字孪生平台应运而生
加快数字电网建设的进程，以及数字、物理和社会系统深度融合的要求，无疑为长于“虚实融合”的数字孪生技术和应用打开了电力系统广阔的应用空间。对此，施耐德电气能源管理中压业务战略与行业拓展副总裁薛毅就指出，之所以要通过数字孪生构建数字电网，在物理空间的实体电网和数字空间的虚拟电网之间建立完全映射，其目的在于依托强大算力、数力和智力，实现源网荷储各环节的精准反映、全域计算、深度协同。
正是在这一需求背景下，施耐德电气在2023年创新峰会上，重磅发布了ETAP全新电气系统数字孪生平台。这一平台将能源管理和工程解决方案的全球领导者ETAP与ALPI、IGE+XAO集团、BIM Electric的系列软件解决方案深度整合，打造一站式能源管理平台，为电气系统从设计、建造、运营到维护的全生命周期不同阶段搭建虚拟模型并提供全面分析。通过系统整合后，平台交付给客户的将是一个包括单线图、模型、潮流仿真、保护计算、新能源并网计算等的一个电力系统仿真系统或实时系统。
2023年施耐德电气创新峰会发布ETAP全新电气系统数字孪生平台
合纵连横，“盘活”未来电网价值链
推出这一平台的一项重大意义是，它将真正从实质上“盘活”未来电网的整个价值链。这是因为，未来电网的构建是一项系统性的工程，设计院、电力总包、盘厂、安装公司、运营、电气负责人以及终端用户等不同群体均参与其中。要让未来电网中的数据发挥最大价值，真正实现深度协同和智慧互动，那么不仅要为各个群体提供对应其多样化需求的解决方案，还要保障全生命周期各个环节之间的数据和信息流畅通无阻，在整个价值链中充分发挥作用。
在这方面，ETAP全新电气系统数字孪生平台犹如一只“万能工具箱”，可以为从规划设计、安装调试到运营维护的各阶段提供数字化赋能的解决方案，并保障数据驱动的价值在各个环节之间得到传导。
例如，在构建未来电网的早期阶段，设计院等单位会对电气系统进行规划、建模、细节设计和分析。ETAP设计组件可以为用户提供以模型驱动来进行电气电路仿真和深入分析的电气密集型应用设计方案，在同一用户界面上创建、配置、定制及管理低压和高压应用，以及直流和交流输电系统。在中间的安装调试阶段，盘厂及安装商需要开发并调试包含复杂工艺流程和技术细节的电气控制面板。SEE Electrical系列软件产品可提供全套工具，用于创建布线图、设计3D面板和管理工作流程。 在运营维护阶段，对于运营商和最终用户来说，ETAP Real Time解决方案则提供了包含SCADA系统和ADMS解决方案在内的丰富工具软件，便于用户对电气装置进行实时模拟，并帮助操作员快速上手。
施耐德主张对未来电网，ETAP全新电气系统数字孪生平台不仅能够从时序维度上，打通电气项目全生命周期的数据价值链。还能够在空间维度上满足未来电网在电源侧、电网侧以及用户侧的需求。
例如针对电源侧需求，可以依托ETAP平台的核心功能，基于地理信息系统和气象模型提升电网气象服务能力，助力新能源发电厂精准预测发电出力情况。而针对用户侧未来将不断涌现的广大能源“产消者”，ETAP平台则可以帮助用电企业就地实现更多绿电消纳，降低单位度电成本，同时为生产用电的可靠性和连续性带来更好的保障。更重要的，则是通过数据的打通，为更高级的分析、预测等功能提供支持，实现源网荷储各个环节的高效互动，以及系统调节功能的持续加强。
ETAP电气系统数字孪生平台亮相2023年国际数字能源展
“数字原生”叠加“数字孪生”
千尺高楼，起于垒土。驱动未来电网价值链的数据从何而来？这则来源于施耐德电气“数字原生”叠加“数字孪生”的前瞻性布局。
其中，数字原生是指产品在设计之初，就充分考虑到了在数字化应用环境下的互联互通等要求。随着越来越多互联互通的产品融入电网系统，海量的数据也由此产生。在未来电网系统中，这些数字原生的智能电力设备可以化身为采集和传输海量数据的一个个智能节点，实现以数据为驱动的能源高质量管理。
而数字孪生，则是随着大数据，算法模型，AI等新技术愈发成熟，以海量数据为基础，形成硬件和软件在实体和虚拟里的相互映射，实现实体电网在“时间-空间-状态”多维度、多时态的精准实时映射和计算推演，成为电网数字空间的重要载体和引擎。
在时间维度上，数字孪生可以支持在运行态基础上拓展规划态、建设态，实现电网多时态演进变化和历史回溯能力；此外，数字孪生还可以准确描述电网潮流分布、电网运行状态、设备本体状态等信息，支持对未来运行状态的推演。最后，数字孪生还可以充分结合人工智能等数字技术，支撑新能源消纳、电网稳定运行、电力市场交易、设备主动运维等典型场景，打造数据和机理混合驱动的计算推演服务，支撑业务数字空间开展分析决策。
从“数字原生”到“数字孪生”，施耐德电气已经铺就了一条不光能够打造未来电网智慧基础，更能够有效“盘活”未来电网价值链的创新路径。在6月29日-7月2日深圳举办的2023 年全球数字能源展上，施耐德电气也在现场展示了面向“未来电网”的覆盖项目全生命周期的创新解决方案。
在现场，除了ETAP全新电气系统数字孪生平台之外，绿色可持续的无六氟化硫（SF6-free）中压开关设备、采用数字原生设计的新一代中压智能真空断路器EvoPacTHVX 、施耐德电气直流系统DC Systems及全新一代直流配电系列等产品也一并亮相，彰显出施耐德电气对新趋势、新需求的深刻洞察。相信伴随着技术的更新迭代，施耐德电气的创新路径还将继续延伸，为未来电网的发展不断带来新的动力。
