现代电力系统数字孪生
数字孪生是实体设备的一种虚拟模型,可实现对电力系统的分析、预测和调控,能够提高运营效率,优化设备管理。随着高比例可再生能源接入和高比例电力电子设备的应用,现代电力系统的复杂度与日俱增,数字孪生技术在电力行业的应用价值不断凸显。
OPAL-RT将现有计算资源和先进模型相结合,能够为实时和加速仿真应用创建高保真的电力系统数字孪生。这为公共事业、研究实验室和制造商提供了全新的分析、洞察和运营规划解决方案,以帮助他们提升整体输出能力。
数字孪生是实际运营中的物理设备的最新的一种模型表现形式。它反映当前设备状况,并包括与设备相关的历史数据。数字孪生可用于评估设备的最新状况,更重要的是预测未来行为、精细化控制或优化运营。
OPAL-RT与微软、澳大利亚能源市场运营商(AEMO)和智利国家电力协调局(CEN)等组织和运营商正在探索未来电力系统仿真的全新趋势,下面是我们的实践应用:
• AEMO – 澳大利亚能源发展的挑战和机遇
• CEN – 关于电磁暂态仿真的研究
• 微软 – 数字孪生与未来趋势
• OPAL-RT – 向高精度电网数字孪生迈进
实时仿真技术对各类应用起着关键性的推动作用(包括预测性仿真的加速),数字孪生可以作为模型的模型,以相量动力学、电磁暂态、机器学习模型或其他方式实现。下图展示了电力系统数字孪生如何通过高级分析、动态和稳态数据管理以及自动化实现与现实物理对应物的互联。
创建电力系统及其部件的数字孪生,通过仿真实验,预测潜在的故障和所需的维护。
实时监控功能可远程诊断异常操作、故障和问题来源。
分析系统或单个组件的历史性能数据,以提高电力系统效率和优化流程。
对某些无法通过真实物理对应物进行分析的假想场景进行可能性研究。
在建设基于逆变器的新型发电厂过程中,数字孪生能够帮助加快项目进程、提升可靠性和安全性。在Learning Journey 2021网络研讨会中,OPAL-RT及我们的用户分享了数字孪生概念的应用实践案例和研究成果,包括加速仿真、软件在环和硬件在环的作用,以及如何将其与数字孪生解决方案相结合,进而助力未来电力系统在其整个生命周期中安全可靠运行。
OPAL-RT’s President & CTO, Jean Bélanger, and OPAL-RT experts describe solutions to achieve real-time or near-real-time EMT simulation of largescale power systems with high IBR penetration.
源自电力行业、更懂电力行业——HYPERSIM是一款先进的电力系统和电力电子仿真软件,为工程师们提供一系列专业的、定制化的解算器和工具包,能够满足电力系统数字孪生应用中最严苛的性能和精度要求。
为了应对日益紧迫的运营挑战,澳大利亚能源市场运营商(AEMO)利用HYPERSIM在云端数字孪生上进行了大量仿真实验工作 ,能够帮助AEMO在新的可再生能源项目接入过程中,加快项目进度、简化工作流程。
AEMO所运营的电力系统正在从传统集中式发电向高比例接入太阳能风能发电快速转变,AEMO的运营工作面临着前所未有的挑战。OPAL-RT为AEMO提供了一套能够应对这些挑战的解决方案,其优势包括:
• 执行黑盒预编译精确模型,这些模型可以是太阳能或风能发电厂用户使用其他仿真工具创建的;
• 在安全可靠的内部服务器或异地云端托管大规模仿真集群;
• 开创了具有前瞻性的“数字孪生”技术,可用于系统啮合、动态更新与多个假定场景的并行运行。