電力設(shè)備數(shù)字孿生技術(shù)
本書(shū)分析了電力設(shè)備數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與總體趨勢(shì)，從產(chǎn)、學(xué)、研、用多視角闡述了數(shù)字孿生技術(shù)在電力設(shè)備行業(yè)應(yīng)用的價(jià)值與意義。從物理層、數(shù)據(jù)層、孿生層和應(yīng)用層等不同方面介紹了數(shù)字孿生技術(shù)，結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)在發(fā)、輸、配、用電和儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用，提出了具有前瞻性的觀點(diǎn)；同時(shí)，結(jié)合電力設(shè)備數(shù)字孿生領(lǐng)域具有創(chuàng)新性和推廣價(jià)值的典型應(yīng)用案例，分析了數(shù)字孿生技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展情況，并提出了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作需求。本書(shū)適合從事電力數(shù)字孿生技術(shù)的相關(guān)人員閱讀，也可供相關(guān)領(lǐng)域的人員參考。
IEEE PES電力設(shè)備數(shù)字孿生工作組是由IEEE PES輸配電技術(shù)委員會(huì)（中國(guó)）聯(lián)合北美對(duì)口輸配電技術(shù)委員會(huì)(IEEE PES Transmission & Distribution Committee)共同組建的IEEE電力與能源領(lǐng)域首個(gè)研究數(shù)字孿生技術(shù)的聯(lián)合工作組。工作組2022年3月正式獲批成立，將堅(jiān)持“共建、共享、共用”的理念，致力于為國(guó)內(nèi)外電力企業(yè)和專(zhuān)家學(xué)者搭建一個(gè)數(shù)字孿生領(lǐng)域技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、產(chǎn)業(yè)搭建、成果推廣、人才培養(yǎng)的平臺(tái)。
第 1 章 數(shù)字孿生技術(shù)發(fā)展概述 001
1.1 數(shù)字孿生技術(shù)概述 003
1.2 數(shù)字孿生的發(fā)展歷程 005
1.2.1? 數(shù)字孿生的起源 005
1.2.2? 數(shù)字孿生的早期發(fā)展 005
1.2.3? 數(shù)字孿生在電力行業(yè)的應(yīng)用 009
1.3 電力設(shè)備數(shù)字孿生的意義 013
1.3.1? 提高電力設(shè)備設(shè)計(jì)的生產(chǎn)質(zhì)量和效率 014
1.3.2? 保障電力設(shè)備可靠運(yùn)行 015
1.3.3? 降低電力設(shè)備健康管理與故障診斷成本 016
1.3.4? 故障智能決策與檢修策略智能化制定 017
1.3.5? 促進(jìn)電網(wǎng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化 018
1.3.6? 降低企業(yè)員工培訓(xùn)成本 019
第 2 章 電力設(shè)備數(shù)字孿生建設(shè)目標(biāo)和總體架構(gòu) 021
2.1 電力設(shè)備數(shù)字孿生建設(shè)目標(biāo) 023
2.2 電力設(shè)備數(shù)字孿生體總體架構(gòu) 024
第 3 章 電力設(shè)備數(shù)字孿生關(guān)鍵技術(shù) 027
3.1 數(shù)字孿生體物理感知層關(guān)鍵技術(shù) 029
3.1.1? 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 029
3.1.2? 時(shí)間、空間模型構(gòu)建技術(shù) 029
3.1.3? 設(shè)備狀態(tài)感知技術(shù) 030
3.1.4? 高效采集技術(shù) 031
3.2 數(shù)字孿生體數(shù)據(jù)層關(guān)鍵技術(shù) 031
3.2.1? 數(shù)據(jù)處理 032
3.2.2? 數(shù)據(jù)隱私與安全防御技術(shù) 033
3.3 數(shù)字孿生體孿生層關(guān)鍵技術(shù) 035
3.3.1? 先進(jìn)數(shù)據(jù)管理與分析 035
3.3.2? 云邊協(xié)同計(jì)算 035
3.3.3? 人工智能算法 036
3.3.4? 多物理場(chǎng)耦合分析技術(shù) 037
3.4 數(shù)字孿生體應(yīng)用層關(guān)鍵技術(shù) 038
3.4.1? 人機(jī)交互技術(shù) 038
3.4.2? 服務(wù)遷移技術(shù) 039
3.4.3? 多參數(shù)匹配尋優(yōu)技術(shù) 039
3.4.4? 復(fù)雜多維信息合成與可視化技術(shù) 040
3.4.5? 電力設(shè)備多物理場(chǎng)仿真技術(shù) 040
第 4 章 電力設(shè)備數(shù)字孿生體構(gòu)建實(shí)例 045
4.1 電力設(shè)備分類(lèi)及模型 047
4.1.1? 電力設(shè)備分類(lèi) 047
4.1.2? 模型分類(lèi) 047
4.2 電源側(cè)設(shè)備 048
4.2.1? 逆變器 048
4.2.2? 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 051
4.3 電網(wǎng)側(cè)設(shè)備 054
4.3.1? 輸電線(xiàn)路 054
4.3.2? 變壓器 056
4.3.3? 斷路器 058
4.4 儲(chǔ)能設(shè)備 061
4.4.1? 抽水蓄能用電動(dòng)發(fā)電機(jī) 061
4.4.2? 化學(xué)儲(chǔ)能單元 063
4.5 負(fù)荷設(shè)備：充電樁 065
第 5 章 電力設(shè)備數(shù)字孿生典型應(yīng)用 069
5.1 電力設(shè)備設(shè)計(jì)和制造案例 071
5.2 電力設(shè)備供應(yīng)鏈管理 078
5.3 電力設(shè)備運(yùn)維 082
5.3.1? 案例一：和盈大廈配電室數(shù)字孿生平臺(tái) 082
5.3.2? 案例二：輸電線(xiàn)路及設(shè)備空天技術(shù)數(shù)字化
? ? ? 服務(wù)平臺(tái) 086
5.3.3? 案例三：縣域海量“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”分布式資源
? ? ? 數(shù)字孿生體構(gòu)建聚合與協(xié)同應(yīng)用 094
5.3.4? 案例四：南方電網(wǎng)變電站運(yùn)維數(shù)字孿生
? ? ? 解決方案 100
5.3.5? 案例五：王家寨微電網(wǎng)控制服務(wù)系統(tǒng) 107
5.4 電力設(shè)備狀態(tài)評(píng)估 110
5.4.1? 案例一：基于 supET工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的
? ? ? 電力變壓器數(shù)字孿生系統(tǒng) 110
5.4.2? 案例二：某 220kV變電站GIS筒體應(yīng)力
? ? ? 數(shù)字孿生系統(tǒng) 113
5.4.3? 案例三：基于COMSOL多物理仿真平臺(tái)
? ? ? 的電纜線(xiàn)路狀態(tài)分析專(zhuān)家系統(tǒng) 115
5.4.4? 案例四：基于COMSOL多物理仿真平臺(tái)
? ? ? 的母線(xiàn)溫升計(jì)算平臺(tái) 118
第 6 章 電力設(shè)備數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系 121
6.1 標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)目標(biāo)與原則 123
6.1.1? 建設(shè)目標(biāo) 123
6.1.2? 構(gòu)建原則 124
6.2 標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)現(xiàn)狀 125
6.2.1? 國(guó)際組織工作現(xiàn)狀 125
6.2.2? 中國(guó)工作現(xiàn)狀 128
6.3 電力設(shè)備數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系框架 130
6.3.1? 總體框架 130
6.3.2? 標(biāo)準(zhǔn)布局 132
第 7 章 挑戰(zhàn)與展望 135
7.1 電力設(shè)備數(shù)字孿生面臨的挑戰(zhàn) 137
7.2 電力設(shè)備數(shù)字孿生的展望 139
參考文獻(xiàn) 143
書(shū)單推薦
