近年来，我国高度重视数字经济的发展，产业数字化升级战略正在推进中，引导数字经济与实体经济深度融合，促进经济高质量发展。数字孪生作为一项关键技术和提高效能的重要工具，可以有效发挥其在建模、数据采集、分析预测、虚拟仿真等方面的作用，助力推进数字化产业化，数字孪生电力行业行业应用更是有无限广阔的空间。
数字孪生关键技术及其在电力行业应用
北京智汇云舟科技有限公司成立于2012年，专注于创新性的“视频孪生（实时实景数字孪生）”技术研发与应用。目前，智汇云舟依托自研“孪舟”数字孪生专属引擎，推出了“披萨”低代码PaaS视频孪生开发平台、“速融咖啡”视频孪生一体机及视频孪生行业解决方案等多个产品线。
数字孪生关键技术及其在电力行业应用
凭借领先的技术基础，智汇云舟持续助力千行百业数字化转型，以及推动产业协作的数字化升级。公司先后参与了许多重点项目建设，应用领域涉及智慧城市、数字乡村、智慧园区、工业生产、交通、水利、电力、军事、应急、场馆等全行业场景。
一、数字孪生关键技术
1、数据采集技术
数据是数字孪生最核心的要素，它源于物理实体、虚拟模型、服务系统，同时在融合处理后又融入到各部分中，推动了各部分的运转。因此，数字孪生电力行业数据的采集是数字孪生的基础。
数字孪生关键技术及其在电力行业应用
2、数字孪生数据应用
孪生数据包括物理实体、虚拟模型、服务系统的相关数据，数字孪生电力行业领域知识及其融合数据，并随着实时数据的产生被不断更新与优化。孪生数据是数字孪生运行的核心驱动。
3、数据建模技术
数字孪生应用中真实物理空间的映射建模需要用丰富建模、计算求解、仿真工具集来强化多时空尺度模型统一计算求解能力。通过研制建模、计算求解、仿真工具集，形成多时空尺度模型统一计算求解能力，数字孪生电力行业研究多领域多层次数字孪生模型建模方法，形成模型构建与求解软件工具集，从而提升工业互联感知接入装置与软件的多协议、跨平台适应能力,实现多维模型的虚实映射。
数字孪生关键技术及其在电力行业应用
4、人工智能技术
在数字孪生应用中，需要在虚拟空间对现实物理映射做到多概率的仿真，这就离不开算法模型和人工智能的开发。非常复杂的设计模型放到神经网络中，借助深度学习可以把高自由度的模型削减为低自由度且仍能够提供我们所需要的模型能力。
5、人机交互技术
动态实时交互连接将物理实体、虚拟模型、服务系统连接为一个有机的整体，数字孪生电力行业使信息与数据得以在各部分间交换传递。同时将数字孪生应用生成的智能应用、精准管理和可靠运维等功能以最为便捷的形式提供给用户，给予用户最直观的交互。
数字孪生关键技术及其在电力行业应用
二、数字孪生技术的体系架构
一个完整的数字孪生体系包括物理层、数据层、模型层、功能层和能力层，数字孪生电力行业分别对应着数字孪生的5个要素——物理对象、对象数据、动态模型、功能模块和应用能力，其中的重点是对象数据、动态模型及功能模块这3部分。
1、物理层
物理层所涉及的物理对象既包括了物理实体，也包括了实体内部及互相之间存在的各类运行逻辑、生产流程等已存在的逻辑规则。
数字孪生关键技术及其在电力行业应用
2、数据层
数据层的数据来源于物理空间中的固有数据，数字孪生电力行业以及由各类传感器实时采集到的多模式、多类型的运行数据。
3、模型层
数字孪生中的模型既包含了对应已知物理对象的机理模型，也包含了大量的数据驱动模型。其中，“动态”是模型的关键，数字孪生电力行业动态意味着这些模型需要具备自我学习、自主调整的能力。
4、功能层
功能层的核心要素“功能模块”则是指由各类模型通过或独立或相互联系作用的方式形成的半自主性的子系统，或者说是一个数字孪生的小型实例。半自主性是指这些功能模块可以独立设计、创新，但在设计时需要遵守共同的设计规则，数字孪生电力行业使其互相之间保持一定的统一性。这种特征使得数字孪生的模块可以灵活的扩展、排除、替换或修改，又可以通过再次组合的方式，实现复杂应用、构成成熟完整的数字孪生体系。
数字孪生关键技术及其在电力行业应用
5、能力层
最终，通过功能模块的搭配组合解决特定应用场景中某类具体问题的解决方案，在归纳总结后会沉淀为一套专业知识体系，数字孪生电力行业这便是数字孪生可对外提供的应用能力，也可称为应用模式。因为其内部的模型和模块具有的半自主特性，使得形成的模式可以在一定程度上实现自适应调整。
三、数字孪生关键技术在能源电力的应用
1、孪生场景构建
系统加载遥感影像、数字高程、矢量地图等地理空间数据及倾斜摄影、手工模型、BIM等三维模型数据，构建逼真的数字孪生场景，数字孪生电力行业在三维立体的数字孪生场景中直观还原管理区域地形地貌、周边环境、建筑植被、道路水系、设备设施等全要素信息。可通过旋转、缩放、平移、跳转、漫游等场景控制，实现对管理区域室内室内、地上地下全要素信息的全方位精准掌控。
数字孪生关键技术及其在电力行业应用
2、全要素综合态势一张图
系统集成集成视频监控系统、人员定位、智能识别、报警处置、生产运行等安全、生产、运营管理系统数据，数字孪生电力行业提供给用户精准实时掌控管理全要素信息的综合态势一张图。并结合实景数字孪生场景，实现全域管理范围内“人、车、地、事、物”的全面监控，辅助用户综合掌控安全、生产及运营态势，辅助科学决策。
3、智能告警场景精准联动
利用AI视频智能识别，对管理区域内的人员、车辆、周界、消防等要素进行智能识别，对入侵、越界、火灾、违规等异常事件及时告警提醒。同时针对管理需要对系统中各类监测数据设置阈值，数字孪生电力行业对超出阈值部分及时进行告警提醒。视频孪生系统针对多类异常告警事件，可实现告警信息及时提醒、告警区域精准定位、实景视频及时联动、处置预案辅助执行等功能，实现异常事件由及时发现-高效定位-科学研判-精准处置的全生命周期管理，大大提高应急事件处置能力，保障系统运行安全。
