1、沈 沉2021年5月18日面向新型电力系统的面向新型电力系统的数字孪生技术数字孪生技术Digital Twin Technology for a New Type of Power Systems电机工程与应用电子技术系电机工程与应用电子技术系Department of Electrical Engineering1目录CONTENTS对数字孪生概念的解读构建电力系统数字孪生的关键技术传统电力系统仿真与数字孪生电力系统数字孪生技术实践01020304电机工程与应用电子技术系电机工程与应用电子技术系Department of Electrical Engineering201对数字孪生概念的进一

2、步解读3对数字孪生概念的进一步解读电机工程与应用电子技术系电机工程与应用电子技术系Department of Electrical Engineering 数字孪生到底是什么 模型、仿真、系统工程？ 数字孪生最关键的特征是什么？ 提出数字孪生概念的目的是什么？4对数字孪生概念的进一步解读电机工程与应用电子技术系电机工程与应用电子技术系Department of Electrical Engineering 数字孪生概念的起源数字孪生（Digital Twin）DT一词，业界一般认为，最早是密西根大学Michael Grieves教授于2002年针对产品全生命周期管理（PLM）提出的一个概念，当

3、初并不叫Digital Twin，而是叫镜像空间模型（Mirrored Space Model, MSM）。2003年他在讲授PLM课程时使用了“Digital Twin（数字孪生）”。在2014年他在撰写的“数字孪生：通过虚拟工厂复制实现卓越制造（Digital Twin:Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication）”一文中对数字孪生进行了较为详细的阐述，奠定了数字孪生的基本内涵。5对数字孪生概念的进一步解读电机工程与应用电子技术系电机工程与应用电子技术系Department of Electrical Engin

4、eering数字孪生的定义 数字孪生是充分利用对象的物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程。通过在虚拟空间中完成对象的映射，反映对象的全生命周期过程。Defense Acquisition University, “Digital System Model,” Glossary of Defense Acquisition Acronyms and Terms, 2015. Online. Available: https:/www.dau.edu/tools/Documents/Glossary_16th%20_ed.pdf国防采办大学6对数字孪

5、生概念的进一步解读电机工程与应用电子技术系电机工程与应用电子技术系Department of Electrical Engineering数字孪生的定义 数字孪生是在数字世界中建立一个与真实世界系统的运行性能完全一致，且可实现实时仿真的仿真模型。利用安装在真实系统上的传感器数据作为该仿真模型的边界条件，实现真实世界的系统与数字世界的系统同步运行。ANSYS公司7对数字孪生概念的进一步解读电机工程与应用电子技术系电机工程与应用电子技术系Department of Electrical Engineering数字孪生的定义 数字孪生是物理对象的数字模型，该模型可以通过接收来自物理对象的数据而实时演

6、化，从而与物理对象在全生命周期保持一致。北京航空航天大学 张霖教授 基于数字孪生可进行分析、预测、诊断、训练等（即仿真），并将仿真结果反馈给物理对象，从而帮助对物理对象进行优化和决策。物理对象、数字孪生以及基于数字孪生的仿真及反馈一起构成一个信息物理系统 (cyber physical systems). 8对数字孪生概念的进一步解读电机工程与应用电子技术系电机工程与应用电子技术系Department of Electrical Engineering数字孪生的定义 数字孪生是充分利用对象的物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程。通过在虚拟空间中完