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在大电网的并网挑战中，数字孪生、储能等都是有效的措施，并且在电网的规划、建设、运营等过程会发挥关键的支撑作用。数字孪生电网的应用升级，最终也会对数字孪生在智慧城市、智慧交通、智慧楼宇等领域的发展提供技术的支撑。这些平行领域之间技术互相迁移与应用，共同构筑着未来我们数字生活的智能化、绿色化发展。

在光伏发电设备中，具体来看，仿真模拟的数字孪生技术主要从状态的诊断、生产调试、运行分析、安全控制等几个核心层面展开。

数字孪生技术在能源领域的全生命阶段都可以深度的参与，提高可控性与安全生产，不过数字孪生技术的应用发展仍然存在“勒颈”挑战。

为了应对全球变暖，选择碳中和之路已经成为许多国家的共识。在双碳战略背景下，我们知道开发可再生的清洁能源是重中之重。毕竟在人类高碳排的活动中，几乎四分之三的碳排来源于能源的消耗。在发展风光水电等资源的过程中，可再生能源的并网是关键。因为可再生能源显著的间歇性和强随机波动性，接入大电网后，给系统带来了强烈的波动，影响电网的稳定与安全。

未来整个电力系统，从能源生产侧到应用侧，都会迎来较大的改革，可能未来的电网中每一台设备都会接入到数字孪生中，能够准确满足精细化管理的需求，映射仿真的颗粒度会越来越细，朝着精细化挺进；系统化的发展也是数字孪生电网的另一个发展趋势，以往碎片式的构筑应用方式，也会随着颗粒度的变化，部件设备功能模块化的整合，可以区域级的响应与调控，满足实时状态的把控；而随着AI技术、边缘技术、云计算等发展，数字孪生的电网智能化水平也会大幅提高，不仅可以预估各类警报信息，也能够提前做出措施以应对，提升整个电力能源的稳定与经济运行。

光伏仿真模拟是典型的数字孪生在能源生产阶段的场景应用，数字孪生通过建立虚拟映射的仿真模型，实时对光伏发电站的运行状态和运行环境等进行监控和模拟仿真运行，及时制定生产机组的最优运行策略，不仅获取更高的发电功率，也能够提前预测发电功率进行并网的调优。

无论是数据驱动还是数据+模型的驱动，都对孪生数字技术在能源领域的应用提出了较高的要求，正在发展初期的技术需要时间与具体场景长久的打磨，才能提升，不过正是因为技术的壁垒与发展的机遇，也为参与的企业带来了广阔的发展空间。

从能源侧的角度来看，以清洁能源光伏发电举例来说，其全生命周期都需要严格的安全生产管理，因此在能源生产到传输的全路径都需要安全可控的技术来管理全部的流程。以“数字孪生”技术为主，基于丰富的数据为核心，可以对电力从预测、生产到传输的流程全部监管。

而融合物联网技术、5G通信技术、大数据分析技术、高性能计算技术和先进仿真分析技术的数字孪生技术体系，成为解决电网并网与智慧能源发展的关键。数字孪生结合储能设备，虚拟电厂等技术可为电网提供安全、发电效率的提升，也能够为并入大电网的调频、调峰等辅助服务，实现电网的削峰填谷，促进新能源的绿色数智化转型。

在光伏发电过程中，光伏太阳板的位置、角度、光照、风速等变化，会影响太阳能发电功率的变化，如果能够根据仿真模拟的技术提前预测发电功率进行调配的话，可以很好地解决电网配平的问题。只有能源端发电侧预测准确及时，才能给下游输送端留出足够时间调配储能额度。

我们知道在碳中和的目标背景下，可再生能源风、光、水等在电力系统中的重要性逐渐提高，也是能源变革中实现双碳目标的必要途径。据南方电网2021年的预测，到2030和2060年，中国风光新能源的发电量占比将分别达到25%和60%。这也意味着接入大电网中的新能源电力越来越多，构建智慧能源生态系统成为我国能源行业的发展趋势。

光伏预测的难度高主要原因则是光伏仿真模拟对于气象数据的要求较高，并且融合的数据相关度不高，如太阳光、气象物理、地形地貌等参数不相关，并且气象数据偶发的频次不低，对于预测的准确度也有影响。如果想要提高各类模型互相耦合后的精度，则对复合型人才以及专家型人才的协同提出高要求。光伏仿真模拟领域的专业壁垒较高也就不难理解。

文章来源：《电网与清洁能源》 网址: http://www.dwyqjny.cn/zonghexinwen/2022/0711/1533.html

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