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能源互联网背景下电力技术分析
Analysis of Power Technology in the Context of Energy Internet

3. 难以准确刻画外界复杂环境因素对数字孪生系统的影响
能源互联网系统内部设备的运行参数时刻受周围环境及需求侧负荷类型的影

响，环境条件对系统的影响机理复杂，且能源互联网中的电负荷、冷热负荷、气
负荷属于多维度、多时间尺度的综合负荷，难以用数学公式对关键因素具象表达。
能源互联网各子系统之间依靠耦合关系相互影响，目前对耦合设备建模主要基于
机理方法实现，当耦合设备运行条件改变时其无法反映对设备的影响。

（三）数字孪生在能源互联网规划与运行中的应用难点
1. 多系统联合规划设计存在高度耦合性
能源互联网中包含电、热（冷）、气、氢等各类型非线性子能源系统且相互
耦合。随着各种新型设备的接入，系统的网络架构和运行方式更加复杂，规划问

题本质上是多层耦合的非线性问题，需要在多能源的耦合问题上寻求动态平衡。
如何在数字孪生模型中合理忽略或简化非线性特性，如何对多能源系统进行解耦，
进而获得近似线性化模型，使得所求结果接近原始问题的最优解还面临着一定的
挑战。

2. 规划与运行受多重不确定性因素影响
能源互联网系统由于不同形式能源之间相互耦合导致运行场景复杂多变，同
时受到来自源、荷两侧的多时间尺度与空间范围上的多重随机性影响，其规划与

运行是一个存在大量不确定性、不可量化因素的多目标优化问题。如何利用数字
孪生技术对能源互联网模型在受多重不确定性影响下进行演化分析，保证系统运
行的安全性和长时间的规划有效性是目前的研究重点。
3. 规划与运行的边界条件难以确定

能源互联网系统的运行指的是对系统整体或各区域中的运行数据、运行状态
以及运行策略的设计和控制。能源互联网系统中的模型具有很大的灵活性，要求
数字孪生必须能够根据运行条件和运行环境的不同对实际系统进行精准刻画，但

现实世界中的能源互联网处在实时变化中，其动态特性与变化特点蕴含在运行数
据中。对于在真实系统运行状态中无法直接获取的环节，需要通过关键量测数据
和有价值的历史运行数据对系统建立数字孪生镜像模型的边界条件，如何通过有
限的有价值数据构建边界是当前面临的问题。

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