构建数字孪生电网 服务能源强国建设

来源：能源中国客户端 时间：2026-02-09 16:13

齐立忠

　　党的二十届四中全会明确提出，“加快建设新型能源体系”“着力构建新型电力系统”“加快智能电网和微电网建设”。

　　数字孪生电网是支撑新型电力系统建设的关键基础设施，是实现电网从“物理电网+信息系统”向“物理实体+数字孪生体”跃升的重要载体。构建以高质量三维模型为底座、以统一数据和标准为驱动的数字孪生电网五种形态（“规划态”“生长态”“竣工态”“智能态”“应急态”），有利于推动电网全生命周期协同，全面提升电网安全韧性和运行效率。

　　引领设计范式变革

　　支撑工程建设管理质效提升

　　引领设计变革，推动传统作业方式转型升级。“十五五”期间，电网面临大规模发展机遇期、高强度基建攻坚期、高质量管理转型期三期叠加，迫切需要管理与技术协同创新。三维设计是先进数字化技术与现代管理手段的结合，可全景再现电网工程空间布局和设备关系，大幅提升方案比选、可视化评审和多方协同效率，把空间冲突、布置不合理等问题尽可能消除在设计阶段。同时能够消除信息孤岛，支撑投资管理、行政决策等管理主体与设计人员以更加直观开放的方式沟通交流，实现工程全生命周期综合管理，提高管理效能。

　　支撑重大工程，助力急难险重复杂问题攻关。当前，电网建设正加速向“沙戈荒、高海拔、深远海”等极端区域延伸，以特高压、抽水蓄能、西南大型水电基地开发及送出为代表的一批重大工程，地形地貌极其复杂，站线布置条件严苛，多专业、多工程之间的耦合约束显著增强，设计方案论证和风险辨识难度空前，亟须以三维为主的设计范式进行系统重构，及时发现错漏碰撞，系统提升设计阶段的精细化水平和工作效能，破解变电站（换流站）复杂布局、地下管线精细设计、地基基础优化处理、软硬配合校验等技术难题。

　　构建数字孪生电网

　　服务电网建设运维不同场景

　　数字孪生电网是建设新型电力系统的重要组成部分，面临着需求场景多样、技术路线协同不足等问题，亟须统筹技术框架，适应差异化需求，按照数字孪生电网五种形态，指导各环节参与方统一思路、变革理念。

　　统一数据和模型标准，做好数字孪生电网“规划态”。“规划态”是数字孪生电网建设的起点和蓝图，其核心是“统一标准体系、管控数据质量”。一方面，强化全生命周期标准体系统一和模型分级建设，夯实基础；另一方面，建立科学系统的数据质量管理体系，夯实可信数据基础，从而推动业务与管理模式变革，从源头夯实“五种形态”数字孪生电网的数据基础。

　　提高电网建设质效，做好数字孪生电网“生长态”“竣工态”建设。“生长态”是电网工程从蓝图变为现实的建造过程，其核心是物理工程实体与数字孪生模型“同步演化、同生共长”，推动建设模式智能化升级，提升质量和效率。“竣工态”是电网工程数字化转型的承前启后阶段，面向成果数字化移交，强调信息完整、图模一致，为运行提供可靠支撑，确保数字孪生体与物理实体映射完整、数据准确。“竣工态”需将数字化移交作为独立工作内容和费用科目纳入管理制度和工程计价体系，解决好竣工阶段移交费用落实不到位问题。“生长态”和“竣工态”共同构成建设阶段数字孪生体，为数字孪生电网夯实模型基础。

　　服务电网安全稳定运行，做好数字孪生电网“智能态”“应急态”。“智能态”聚焦设备智能管理，通过关联实时数据，使竣工移交的静态模型转变为能感知、会分析、可预测的动态模型，实现运维自动化、智能化。“应急态”聚焦电网应急抢修，利用建设和运行阶段积累的三维模型及数据资源，支撑应急抢修快速响应，提升“冰风雷雨震火”等灾害防抗能力。“智能态”和“应急态”体现了电网运行阶段数字孪生能力的高级应用。

　　加强重大技术攻关

　　实现创新引领与自主可控

　　国网经济技术研究院有限公司（以下简称“国网经研院”）是国家电网有限公司（以下简称“国家电网”）电网规划和工程设计技术归口单位，长期支撑电网基建工作，牵头完成多项输变电工程三维设计国家、行业和企业标准编制工作，围绕统一建模范围、模型深度、数据格式、编码规则构建三维数字化标准体系，有效提升全行业三维设计和工程数字化建设能力。同时联合国内科技单位，针对三维数字化基础软件国产引擎研发难的问题，组织技术攻关，自主研发满足电网工程需求的图形引擎和三维建模基础平台，推动了电网工程三维数字化软件战略性新兴产业发展，牵头完成的科技项目《电网工程三维数字化自主可控关键技术及规模化应用》获得2025年度国家电网科技进步一等奖，为构建自主可控、智能协同的电网设计体系奠定坚实基础。

　　国网经研院将持续从模型、应用和产业生态层面发力。在模型层面，构建产品模型库，支持设计人员直接基于标准产品模型进行布置和校核，减少重复建模、提升精度与效率。在应用层面，发展智能建造技术，探索“工厂预制+工地组装+无人施工”新模式，推进构件工厂化预制、现场装配化施工及施工过程智能化、少人化甚至无人化，同步开展无人机智能验收，利用自动巡检和图像识别实现工程质量智能核查及台账自动生成和更新，贯通设计、施工、运维数据。在产业生态层面，依托自主研发的图形引擎和三维建模基础平台，引导产业链上下游各方广泛参与二次开发，形成满足设计、施工、运维应用的软件工具体系，共同培育良性国产电网工程三维数字化产业生态。

　　（作者系国网经济技术研究院有限公司副总经理、党委委员）

责任编辑：于彤彤