元宇宙在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

周博文，奚超，李廣地，楊波

（1. 東北大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院, 遼寧省 沈陽(yáng)市 110819；2. 遼寧省綜合能源優(yōu)化與安全運(yùn)行重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(東北大學(xué)), 遼寧省 沈陽(yáng)市 110819）

0 引言

現(xiàn)階段，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)面臨的主要問(wèn)題是平臺(tái)形態(tài)趨于內(nèi)卷化，在載體內(nèi)容、交互傳播、參與互動(dòng)等方面長(zhǎng)期停滯不前，導(dǎo)致“沒(méi)有發(fā)展的增長(zhǎng)”[1]。在新冠疫情隔離政策下，全世界上網(wǎng)時(shí)間大量增加，“宅經(jīng)濟(jì)”迅速發(fā)展，大多數(shù)人將線下生活狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上生活狀態(tài)，將虛擬世界演變成了現(xiàn)實(shí)世界的平行世界，線上與線下打通，人們逐漸開(kāi)始從現(xiàn)實(shí)世界向虛擬世界遷移。當(dāng)前技術(shù)渴望生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，資本家探索新貿(mào)易模式，用戶期待全新的體驗(yàn)。元宇宙就好比是現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界虛實(shí)相融的互聯(lián)網(wǎng)，在元宇宙中，人們不再去對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行瀏覽，自身本就處在各種內(nèi)容之中[2]。從互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)化到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，元宇宙將會(huì)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)后迎來(lái)一個(gè)全新的時(shí)代[3]。

近年來(lái)，各大互聯(lián)網(wǎng)公司圍繞互聯(lián)網(wǎng)虛擬世界開(kāi)展了大量研究。2021 年7 月27 日，臉書(shū)(Facebook)公司成立了元宇宙團(tuán)隊(duì)，并且將公司的名字改為“元(Meta)”。Epic公司開(kāi)發(fā)的《堡壘之夜》虛擬世界游戲是目前較為公認(rèn)的元宇宙雛形產(chǎn)品。百度依托眾多先進(jìn)的人工智能技術(shù)，借助虛擬現(xiàn)實(shí)交互平臺(tái)，降低了元宇宙世界的成本[4]。元宇宙的本質(zhì)是將現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行數(shù)字化、虛擬化，元宇宙將成為虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界共存的第二空間[5]。元宇宙的發(fā)展是循序漸進(jìn)的，在相應(yīng)的設(shè)施和技術(shù)條件下，由眾多行業(yè)、平臺(tái)不斷融合、進(jìn)化而最終成形[6]。在元宇宙不斷發(fā)展的過(guò)程中，也將遇到很多新問(wèn)題，需要進(jìn)一步進(jìn)行完善。在虛擬空間與現(xiàn)實(shí)空間融生之后，還要關(guān)注技術(shù)發(fā)展所帶來(lái)的社會(huì)變革，保障各種行業(yè)健康有序發(fā)展[7]。

元宇宙中的電力系統(tǒng)是建設(shè)數(shù)字化、信息化、智能化新型電力系統(tǒng)的有效驗(yàn)證手段，新型電力系統(tǒng)需要大量的數(shù)字化仿真建模分析，將在元宇宙中呈現(xiàn)現(xiàn)實(shí)設(shè)備與數(shù)字化設(shè)備的高度融合。元宇宙電力系統(tǒng)能夠?yàn)樾滦碗娏ο到y(tǒng)建模、穩(wěn)定分析、運(yùn)行控制提供技術(shù)支撐，因此元宇宙提供了沉浸式仿真的有效工具，對(duì)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)具有重要的意義[8]。

本文介紹了元宇宙的誕生、定義、發(fā)展過(guò)程、發(fā)展趨勢(shì)，元宇宙電力系統(tǒng)的實(shí)體反饋、優(yōu)化調(diào)度、運(yùn)行控制、故障診斷、動(dòng)態(tài)仿真，以及人與元宇宙電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)交互，并結(jié)合當(dāng)前的發(fā)展方向與研究熱點(diǎn)，提出了元宇宙中電力系統(tǒng)的短期應(yīng)用與長(zhǎng)期應(yīng)用。

1 元宇宙的概述

1992 年，Neal Stephenson 在科幻小說(shuō)《Snow Crash》中第一次提到了“Metaverse(元宇宙)”這個(gè)概念[9]，元宇宙是一種很大程度上會(huì)實(shí)現(xiàn)的未來(lái)。

元宇宙是一種將虛擬與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的新型互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和社會(huì)形態(tài)，它基于擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供沉浸式體驗(yàn)，基于數(shù)字孿生技術(shù)生成現(xiàn)實(shí)世界的鏡像，基于區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建經(jīng)濟(jì)體系，將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界全方位、多角度整合，并允許每個(gè)用戶對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)造與編輯[10]。元宇宙技術(shù)的基本概念如圖1所示。

圖1 元宇宙技術(shù)Fig.1 Metaverse technology

元宇宙這一概念在不斷發(fā)展、進(jìn)化，每個(gè)用戶都在參與過(guò)程中不斷豐富并完善其含義[11-12]。2021年是元宇宙元年，互聯(lián)網(wǎng)迭代升級(jí)的大幕就此拉開(kāi)[13]。在元宇宙時(shí)代，“萬(wàn)物互聯(lián)”將逐步走向“萬(wàn)物互信”，再到“萬(wàn)物交易”和“萬(wàn)物協(xié)作”[14-15]。集中的互聯(lián)網(wǎng)機(jī)構(gòu)盜用、濫用數(shù)據(jù)的模式將結(jié)束，并被一種充分實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)權(quán)益保護(hù)的新經(jīng)濟(jì)體制所取代。元宇宙時(shí)代也將是數(shù)字文化大變革、大發(fā)展、大主流的時(shí)代。元宇宙的四大趨勢(shì)如圖2所示。

圖2 元宇宙四大趨勢(shì)Fig.2 Four major trends of metaverse

2 元宇宙電力系統(tǒng)

2.1 元宇宙電力系統(tǒng)架構(gòu)

元宇宙自誕生以來(lái)就與電力系統(tǒng)領(lǐng)域緊密耦合。現(xiàn)階段，電力系統(tǒng)正處于轉(zhuǎn)型升級(jí)的開(kāi)始階段，電網(wǎng)運(yùn)行信息、電力企業(yè)運(yùn)營(yíng)信息都在從實(shí)體到數(shù)字化升級(jí)，電力系統(tǒng)的物理載體和運(yùn)營(yíng)主體都在發(fā)生著數(shù)字化的變革，為融入元宇宙奠定了基礎(chǔ)。開(kāi)創(chuàng)電力系統(tǒng)與元宇宙相關(guān)新概念、新技術(shù)、新應(yīng)用融合發(fā)展，是電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的重要步驟[16-17]。圖3為元宇宙電力系統(tǒng)的基本架構(gòu)。

圖3 元宇宙電力系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.3 Framework of power systems in metaverse

目前，元宇宙電力系統(tǒng)的發(fā)展還面臨著兩大難題：一是目前的網(wǎng)絡(luò)支撐技術(shù)、雙向傳輸速度均不能滿足龐大電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸需求；二是智能終端及電力設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相關(guān)技術(shù)有待提升[18]。在元宇宙時(shí)代來(lái)臨之際，電力系統(tǒng)可提前在虛擬端打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，在很大程度上使電力系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定地運(yùn)行，促進(jìn)元宇宙中電力系統(tǒng)的發(fā)展。

2.2 元宇宙電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心

綜合全面地分析元宇宙電力系統(tǒng)是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，對(duì)元宇宙中電力系統(tǒng)優(yōu)化、穩(wěn)定運(yùn)行、實(shí)體反饋、故障診斷等方面具有重要的意義。

元宇宙電力系統(tǒng)同步規(guī)劃電力系統(tǒng)物理實(shí)體與元宇宙虛擬空間，從數(shù)據(jù)構(gòu)建出發(fā)，生成動(dòng)態(tài)綜合數(shù)據(jù)中心[19]；同時(shí)，在實(shí)體運(yùn)行時(shí)不斷向元宇宙空間導(dǎo)入規(guī)劃、優(yōu)化、仿真、故障診斷等相關(guān)模型與運(yùn)行數(shù)據(jù)，以及人在元宇宙中不同視角下的操作記錄、培訓(xùn)記錄、錄像回放等數(shù)據(jù)，從而不斷完善數(shù)據(jù)中心；在穩(wěn)定運(yùn)行階段，依托智能分析管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)元宇宙中電力系統(tǒng)的決策支撐和優(yōu)化管理[20]。

通過(guò)數(shù)字化建模和建設(shè)虛擬設(shè)施，將電力信息納入到元宇宙電力系統(tǒng)體系中，通過(guò)智能感知和數(shù)據(jù)采集補(bǔ)充完善數(shù)據(jù)中心。元宇宙中電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心與現(xiàn)實(shí)中電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心存在很大差異，數(shù)據(jù)形態(tài)、異構(gòu)類型、關(guān)聯(lián)關(guān)系都將更加復(fù)雜。同時(shí)，元宇宙中各類角色、形象(avatar)的參與將大大增加數(shù)據(jù)的可變性與交互性，用戶角色的實(shí)時(shí)互動(dòng)所引起的個(gè)性化、定制化數(shù)據(jù)增量對(duì)元宇宙數(shù)據(jù)中心提出更高要求。數(shù)據(jù)庫(kù)利用中心化存儲(chǔ)可以使存儲(chǔ)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠[21]，利用區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行監(jiān)督，增加了可信性[22]，工人了解電力系統(tǒng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)的手段越來(lái)越多樣化，獲取信息的方式越來(lái)越簡(jiǎn)單，獲得的信息越來(lái)越豐富，人機(jī)交互的界面也越來(lái)越友好[23]，為系統(tǒng)未來(lái)態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)、歷史數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)可信性等領(lǐng)域研究提供數(shù)據(jù)支撐。

2.3 元宇宙電力系統(tǒng)實(shí)體反饋

元宇宙虛擬空間與實(shí)體電力系統(tǒng)通過(guò)高效連接和實(shí)時(shí)傳輸實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融生。通過(guò)智能感知技術(shù)和數(shù)據(jù)中心信息采集技術(shù)實(shí)現(xiàn)“由實(shí)入虛”；電力系統(tǒng)物理實(shí)體和元宇宙虛擬空間通過(guò)實(shí)體反饋實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融生，并通過(guò)實(shí)時(shí)優(yōu)化運(yùn)行控制實(shí)現(xiàn)“由虛饋實(shí)”[24]。

電力設(shè)備實(shí)體和元宇宙空間雙向映射、動(dòng)態(tài)交互、實(shí)時(shí)連接，元宇宙中電力系統(tǒng)計(jì)算實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新模型，再將數(shù)據(jù)模型中校正計(jì)算后的電力參數(shù)回傳給實(shí)體控制設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體設(shè)備的精確控制。

通過(guò)虛擬空間將運(yùn)行狀態(tài)傳遞給實(shí)體電力系統(tǒng)，一方面可以作為穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行分析優(yōu)化；另一方面可以對(duì)電網(wǎng)可能遇到的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)演，將元宇宙電力系統(tǒng)中存在的相關(guān)技術(shù)、運(yùn)行問(wèn)題反饋到實(shí)體電力系統(tǒng)，并制定相應(yīng)對(duì)策[25]。

2.4 元宇宙電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度

在優(yōu)化運(yùn)行方面，對(duì)于電網(wǎng)的核心數(shù)據(jù)，在元宇宙電力系統(tǒng)中基于預(yù)先實(shí)例化的數(shù)據(jù)預(yù)處理、多類數(shù)據(jù)聚集的優(yōu)化計(jì)算、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)在線聚集合并等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速解析數(shù)據(jù)中心[26]。

通過(guò)建立元宇宙中各電力設(shè)備的調(diào)度策略和信息處理策略，實(shí)現(xiàn)元宇宙中虛擬電力系統(tǒng)靈活優(yōu)化調(diào)度，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)中電力系統(tǒng)更高效、更智能、更安全運(yùn)行[27]。將電力系統(tǒng)設(shè)備參與元宇宙系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)度與現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度進(jìn)行對(duì)比，并考慮在虛擬電力系統(tǒng)中加入實(shí)時(shí)的需求響應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融生下電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境性、安全性3 個(gè)方面不同程度的優(yōu)化[28]。在完全虛擬的場(chǎng)景中，可以同時(shí)得到多種調(diào)度策略的可視化與可互動(dòng)結(jié)果，對(duì)調(diào)度運(yùn)行人員實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度將具有更生動(dòng)的直觀體驗(yàn)。

2.5 元宇宙電力系統(tǒng)運(yùn)行控制

元宇宙電力系統(tǒng)是多源數(shù)據(jù)整合、多種技術(shù)集成和分層控制的，面向元宇宙智能電網(wǎng)的復(fù)雜技術(shù)和應(yīng)用體系，通過(guò)元宇宙電力系統(tǒng)和現(xiàn)實(shí)電力系統(tǒng)的結(jié)合，有效支撐電網(wǎng)虛實(shí)融生化。

元宇宙電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由控制層、區(qū)域電網(wǎng)層、設(shè)備層、應(yīng)用層組成。其中：控制層根據(jù)電力系統(tǒng)管理平臺(tái)，負(fù)責(zé)審核電力系統(tǒng)的運(yùn)行方案、響應(yīng)信息等；區(qū)域電網(wǎng)層中各區(qū)域電力系統(tǒng)之間通過(guò)集中式控制方式控制運(yùn)行，使設(shè)備可通過(guò)其他因素優(yōu)化調(diào)度電能；設(shè)備層包含各種電力設(shè)備、虛擬電力設(shè)備；應(yīng)用層包含多個(gè)虛擬和實(shí)體工廠、居民區(qū)、能源站、數(shù)據(jù)中心等[29-30]。元宇宙電力系統(tǒng)運(yùn)行如圖4所示。

圖4 元宇宙電力系統(tǒng)運(yùn)行圖Fig.4 Power system operation in metaverse

電力交易平臺(tái)根據(jù)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行交易，將控制結(jié)果發(fā)送到控制層進(jìn)行分析，控制系統(tǒng)下發(fā)控制需求至電力系統(tǒng)管理平臺(tái)，電力系統(tǒng)管理平臺(tái)將控制指令進(jìn)一步分解到用戶層和應(yīng)用層，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制[31-33]。

2.6 元宇宙電力系統(tǒng)智能巡檢與故障診斷

元宇宙電力系統(tǒng)需要對(duì)其數(shù)據(jù)信息、運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)有線設(shè)備和無(wú)線設(shè)備的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)在各種場(chǎng)景下電力設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集與檢測(cè)[34-36]；通過(guò)智能巡檢平臺(tái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)全自動(dòng)、智能化巡檢，結(jié)合電力系統(tǒng)優(yōu)化模塊，逐步實(shí)現(xiàn)典型故障、顯著隱患的智能識(shí)別，通過(guò)數(shù)據(jù)采集、積累和人工智能學(xué)習(xí)訓(xùn)練，逐步實(shí)現(xiàn)故障分析等功能，提高對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理能力，實(shí)現(xiàn)巡檢智能化。

在元宇宙電力系統(tǒng)中，通過(guò)智能采集設(shè)備，利用感知控制技術(shù)獲得電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息，利用光纖通信技術(shù)和無(wú)線傳感技術(shù)，實(shí)時(shí)掌握電力系統(tǒng)和各種電氣設(shè)備的運(yùn)行信息，確保電力系統(tǒng)實(shí)體的全部數(shù)據(jù)能安全準(zhǔn)確地傳輸?shù)皆钪骐娏ο到y(tǒng)，從而減少外部因素對(duì)電網(wǎng)的影響[37-38]。

2.7 電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真

當(dāng)前電力系統(tǒng)過(guò)渡到新型電力系統(tǒng)的進(jìn)程中，仿真技術(shù)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。由于電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電、變電、用電具有連續(xù)性和多樣性，需要采用數(shù)字仿真軟件來(lái)對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真。現(xiàn)階段仿真的側(cè)重點(diǎn)是電力系統(tǒng)級(jí)的仿真，而隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，從電力器件級(jí)到電力設(shè)備裝置級(jí)再到電力系統(tǒng)級(jí)的仿真是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，并且電網(wǎng)嚴(yán)重故障仿真等仿真需求無(wú)法通過(guò)實(shí)體電力系統(tǒng)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)[39]，而在元宇宙電力系統(tǒng)中可以很好地解決這一問(wèn)題。

新型電力系統(tǒng)中包含大量電力電子器件，電力電子系統(tǒng)中功率開(kāi)關(guān)等相關(guān)器件的響應(yīng)時(shí)間低于微秒級(jí)，電路拓?fù)涞捻憫?yīng)時(shí)間一般為毫秒級(jí)[40-41]，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真是毫秒級(jí)電磁暫態(tài)過(guò)程與秒級(jí)機(jī)電暫態(tài)過(guò)程的耦合。現(xiàn)在的電力系統(tǒng)仿真很難滿足如此高維度變量大規(guī)模仿真的需要，而在元宇宙中通過(guò)數(shù)字化仿真，可以有效并快速分析診斷此類問(wèn)題。因此，通過(guò)元宇宙電力系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行虛擬快速動(dòng)態(tài)仿真，得到相應(yīng)的仿真結(jié)果并反饋到實(shí)體電力系統(tǒng)，可以使電力系統(tǒng)面對(duì)相應(yīng)情況時(shí)進(jìn)行及時(shí)應(yīng)對(duì)。

2.8 人與元宇宙電力系統(tǒng)交互

人與電力系統(tǒng)交互的紐帶是信息，電力系統(tǒng)雖然可以從各種物理環(huán)境中獲取并存儲(chǔ)信息，但無(wú)法對(duì)信息進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)[42]。但人可以在更高層次感知信息，并提取有價(jià)值信息，從而在人與電力系統(tǒng)交互過(guò)程中利用主觀信息對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，使設(shè)備在安全穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)體現(xiàn)人的真實(shí)意圖和智能屬性。元宇宙能夠很好地模擬人在實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行中的操作和行為，可以分析“人在回路”的電力系統(tǒng)運(yùn)行控制，發(fā)現(xiàn)人的某些特定行為對(duì)系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性、可靠性等的影響，從而實(shí)現(xiàn)人與電力系統(tǒng)的沉浸式交互。

目前，電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)不穩(wěn)定問(wèn)題越來(lái)越突出[43]，傳統(tǒng)的人工參與電力系統(tǒng)巡檢過(guò)程基本上取決于人的主動(dòng)性，這種巡檢方式存在工作人員記錄方式、維護(hù)管理以及工作量等問(wèn)題，并且不當(dāng)操作可能對(duì)工作人員和電力系統(tǒng)造成巨大的破壞[44]。因此，要對(duì)工人進(jìn)行沉浸式培訓(xùn)。在新物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，虛擬電力系統(tǒng)所提出的虛實(shí)融生、沉浸式體驗(yàn)的特點(diǎn)有助于科研人員對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)，從而更好地實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制；并且可以使工人通過(guò)虛擬環(huán)境操作，間接完成現(xiàn)實(shí)中對(duì)實(shí)體設(shè)備的危險(xiǎn)操作，既減輕了干擾，又增加了工作效率，同時(shí)保障了工人的安全[45-49]。

在元宇宙電力系統(tǒng)中，隨著虛擬電力系統(tǒng)智能性的提高，人與電力系統(tǒng)關(guān)系則會(huì)演變?yōu)楣采P(guān)系，人與元宇宙電力系統(tǒng)虛實(shí)交融，形成以人為中心的智能化電力系統(tǒng)形態(tài)，在穩(wěn)定運(yùn)行、智能優(yōu)化、故障診斷等方面提供更精準(zhǔn)的智慧化建設(shè)[50]。通過(guò)人與電力系統(tǒng)的全面融生，推動(dòng)了其他行業(yè)體系的構(gòu)建。

3 元宇宙中電力系統(tǒng)的潛在應(yīng)用與前景

電力系統(tǒng)與元宇宙中各個(gè)領(lǐng)域有著緊密的聯(lián)系，在元宇宙系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，并且在其他領(lǐng)域有很多潛在應(yīng)用。

3.1 元宇宙中電力系統(tǒng)的短期應(yīng)用

元宇宙電力系統(tǒng)建設(shè)目的在于進(jìn)一步促進(jìn)電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行，使電力供應(yīng)更科學(xué)、更有效、更穩(wěn)定，促進(jìn)電力系統(tǒng)的健康穩(wěn)定發(fā)展，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)成本，為社會(huì)各領(lǐng)域的健康發(fā)展提供基本保障。

在短期內(nèi)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的深度挖掘與同步分析，使數(shù)據(jù)全面接入，實(shí)現(xiàn)跨專業(yè)數(shù)據(jù)互通，打破專業(yè)數(shù)據(jù)壁壘，最終將電力數(shù)據(jù)在各行各業(yè)應(yīng)用，形成各種行業(yè)廣泛參與的運(yùn)營(yíng)模式[51]。在電力系統(tǒng)規(guī)劃、電網(wǎng)運(yùn)行管理、智能巡檢與故障診斷、電力交易等各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)一體化發(fā)展，并對(duì)長(zhǎng)短期規(guī)劃進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，實(shí)現(xiàn)虛擬電力系統(tǒng)狀態(tài)自我感知、電力設(shè)備協(xié)調(diào)運(yùn)行、客戶服務(wù)全新體驗(yàn)的全價(jià)值鏈協(xié)同模式，保證虛擬電力系統(tǒng)整體的優(yōu)化配置[52-54]。

3.2 元宇宙中電力系統(tǒng)的中長(zhǎng)期應(yīng)用

在建設(shè)元宇宙電力系統(tǒng)的過(guò)程中，堅(jiān)持其共享特性，注重將其與互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)連接，有效指導(dǎo)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，對(duì)其進(jìn)行綜合建設(shè)，形成更佳的電力發(fā)展效果，并促進(jìn)各行各業(yè)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。在中長(zhǎng)期，虛擬電力系統(tǒng)指導(dǎo)新型電力系統(tǒng)數(shù)字化升級(jí)、智能化應(yīng)用，促進(jìn)源網(wǎng)互動(dòng)，構(gòu)建開(kāi)放式的電力市場(chǎng)，加快低碳發(fā)展，實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)。按照國(guó)家政策，采取合乎市場(chǎng)規(guī)律的商業(yè)模式，鼓勵(lì)用戶在智能交易平臺(tái)進(jìn)行交易互動(dòng)操作，為其提供更優(yōu)質(zhì)服務(wù)以拓寬各行業(yè)渠道[55]。元宇宙電力系統(tǒng)以業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向進(jìn)行建模，同時(shí)還根據(jù)業(yè)務(wù)流程在電力系統(tǒng)基礎(chǔ)上構(gòu)建其他相關(guān)應(yīng)用以形成虛擬化的業(yè)務(wù)鏈，并從企業(yè)運(yùn)行和管理等多個(gè)角度提供指導(dǎo)，最終實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)全價(jià)值鏈協(xié)同[56]。

4 結(jié)論

元宇宙的概念在信息化、數(shù)字化浪潮的推動(dòng)下飛速傳播，為電力系統(tǒng)提供了潛在的價(jià)值。聚焦元宇宙電力系統(tǒng)，介紹了元宇宙的概念和發(fā)展趨勢(shì)，并提出了元宇宙在電力系統(tǒng)的應(yīng)用前景。未來(lái)，元宇宙電力系統(tǒng)將有效提升電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電、變電、用電能力，提高電網(wǎng)信息采集、感知、處理、應(yīng)用各環(huán)節(jié)的虛實(shí)交融化、智能化能力，為推動(dòng)電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)過(guò)渡、助力構(gòu)建元宇宙電力系統(tǒng)、推動(dòng)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。