傳統模型和優化方法已經難以滿足配電網規劃設計、監測分析和運行優化的要求，嚴重依賴于人工經驗的電網運營策略優化調整也將難以達到最優效果。數字孿生賦能配電網，能夠通過在虛擬空間中完成對象的映射，隨時在平行空間里通過孿生體實現對有源配電網運行狀態的感知、預測、推演與優化等，從而實現高比例分布式能源接入的配電網實現故障診斷、優化控制、風險評估。

1.數字孿生系統架構

感知層：感知層主要包括物理實體中搭載先進物聯網技術的各類新型基礎設施。

數據層：數據層主要包括保證運算準確性的高精度的數據采集、保證交互實時性的高速率數據傳輸、保證存取可靠性的全生命周期數據管理。

運算層：運算層是數字孿生體的核心，其充分借助各項先進關鍵技術實現對下層數據的利用，以及對上層功能的支撐。

功能層：功能層是數字變生體的直接價值體現，實現系統認知、系統分析、故障診斷、預測推演功能，從而起到輔助決策作用。系統認知，數字孿生體能夠真實描述及呈現物理實體的狀態，它是實現數字孿生體其它高級和智能化功能的基礎。系統分析可實現數字孿生體的狀態監測功能，發揮對物理實體的早期預警作用。故障診斷，通過分析物理實體的運行狀態，了解現象背后的原因。預測推演，是利用仿真技術來預見物理實體未來的狀態演變，從而指導當前的運行決策。

應用層：應用層是面向各類場景的數字孿生體的最終價值體現，具體表現為不同行業的各種產品，能夠明顯推動各行各業的數字化轉型。

2.數字孿生系統的典型特征

等價映射：數字孿生體是對物理實體的等價描述，是對物理實體進行數字化而松建的模型數字孿生體的變化能夠真實反映現實世界中的物理實體的變化。數字孿生體能夠實現雙向映射、數據連接和狀態交互，起到“數化”、“保真”效果。

實時交互：基于實時傳感等多元數據的獲取，孿生體可全面、精準、動態反映物理對象的狀態變化，包括外觀、性能、位置、異常等?！皩崟r”體現數字孿生體所處狀態是物理實體狀態的實時虛擬映射;“交互”體現數字孿生體與物理實體間存在數據及指令互動。

共生演進：“共生”體現在數字孿生體與物理實體同步構建，在全生面周期中相互依存，孿生體隨著孿生對象的生長而不斷演變。共智體現在三個層面:孿生體與孿生對象間共享智慧(包括:數據、算法)、孿生體內部各種孿生模型間共享智慧、不同生命周期階段的孿生體間共享智慧。

預測優化：根據物理實體的各項真實數據，通過數字孿生體進行仿真，實現對物理實體未來狀態的預測，預先知曉未來狀態能夠輔助用戶做出更合理的決策。根據物理實體的實時運行狀態，通過數字孿生體進行監測，實現對系統不穩定狀態的預測，預先覺察即將可能發生的不穩定狀態，使用戶更從容地處理該問題。

建立數字孿生體的最終目的，是通過描述物理實體集合內在機理，分析規律、洞察趨勢，基于分析與仿真對物理世界形成優化指令或策略，實現對物理實體決策優化功能的閉壞。根據數字孿生的典型特征，可以得出數字孿生的體系架構。

3.配電設施智慧數字孿生運維監測系統功能

數字孿生依托對物理系統的多項數據傳輸與洞察，對計劃、設計、施工、地修以及運維的虛擬映射，實現狀態感知、先知共智、數字體驗以及輔助決策等功能。

（1）實時監測配網狀態，實時反映開關通斷設備負載、用戶負荷、新能源出力等運行狀態，以及配電網的異常信息故障信息。

（2）診斷配網異常原因，實現配電網電壓異常、電能質量異常、電費異常等異常的溯因分析，準確研判出導致異常的原因。

（3）預測配網趨勢特征，包括新能源出力、電力用戶用電負荷、電氣設備負載情況，還可以預測設備故障、客戶投訴等。四是優化配網運營策略，整體建構設備檢修頻率、電力設施配置、聯絡開關投切、相間負荷調整等運營策略體系。