[發明專利]一種帶多維屬性的用于設備全壽命周期管理的電力設備模型

在審

• 申請號: 201710604533.4
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107491592A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 李付林;高亞棟;周盈;金國勝;龔堅剛;周惠文;俞辰穎;蔡志雄;尹康;方瑜;吳祖咸;胡宇鵬;何凱軍
• 申請（專利權）人: 浙江華云電力工程設計咨詢有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙)33217
• 代理人: 項軍

技術領域

本發明涉及一種電力用模型，尤其涉及一種帶多維屬性的用于設備全壽命周期管理的電力設備模型。

背景技術

隨著技術的發展，我國每年都需要針對各種電力設備的性能和結構進行設計改良，還需要對電力部門新進員工進行培訓。現有技術中對此最有效的解決方案是通過電腦生成電力設備的模型，在電腦上進行仿真模擬。例如現有技術中專利號為201310219233.6的發明專利《220KV電力變壓器三維模型系統》，該發明公開了一種220KV變壓器的三維模型系統，涉及220KV變壓器三維仿真技術領域。該系統利用建模軟件，以零件級為單位，根據設備的裝配關系添加幾何約束進行裝配，最終生成一套220KV變壓器三維虛擬模型；模型建設好后，將其導入到仿真平臺中，仿真平臺包含模型引擎、數據引擎、聲音引擎、腳本引擎以及邏輯引擎；模型引擎將在建模軟件中建好的模型導入進來，之后使用邏輯引擎給模型添加數學邏輯關系和幾何約束條件，按照標準的變壓器拆裝步驟和檢修流程，對變壓器模型進行交互動畫制作，同時，程序員也能夠使用聲音引擎和腳本引擎給仿真系統添加語音和演示動畫。優點：大大提高教學質量，同時也減少對實物設備的損耗。

這樣的電力設備模型雖然細致，但是建模的效率非常低，從其說明書中可以見到，在準備階段，建模人員據圖紙建模或過測量實物尺寸進行建模或圖紙加實物測量對220KV電力變壓器進行建模。

可見類似傳統的電力設備三維模型采用自頂向下、層層精細的方式將電力設備拆分成最基本的點、線、面，模型的屬性多集中于電力設備的尺寸方面。這樣的模型用于電力設備三維設計存在以下缺點：

1)模型過于復雜，對于設計而言，我們并不關心設備的內部結構，而關心設備的外部尺寸和基本構建之間的相互關系，過于精細的模型會在一定程度上影響建模的效率和設計軟件的運行速度；

2)模型屬性信息過于片面，傳統的電力設備三維模型通常由設備廠家建模，因此僅帶有相關的尺寸信息，從設備全壽命周期管理的角度出發，僅有這些信息是遠遠不夠的。例如現有技術中，通過solidworks內的幾何約束關系，將零件組成裝配體。但是solidworks作為通用工具軟件，僅僅是幾何約束關系并不能完整還原變壓器內部的結構組件，這樣就導致這個模擬仿真毫無實際價值。

發明內容

本發明的目的是提供一種帶多維屬性的用于設備全壽命周期管理的電力設備模型，將基本幾何體作為建模的基本單元，定義幾何體的尺寸信息以及相互之間空間位置信息，初步形成電力設備三維模型，然后按設備全壽命周期管理得各個階段，分別定義設備的屬性信息，最終形成一種帶多維屬性的的電力設備模型。

為了達到所述目的，本發明一種帶多維屬性的用于設備全壽命周期管理的電力設備模型，經過以下步驟，形成帶多維屬性的適用于三維數字化設計的電力設備模型：

步驟一：對電力設備實體進行分析、解構，將電力設備分解成一組基本實體模型構件的組合，基本實體模型構件包括電力設備本體、電力設備連接體、電力設備控制面板以及電力設備安全輔助器件，基本實體模型構件用于組成電力設備的物理模型；

步驟二：將電力設備的基本實體模型構件通過定義的數學模型進行描述后形成電力設備的概念模型；概念模型用于定義這些基本實體模型的幾何特征，賦予電力設備的幾何屬性；

步驟三：將電力設備概念模型進行數學描述，定義組成對象的圓柱體、長方體、球體這些基本實體模型構件之間的依賴關系和約束條件，形成電力設備的邏輯模型，賦予電力設備的邏輯屬性；

步驟四：通過對電力設備的幾何屬性和邏輯屬性生成完整電力設備的模型，在完整電力設備的模型中最后添加完整設備的電氣屬性和全壽命周期信息。

優選的，所述步驟二中所述的基本實體模型構件組合時需要進行帶電距離校驗、碰撞檢查，符合關鍵部位精細度要求的前提下才能生成基本實體模型構件。這樣的設置確保生產的模型具備原產品的性能效果。

優選的，所述電力設備為變壓器，其中主變壓器及散熱器采用長方體的組合表示；油枕采用圓柱體表示；各電壓等級套管采用圓柱體或圓臺體表示；各套管均壓環采用按曲線框建模后沿軸線加粗的方式表示；特殊均壓環采用圓柱體表示；一次接線端子板采用長方體或圓柱體表示；接地端子板采用長方體表示；落地控制箱體采用長方體表示。這里僅僅列舉了變壓器中常見的部件，如果有其他部件也涵蓋在這類模型中。