[發(fā)明專利]一種帶多維屬性的用于設(shè)備全壽命周期管理的電力設(shè)備模型

在審

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• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN107491592A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李付林;高亞棟;周盈;金國勝;龔堅(jiān)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(quán)）人: 浙江華云電力工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 杭州華鼎知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)33217
• 代理人: 項(xiàng)軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)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(shè)備全壽命周期管理的電力設(shè)備模型。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的發(fā)展，我國每年都需要針對各種電力設(shè)備的性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改良，還需要對電力部門新進(jìn)員工進(jìn)行培訓(xùn)。現(xiàn)有技術(shù)中對此最有效的解決方案是通過電腦生成電力設(shè)備的模型，在電腦上進(jìn)行仿真模擬。例如現(xiàn)有技術(shù)中專利號(hào)為201310219233.6的發(fā)明專利《220KV電力變壓器三維模型系統(tǒng)》，該發(fā)明公開了一種220KV變壓器的三維模型系統(tǒng)，涉及220KV變壓器三維仿真技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)利用建模軟件，以零件級為單位，根據(jù)設(shè)備的裝配關(guān)系添加幾何約束進(jìn)行裝配，最終生成一套220KV變壓器三維虛擬模型；模型建設(shè)好后，將其導(dǎo)入到仿真平臺(tái)中，仿真平臺(tái)包含模型引擎、數(shù)據(jù)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(dǎo)入進(jìn)來，之后使用邏輯引擎給模型添加數(shù)學(xué)邏輯關(guān)系和幾何約束條件，按照標(biāo)準(zhǔn)的變壓器拆裝步驟和檢修流程，對變壓器模型進(jìn)行交互動(dòng)畫制作，同時(shí)，程序員也能夠使用聲音引擎和腳本引擎給仿真系統(tǒng)添加語音和演示動(dòng)畫。優(yōu)點(diǎn)：大大提高教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也減少對實(shí)物設(shè)備的損耗。

這樣的電力設(shè)備模型雖然細(xì)致，但是建模的效率非常低，從其說明書中可以見到，在準(zhǔn)備階段，建模人員據(jù)圖紙建模或過測量實(shí)物尺寸進(jìn)行建模或圖紙加實(shí)物測量對220KV電力變壓器進(jìn)行建模。

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

1)模型過于復(fù)雜，對于設(shè)計(jì)而言，我們并不關(guān)心設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而關(guān)心設(shè)備的外部尺寸和基本構(gòu)建之間的相互關(guān)系，過于精細(xì)的模型會(huì)在一定程度上影響建模的效率和設(shè)計(jì)軟件的運(yùn)行速度；

2)模型屬性信息過于片面，傳統(tǒng)的電力設(shè)備三維模型通常由設(shè)備廠家建模，因此僅帶有相關(guān)的尺寸信息，從設(shè)備全壽命周期管理的角度出發(fā)，僅有這些信息是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。例如現(xiàn)有技術(shù)中，通過solidworks內(nèi)的幾何約束關(guān)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(guān)系并不能完整還原變壓器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)組件，這樣就導(dǎo)致這個(gè)模擬仿真毫無實(shí)際價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種帶多維屬性的用于設(shè)備全壽命周期管理的電力設(shè)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(shè)備三維模型，然后按設(shè)備全壽命周期管理得各個(gè)階段，分別定義設(shè)備的屬性信息，最終形成一種帶多維屬性的的電力設(shè)備模型。

為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明一種帶多維屬性的用于設(shè)備全壽命周期管理的電力設(shè)備模型，經(jīng)過以下步驟，形成帶多維屬性的適用于三維數(shù)字化設(shè)計(jì)的電力設(shè)備模型：

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

步驟二：將電力設(shè)備的基本實(shí)體模型構(gòu)件通過定義的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行描述后形成電力設(shè)備的概念模型；概念模型用于定義這些基本實(shí)體模型的幾何特征，賦予電力設(shè)備的幾何屬性；

步驟三：將電力設(shè)備概念模型進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，定義組成對象的圓柱體、長方體、球體這些基本實(shí)體模型構(gòu)件之間的依賴關(guān)系和約束條件，形成電力設(shè)備的邏輯模型，賦予電力設(shè)備的邏輯屬性；

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

優(yōu)選的，所述步驟二中所述的基本實(shí)體模型構(gòu)件組合時(shí)需要進(jìn)行帶電距離校驗(yàn)、碰撞檢查，符合關(guān)鍵部位精細(xì)度要求的前提下才能生成基本實(shí)體模型構(gòu)件。這樣的設(shè)置確保生產(chǎn)的模型具備原產(chǎn)品的性能效果。

優(yōu)選的，所述電力設(shè)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(tái)體表示；各套管均壓環(huán)采用按曲線框建模后沿軸線加粗的方式表示；特殊均壓環(huán)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。