[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于數(shù)字孿生的可視化電力系統(tǒng)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)和方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910379544.6
• 申請(qǐng)日: 2019-05-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110083119A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊嶺;滕愛(ài)國(guó);宋滸;王翀;王鵬飛;張震;吳立剛;韓濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司信息通信分公司;國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司;安徽繼遠(yuǎn)軟件有限公司;國(guó)網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G05B19/05
• 分類(lèi)號(hào): G05B19/05;G06T17/00
• 代理公司: 合肥維可專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 34135
• 代理人: 吳明華

1.一種基于數(shù)字孿生的可視化電力系統(tǒng)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：用于管理至少一個(gè)機(jī)房，并適用于整個(gè)多個(gè)部門(mén)主體機(jī)房，以管控一個(gè)公司主體或跨公司主體的監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

機(jī)房可視化構(gòu)建存儲(chǔ)模塊，該機(jī)房可視化構(gòu)建存儲(chǔ)模塊提供至少一個(gè)用戶輸入與上述多個(gè)機(jī)房相關(guān)的機(jī)房信息，每一個(gè)機(jī)房信息對(duì)應(yīng)一個(gè)部門(mén)主體，該機(jī)房信息包括與機(jī)房現(xiàn)場(chǎng)按照比例換算的電力機(jī)房仿真平臺(tái)；

可視化電力機(jī)房控制模塊，用于接收電力機(jī)房現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與電力機(jī)房仿真平臺(tái)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)用于接收各種傳感器采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；用于實(shí)現(xiàn)電力機(jī)房的可視化透明監(jiān)控，通過(guò)電力機(jī)房三維仿真智能，關(guān)聯(lián)機(jī)房?jī)?nèi)虛擬模型和實(shí)務(wù)模型，通過(guò)下傳控制指令與機(jī)房?jī)?nèi)的數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)電力機(jī)房可視化展示；

通訊模塊，用于建立電力機(jī)房實(shí)物設(shè)備，機(jī)房可視化構(gòu)建存儲(chǔ)模塊、可視化電力機(jī)房控制模塊之間的通信網(wǎng)絡(luò)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字孿生的可視化電力系統(tǒng)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)房可視化構(gòu)建存儲(chǔ)模塊包括搭建電力機(jī)房仿真平臺(tái)和實(shí)現(xiàn)電力機(jī)房可視化模塊，其中，搭建電力機(jī)房仿真平臺(tái)包括如下步驟：

(11)基于電力機(jī)房實(shí)物，虛擬模型與實(shí)物模型的關(guān)聯(lián)，利用仿真軟件對(duì)電力機(jī)房進(jìn)行數(shù)字化建模，基于Digital Twin技術(shù)，建立上行信息通道和下行指令通道，構(gòu)建可視化電力機(jī)房；基于軟、硬PLC的通訊以及軟、硬PLC異步周期同步，進(jìn)行可視化電力機(jī)房控制；

(12)基于電力機(jī)房設(shè)備及其布局情況，對(duì)電力機(jī)房設(shè)備進(jìn)行三維建模，動(dòng)件與不動(dòng)件分類(lèi)建模，在三維可視化平臺(tái)上進(jìn)行整線虛擬裝配，構(gòu)建電力機(jī)房的靜態(tài)建模；

(13)基于電力機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備和設(shè)備的控制動(dòng)作，編制機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備的控制腳本，實(shí)現(xiàn)機(jī)房的遠(yuǎn)程控制運(yùn)行。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)字孿生的可視化電力系統(tǒng)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，步驟(12)構(gòu)建電力機(jī)房的靜態(tài)建模中：

A1，創(chuàng)建基于物理信息的幾何模型與有限元模型，模擬真實(shí)物理設(shè)備的幾何或載荷工況；提取設(shè)備出廠數(shù)據(jù)，構(gòu)建易受機(jī)房環(huán)境變化影響的材料屬性模型；

A2，提取通訊和電力二次設(shè)備的全周期歷史數(shù)據(jù)，基于環(huán)境變化情況下設(shè)備運(yùn)行規(guī)律，構(gòu)建設(shè)備運(yùn)行模型；且對(duì)設(shè)備故障的多維度概率狀況進(jìn)行分析，構(gòu)建基于不同故障種類(lèi)的損傷演化模型；

A3，利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的三維近物理仿真監(jiān)控平臺(tái)，構(gòu)建電力機(jī)房的靜態(tài)建模，基于數(shù)字孿生技術(shù)，建立上行信息通道和下行指令通道，構(gòu)建可視化電力機(jī)房。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字孿生的可視化電力系統(tǒng)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)包括：

生產(chǎn)性臺(tái)賬資產(chǎn)的物理性能指標(biāo)的相關(guān)操作數(shù)據(jù)，包括位置、型號(hào)、重量和承載力；

影響物理資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的環(huán)境或外部數(shù)據(jù)，包括周?chē)h(huán)境溫度、大氣壓力以及空氣濕度，所述的檢測(cè)數(shù)據(jù)利用編碼器轉(zhuǎn)換為受保護(hù)的數(shù)字信息，該數(shù)字信息傳輸至電力機(jī)房仿真平臺(tái)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)字孿生的可視化電力系統(tǒng)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，實(shí)現(xiàn)電力機(jī)房可視化模塊包括：

(B1)對(duì)電力機(jī)房的場(chǎng)地概貌，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備布置以及設(shè)備間的通電連接線路進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研，基于電力機(jī)房的布局、設(shè)備的位置及相關(guān)配置，給出一套與實(shí)際布置對(duì)應(yīng)的按比例縮小布局圖；

(B2)利用三維建模軟件對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備三維建模，將三維模型導(dǎo)入仿真軟件中，結(jié)合步驟B1中的按比例縮小布局圖，在仿真軟件中對(duì)相應(yīng)的設(shè)備三維模型進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)、構(gòu)建三維虛擬電力機(jī)房布局；

(B3)在仿真軟件中對(duì)電力機(jī)房三維模型進(jìn)行動(dòng)作的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)極其運(yùn)動(dòng)方式的性能規(guī)劃；在仿真軟件中對(duì)設(shè)備三維模型進(jìn)行腳本編制以實(shí)現(xiàn)步驟B2中設(shè)備三維模型動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)，利用傳感器的布控、控制邏輯的設(shè)計(jì)、機(jī)房信息數(shù)據(jù)的采集完成對(duì)三維虛擬生產(chǎn)線的虛擬數(shù)字化控制；

(B4)將設(shè)備單機(jī)三維模型或整線合理分段分模塊劃分進(jìn)行數(shù)字化，以此建立虛擬整線的數(shù)字化模型；以設(shè)備三維數(shù)字化模型為對(duì)象，編寫(xiě)算法，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備的控制指令的下傳和機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備信息的上傳，執(zhí)行引擎和仿真軟件間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互；

(B5)對(duì)電力機(jī)房現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)制作相應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)表，使數(shù)據(jù)在電力機(jī)房仿真平臺(tái)得到三維可視化呈現(xiàn)。