[發(fā)明專利]一種基于數(shù)字孿生的開關(guān)柜設(shè)備狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)構(gòu)建方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110511408.5
• 申請(qǐng)日: 2021-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN113313361A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑春明;李垚;王強(qiáng);孫磊;鞏方偉;羅兵;張晶;張揚(yáng);韓愛華;成曉俊;包強(qiáng);呂越群;劉故帥;陳帥;崔珠峰;楊增健;羅光凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司淄博供電公司
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 淄博川誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 37275
• 代理人: 高鵬飛

本發(fā)明提供一種基于數(shù)字孿生的開關(guān)柜設(shè)備狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)構(gòu)建方法，涉及開關(guān)柜設(shè)備狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)構(gòu)建方法技術(shù)領(lǐng)域。該基于數(shù)字孿生的開關(guān)柜設(shè)備狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)構(gòu)建方法，包括以下步驟：S1、模型映射；S2、行為映射；S3、狀態(tài)映射；S4、云邊協(xié)同模式下的應(yīng)用服。該基于數(shù)字孿生的開關(guān)柜設(shè)備狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)構(gòu)建方法，通過模型映射、行為映射和狀態(tài)映射三個(gè)維度來構(gòu)建，并以云邊協(xié)同模式來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)；其中模型映射通過層級(jí)網(wǎng)絡(luò)劃分，建立電網(wǎng)、開關(guān)柜、部件層級(jí)的數(shù)字模型；行為映射將開關(guān)柜內(nèi)開關(guān)分合過程抽象為行為，提高對(duì)開關(guān)柜設(shè)備監(jiān)控的時(shí)效性、全面性、安全性，便于從全電網(wǎng)或者局部電網(wǎng)的全局的角度做出運(yùn)行調(diào)度策略。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)柜設(shè)備狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)構(gòu)建方法技術(shù)領(lǐng)域，特別的為一種基于數(shù)字孿生的開關(guān)柜設(shè)備狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

數(shù)字孿生(Digital Twin)是以數(shù)字化方式創(chuàng)建物理實(shí)體的虛擬模型，借助數(shù)據(jù)模擬物理實(shí)體在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的行為，通過虛實(shí)交互反饋、數(shù)據(jù)融合分析、決策迭代優(yōu)化等手段，為物理實(shí)體增加或擴(kuò)展新的能力。作為一種充分利用模型、數(shù)據(jù)、智能并集成多學(xué)科的技術(shù)，數(shù)字孿生面向產(chǎn)品全生命周期過程，發(fā)揮連接物理世界和信息世界的橋梁和紐帶作用，提供更加實(shí)時(shí)、高效、智能的服務(wù)。

開關(guān)柜設(shè)備作為電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電和電能轉(zhuǎn)換的過程中進(jìn)行開合、控制和保護(hù)用電的重要電氣設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行性能評(píng)估、監(jiān)控其實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、保障其安全運(yùn)營(yíng)具有重要意義。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)的興起，傳統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)維模式正從被動(dòng)安全向主動(dòng)安全轉(zhuǎn)型，對(duì)變電站內(nèi)設(shè)備管理也從站端管理逐漸向集中管理、集控管控發(fā)展，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)柜設(shè)備高效、實(shí)時(shí)、智能化的評(píng)估是建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)可靠穩(wěn)定電網(wǎng)、營(yíng)造良好營(yíng)商環(huán)境的關(guān)鍵問題點(diǎn)。

綜上所述，研發(fā)一種基于數(shù)字孿生的開關(guān)柜設(shè)備狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)構(gòu)建方法，仍是電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域中急需解決的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供的發(fā)明目的在于提供一種基于數(shù)字孿生的開關(guān)柜設(shè)備狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)構(gòu)建方法，解決上述背景技術(shù)中的問題。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種基于數(shù)字孿生的開關(guān)柜設(shè)備狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)構(gòu)建方法，包括模型映射、行為映射、狀態(tài)映射以及云邊協(xié)同模式下的應(yīng)用服務(wù)，具體操作步驟為：

S1、模型映射：從電網(wǎng)的角度出發(fā)，劃分電網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)，根據(jù)開關(guān)柜性能評(píng)估需求，建立數(shù)據(jù)模型；構(gòu)建數(shù)字化模型，在虛擬空間中表達(dá)相關(guān)的信息，形成數(shù)字模型管理；

S2、行為映射：將物理空間中的開關(guān)柜內(nèi)斷路器、接地倒閘分合過程抽象為開關(guān)柜行為，把采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到具體的開關(guān)柜或部件模型上，實(shí)現(xiàn)由靜到動(dòng)的轉(zhuǎn)變；

S3、狀態(tài)映射：系統(tǒng)集成高性能運(yùn)算環(huán)境或工程軟件，根據(jù)需求建立開關(guān)柜各類評(píng)估模型、智能算法及知識(shí)推理機(jī)，集成后形成智慧服務(wù)模塊，以圖文報(bào)表的形式推送至變電運(yùn)維班組和集控中心，形成運(yùn)維決策；

S4、云邊協(xié)同模式下的應(yīng)用服務(wù)：將對(duì)開關(guān)柜設(shè)備的評(píng)估劃分為變電站側(cè)和集控站側(cè)，在集控中心和調(diào)控中心兩側(cè)均可通過模型映射、行為映射和狀態(tài)映射三方面來實(shí)現(xiàn)評(píng)估內(nèi)容。

進(jìn)一步的，在S1操作步驟中，包括以下步驟：建立電網(wǎng)、關(guān)聯(lián)線路、關(guān)聯(lián)母線、關(guān)聯(lián)斷路器、接地刀閘設(shè)備關(guān)鍵屬性的數(shù)據(jù)模型。

進(jìn)一步的，在S1操作步驟中，構(gòu)建開關(guān)柜、關(guān)鍵部件等在幾何、物理和規(guī)則方面的數(shù)字化模型，全方位地在虛擬空間中表達(dá)與開關(guān)柜運(yùn)行相關(guān)的信息，形成開關(guān)柜設(shè)備及其部件的數(shù)字模型管理。

進(jìn)一步的，在S2操作步驟中，驅(qū)動(dòng)模型以三維可視化的方式來直觀展現(xiàn)開關(guān)柜在動(dòng)作過程中的動(dòng)態(tài)過程，實(shí)現(xiàn)由靜到動(dòng)的轉(zhuǎn)變。

進(jìn)一步的，在S3步驟中，建立外部訪問接口,通過模型映射中的模型信息和行為映射中的數(shù)據(jù)來共同驅(qū)動(dòng)對(duì)開關(guān)柜深層次的狀態(tài)分析、故障定位、性能預(yù)測(cè)，并結(jié)合三維模型進(jìn)行透視化展示、定位。