[發明專利]一種基于數字孿生的變壓器在線監測方法

在審

• 申請號: 202111386914.2
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN114254557A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 楊奕飛;嚴志劍;蘇貞;袁偉;齊亮;何祖軍
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N20/00;G06F111/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐澍

本發明公開了一種基于數字孿生的變壓器在線監測方法步驟1：獲取變壓器的實時運行數據；步驟2：構建變壓器的第一數字孿生模型；步驟3：構建變壓器的第二數字孿生模型；步驟4：創建服務系統，服務系統接收并預處理變壓器的底層監測數據，對數據、模型、算法、仿真、結果進行服務化封裝，以工具組件、中間件、模塊引擎的方式支撐數字孿生內部功能運行與實現，并將數據進行可視化處理，顯示變壓器的實時狀態、運行趨勢；步驟5：更新第一數字孿生模型和第二數字孿生模型的狀態參數，進行變壓器實體、第一數字孿生模型、第二數字孿生模型的信息交互。本發明創建兩個不同的數字孿生模型，在反映變壓器物理實體的狀態和特征方面各有側重。

技術領域

本發明涉及電力變壓器技術領域，具體涉及一種基于數字孿生的變壓器在 線監測方法。

背景技術

電力變壓器是電網中的一種關鍵設備，變壓器在電網系統中有著電壓變換、 電能分配與輸送等作用，保證變壓器的運行可靠性是電力系統正常運轉的基礎。 目前電力變壓器基于傳統的三維模型存在著一些不足，根據物理實體建立的數 字化模型不充分、不完整，難以實現變壓器信息數據的動態實時更新，由于滯 后性導致仿真結果、預測結果等不夠精準。

數字孿生(Digital Twin，DT)技術是通過數字化手段構建一個數字虛擬實體， 以模擬其在現實環境中的行為，實時反映系統運行狀況，從而對系統的情況進 行真實和全面的檢測。當前數字孿生的模型修正有著以下問題：①針對數字孿 生三維模型的修正，目前幾何尺寸、表面材質、異常問題的修正仍需要人工操 作，且缺乏功能集成，導致修正過程效率較低；②針對數字孿生動態模型的修 正，目前動態機構結構的調整、運動信號的映射關系仍以人工調整為主，修正 過程繁復且效率較低；③目前關于物理實體與數字孿生體的交互、同步方面并 沒有特別的技術描述，在已知技術方案中通常使用物聯網通訊技術進行數據的 遠程采集，進行有限的同步。

發明內容

本發明提供了一種同步電機的勵磁控制裝置及使用方法，以解決現有技術 中功能集成度低，修正過程效率低、復雜度高的問題。

本發明提供了一種基于數字孿生的變壓器在線監測方法，包括以下步驟：

步驟1：獲取變壓器的實時運行數據；

步驟2：構建變壓器的第一數字孿生模型，第一數字孿生模型包括：變壓器 幾何模型、物理模型、行為模型的組裝、繼承模型以及融合模型，通過通信接 口接收變壓器的運行數據，基于虛擬現實及增強現實方法對物理模型進行虛擬 化的高度真實映射，對變壓器進行實時仿真和監測；

步驟3：構建變壓器的第二數字孿生模型，第二數字孿生模型包括：規則模 型、數據模型、機理模型、算法模型，實現數字孿生系統的優化；

步驟4：創建服務系統，服務系統接收并預處理變壓器的底層監測數據，對 數據、模型、算法、仿真、結果進行服務化封裝，以工具組件、中間件、模塊 引擎的方式支撐數字孿生內部功能運行與實現，并將數據進行可視化處理，顯 示變壓器的實時狀態、運行趨勢；

步驟5：更新第一數字孿生模型和第二數字孿生模型的狀態參數，進行變壓 器實體、第一數字孿生模型、第二數字孿生模型的信息交互；通過第一數字孿 生模型、第二數字孿生模型對變壓器進行監測。

進一步地，所述步驟1的具體方法為：將傳感器布置在變壓器實體的各個 節點，實時采集變壓器的運行數據，并將其傳輸至數據庫中進行儲存。

進一步地，所述運行數據包括變壓器的溫度、濕度、電流值、電壓值、頻 率、振動信息。

進一步地，所述步驟2的具體方法為：