[發明專利]一種基于數字孿生技術的虛擬變電站故障排查定位方法

在審

• 申請號: 202210725656.4
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN115085378A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 張嘉瑋;許世明;蔡啟亮;顏爽;王俊武;胡青海;于淑英
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司青島市即墨區供電公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J3/06;G01R31/08;G06F30/20
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 孟令彩

1.一種基于數字孿生技術的虛擬變電站故障排查定位方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、構建虛擬變電站系統：利用數字孿生技術，對變電站一次系統進行模擬仿真，構造出變電站數字孿生系統；利用采集到的各種數據，進行多引擎快速構建；運用三維建模技術，形成高清的3D圖像；通過數字建模技術、立體合成技術、交互技術模擬變電站中的虛擬運行情況；

S2、制作三維故障定位系統：采取多裝置數據實現運行方式即時構建，將各個裝置從一次設備采集的海量數據進行匯總建模；運用邊緣計算技術，集成一個三維空間變電站、設備位置信息及物理參數顯示為一體的三維故障定位系統；采用虛擬高效建模，智能化實時顯示，進行高性能故障定位，并進行故障反推演；

S3、進行數據可視化顯示：各類數據瞬時搭建，多元數據實時集成，數據實時響應整合，依據變電站網關采集的數據生成大數據平臺；支持多設備接口接入、支持各類型通信協議，可實現自動化數據萃取，分布式進行數據存儲，為虛擬變電站提供全面的可視化數據支持；

S4、進行電網態勢推算：建立復式數字網絡，依據即時數據設立未來函數，對電網運行方式進行計算預演；在現有電網運行方式中，結合多個變電站進行電力潮流預演，對于電網運行方式轉變進行輔助決策。

2.根據權利要求1所述的基于數字孿生技術的虛擬變電站故障排查定位方法，其特征在于：所述S1中構建的虛擬變電站系統展現構架為：以一次土建結構圖為基準，用一次電纜做連接線，用二次電纜輔助連接；其中，一次電纜即動力纜，二次電纜即交直流電纜，且交直流分開。

3.根據權利要求1所述的基于數字孿生技術的虛擬變電站故障排查定位方法，其特征在于：所述S2中，通過三維故障定位系統進行故障定位的具體方法為：先在三維故障定位系統匯總各個保護裝置的參數，參數包括但不限于電壓、電流、頻率等；如果參數發生數值突變或者異樣，則發出故障信號，并對出現參數異常的保護裝置在三維空間變電站中的位置進行標記展示。

4.根據權利要求1所述的基于數字孿生技術的虛擬變電站故障排查定位方法，其特征在于：所述S2中，故障反推演的具體方法為：首先將故障處理方式進行分類處理；其次收集故障處理方式并建立故障處理方法數據庫；當類似情形故障發生時，可以直接從故障處理方法數據庫中獲取對應的故障管理方法，并進行故障處理方式展示。

5.根據權利要求1所述的基于數字孿生技術的虛擬變電站故障排查定位方法，其特征在于：所述S3中，多元數據實時集成可以通過應用邊緣計算來實現。

6.根據權利要求1所述的基于數字孿生技術的虛擬變電站故障排查定位方法，其特征在于：所述S4中，電網態勢推算即用復式數字網絡形成的數據，依據電網潮流計算公式進行潮流推算；其中，電網潮流計算公式包括但不限于牛頓-拉夫遜法、PQ分解法。

7.根據權利要求1所述的基于數字孿生技術的虛擬變電站故障排查定位方法，其特征在于：所述S4中，復式數字網絡主要包括三層結構，分別為：電氣設備形成的主架構圖；一、二次電纜形成的連接圖；各種保護設備采集到的電氣參數形成的“水流”圖。

8.根據權利要求1所述的基于數字孿生技術的虛擬變電站故障排查定位方法，其特征在于：所述S4中，在現有電網運行方式中，結合多個變電站進行電力潮流預演的具體方法為：首先將各個變電站形成的數據，進行統一匯總保存；再依次將每一個變電站轉化為一個點；然后分別記錄每個點的輸入輸出值；最后通過每個點輸出輸入值的波動來體現其潮流態勢。