[发明专利]一种基于数字孪生的电网设备的综合状态评价方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于数字孪生的电网设备的综合状态评价方法及系统，其方法包括：实时采集物理实体所运行的基本数据；实时采集实体关联数据平台上的内容关联信息；对基本数据和内容关联信息基于本体模型融合处理并形成设备综合状态数据，并构造数字孪生体模型；基于数字孪生体模型对设备综合状态数据构建评价树知识结构；基于评价树知识结构进行图谱分析和事件分析，获取综合状态评价和故障预测信息；基于综合状态评价和故障预测信息输出检修需求预测和检修策略。基于本发明实施例通过数据集成、知识融合、复杂动态的行为分析对设备进行巡视检查、在线监测、设备关键信息、运行工况、离线试验，获得数字孪生的综合状态评价。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于数字孪生的电网设备的综合状态评价方法及系统。

背景技术

当前数字孪生利用物联网技术与传感器采集技术，对从工业产品(如大型装备)到消费级产品(如小型沙发)等商品与产品，对这些商品或产品运行阶段的环境和工作状态，并通过数据分析和优化来避免产品的故障，改善用户对产品的使用体验。

在电力行业，随着电力电子器件、直流输电线路以及新能源发电设备的不断接入，电网的动态特性逐步变化，在振荡或故障后将表现出更强的非线性和不确定性，不确定性来自多个方面，例如新能源发电及负荷，交流系统故障发生的时间、地点、类型、严重程度。

电网设备的状态评价与孪生技术的结合，其中，电网设备数字孪生技术以数字化方式为物理对象创建虚拟模型，模拟电网设备在不同运行环境下的状态。“孪生”的两个电网设备，一个是存在于现实中的实体电网设备，负责实际供配电；另一个则存在于虚拟世界中，实时监测实体电网设备的运行情况，并通过各类智能技术实现对设备的评估和诊断。

当前的设备数字孪生，主要包括电子电气系统的架构设计和验证、电气连接设计和验证、电缆和线束设计和验证等。相关仿真包括电子电气系统的信号完整性、传输损耗、电磁干扰、耐久性、PCB散热等方面的分析。对于电网设备而言，难点在于如何利用泛在传感网络获得的海量系统状态数据。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于数字孪生的电网设备的综合状态评价方法及系统，通过实时采集相关数据，确定模拟电网数字孪生，获得数字孪生的综合状态评价。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于数字孪生的电网设备的综合状态评价方法，所述方法包括：

实时采集物理实体所运行的基本数据；

实时采集实体关联数据平台上的内容关联信息；

对基本数据和内容关联信息基于本体模型融合处理并形成设备综合状态数据，并构造数字孪生体模型；

基于数字孪生体模型对设备综合状态数据构建评价树知识结构；

基于评价树知识结构进行图谱分析和事件分析，获取综合状态评价和故障预测信息；

基于综合状态评价和故障预测信息输出检修需求预测和检修策略。

所述物理实体包括：电网设备以及电网设备的组成部件。

所述实时采集物理实体所运行的基本数据包括：

通过传感器探测基本数据，所述基本数据包括：电压数据、电流数据、频率数据和相位数据。

所述内容关联信息用于记录设备包括部门、员工、变电站、生产厂家、缺陷记录、巡检、试验、监测、检修的内容信息。

所述构造数字孪生体模型包括：

将多源异构数据表示为统一的模型，从原始存储格式转化为数据实体对象和相关的属性，及其关联关系，实现全量的数据融合和关联存储。

所述基于数字孪生体模型对设备综合状态数据构建评价树知识结构包括：