[发明专利]一种基于数字孪生的变压器在线监测方法

说明书

本发明公开了一种基于数字孪生的变压器在线监测方法步骤1：获取变压器的实时运行数据；步骤2：构建变压器的第一数字孪生模型；步骤3：构建变压器的第二数字孪生模型；步骤4：创建服务系统，服务系统接收并预处理变压器的底层监测数据，对数据、模型、算法、仿真、结果进行服务化封装，以工具组件、中间件、模块引擎的方式支撑数字孪生内部功能运行与实现，并将数据进行可视化处理，显示变压器的实时状态、运行趋势；步骤5：更新第一数字孪生模型和第二数字孪生模型的状态参数，进行变压器实体、第一数字孪生模型、第二数字孪生模型的信息交互。本发明创建两个不同的数字孪生模型，在反映变压器物理实体的状态和特征方面各有侧重。

技术领域

本发明涉及电力变压器技术领域，具体涉及一种基于数字孪生的变压器在 线监测方法。

背景技术

电力变压器是电网中的一种关键设备，变压器在电网系统中有着电压变换、 电能分配与输送等作用，保证变压器的运行可靠性是电力系统正常运转的基础。 目前电力变压器基于传统的三维模型存在着一些不足，根据物理实体建立的数 字化模型不充分、不完整，难以实现变压器信息数据的动态实时更新，由于滞 后性导致仿真结果、预测结果等不够精准。

数字孪生(Digital Twin，DT)技术是通过数字化手段构建一个数字虚拟实体， 以模拟其在现实环境中的行为，实时反映系统运行状况，从而对系统的情况进 行真实和全面的检测。当前数字孪生的模型修正有着以下问题：①针对数字孪 生三维模型的修正，目前几何尺寸、表面材质、异常问题的修正仍需要人工操 作，且缺乏功能集成，导致修正过程效率较低；②针对数字孪生动态模型的修 正，目前动态机构结构的调整、运动信号的映射关系仍以人工调整为主，修正 过程繁复且效率较低；③目前关于物理实体与数字孪生体的交互、同步方面并 没有特别的技术描述，在已知技术方案中通常使用物联网通讯技术进行数据的 远程采集，进行有限的同步。

发明内容

本发明提供了一种同步电机的励磁控制装置及使用方法，以解决现有技术 中功能集成度低，修正过程效率低、复杂度高的问题。

本发明提供了一种基于数字孪生的变压器在线监测方法，包括以下步骤：

步骤1：获取变压器的实时运行数据；

步骤2：构建变压器的第一数字孪生模型，第一数字孪生模型包括：变压器 几何模型、物理模型、行为模型的组装、继承模型以及融合模型，通过通信接 口接收变压器的运行数据，基于虚拟现实及增强现实方法对物理模型进行虚拟 化的高度真实映射，对变压器进行实时仿真和监测；

步骤3：构建变压器的第二数字孪生模型，第二数字孪生模型包括：规则模 型、数据模型、机理模型、算法模型，实现数字孪生系统的优化；

步骤4：创建服务系统，服务系统接收并预处理变压器的底层监测数据，对 数据、模型、算法、仿真、结果进行服务化封装，以工具组件、中间件、模块 引擎的方式支撑数字孪生内部功能运行与实现，并将数据进行可视化处理，显 示变压器的实时状态、运行趋势；

步骤5：更新第一数字孪生模型和第二数字孪生模型的状态参数，进行变压 器实体、第一数字孪生模型、第二数字孪生模型的信息交互；通过第一数字孪 生模型、第二数字孪生模型对变压器进行监测。

进一步地，所述步骤1的具体方法为：将传感器布置在变压器实体的各个 节点，实时采集变压器的运行数据，并将其传输至数据库中进行储存。

进一步地，所述运行数据包括变压器的温度、湿度、电流值、电压值、频 率、振动信息。

进一步地，所述步骤2的具体方法为：