基于数字孪生的变电站故障预警系统及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114881292A(43)申请公布日2022.08.09(21)申请号202210389948.5G06K9/62(2022.01)(22)申请日2022.04.14(71)申请人广东电网有限责任公司地址510600广东省广州市越秀区东风东路757号申请人广东电网有限责任公司中山供电局(72)发明人张春梅梁锦照蔡徽钱正浩蔡春元陈康平江疆刘义先许兴雀周丹刘思麟(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227专利代理师刘思言(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称基于数字孪生的变电站故障预警系统及方法(57)摘要本发明涉及数字孪生技术领域，公开了一种基于数字孪生的变电站故障预警系统及方法，其方法通过采集变电站的物理节点的属性数据、拓扑连接关系、运行数据和环境数据，以构建变电站的数字孪生体，同时，还在数字孪生体的数据模型提取每个物理节点的运行数据和环境数据，根据物理节点类别从每个物理节点的运行数据和环境数据中提取目标特征字段的特征参数，计算预设时间段内的参数变化量，判断参数变化量是否超出预设变化量阈值，从而进行预警。本方案解决了变电站在故障预测时的预测不及时的问题，提高了故障预测效率以及准确性。CN114881292ACN114881292A权利要求书1/2页1.基于数字孪生的变电站故障预警系统，其特征在于，包括：数据采集模块、数字孪生模块、感知模块、数据分析模块和预警模块；所述数据采集模块用于采集变电站的物理节点的属性数据、拓扑连接关系、运行数据和环境数据，还用于将所述物理节点的属性数据、拓扑连接关系、运行数据和环境数据发送至所述数字孪生模块；所述数字孪生模块用于基于所述物理节点的属性数据、拓扑连接关系、运行数据和环境数据构建变电站的数字孪生体，所述数字孪生体包含各个物理节点的物理模型、拓扑连接逻辑模型以及数据模型，所述数据模型包括运行数据和环境数据；所述感知模块用于基于所述数字孪生体的所述数据模型提取每个物理节点的运行数据和环境数据，还用于从每个物理节点的运行数据和环境数据中提取目标特征字段的特征参数；还用于将所述特征参数发送至所述数据分析模块；所述数据分析模块用于根据所述特征参数计算预设时间段内的参数变化量，还用于判断所述参数变化量是否超出预设变化量阈值，若判断为是，则生成故障预警信号发送至所述预警模块；所述预警模块用于接收所述故障预警信号进行预警。2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的变电站故障预警系统，其特征在于，还包括：数据集模块，用于获取每个物理节点在预设时间段内的运行数据和环境数据，从而构成运行数据集和环境数据集；数值量化模块，用于基于深度学习算法分别对所述运行数据集和所述环境数据集进行训练，从而得到环境数值量化模型和气象数值量化模型。3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的变电站故障预警系统，其特征在于，所述感知模块还用于基于聚类算法，根据所述物理节点的属性数据对各个物理节点进行聚类。4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的变电站故障预警系统，其特征在于，还包括：图形化模块，用于将所述数字孪生体通过https协议发送至显示前端。5.根据权利要求1所述的基于数字孪生的变电站故障预警系统，其特征在于，还包括审计模块，用于获取所述数据分析模块发出的所述故障预警信号，记录所述故障预警信号的次数，从而生成预警审计报表，还用于将所述预警审计报表发送至所述数字孪生模块，从而在所述数字孪生体中与相应的物理节点相关联。6.基于数字孪生的变电站故障预警方法，其特征在于，包括以下步骤：采集变电站的物理节点的属性数据、拓扑连接关系、运行数据和环境数据；基于所述物理节点的属性数据、拓扑连接关系、运行数据和环境数据构建变电站的数字孪生体，所述数字孪生体包含各个物理节点的物理模型、拓扑连接逻辑模型以及数据模型，所述数据模型包括运行数据和环境数据；基于所述数字孪生体的所述数据模型提取每个物理节点的运行数据和环境数据，从每个物理节点的运行数据和环境数据中提取目标特征字段的特征参数；根据所述特征参数计算预设时间段内的参数变化量，判断所述参数变化量是否超出预设变化量阈值，若判断为是，则生成故障预警信号；根据所述故障预警信号进行预警。7.根据权利要求6所述的基于数字孪生的变电站故障预警方法，其特征在于，还包括：2CN114881292A权利要求书2/2页获取每个物理节点在预设时间段内的运行数据和环境数据，从而构成运行数据集和环境数据集；基于深度学习算法分别对所述运行数据集和所述环境数据集进行训练，从而得到环境数值量化模型和气象数值量化模型。8.根据权利要求6所述的基于数字孪生的变电站