配电终端数字孪生体架构构建方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种配电终端数字孪生体架构构建方法、系统、设备及介质，方法包括S1、分析数字孪生体含义及其特性；S2、分析配电终端数字孪生体架构特征；S3、建立配电终端数字孪生体建模原则；S4、建立配电终端数字孪生体架构。本发明专利技术方法构建配电终端数字孪生体，主站能够全面分析配电终端的状态，解决了IEC 61850只能反应配电终端信息交互、可视化程度低、不全面的缺点。不全面的缺点。不全面的缺点。

【技术实现步骤摘要】
配电终端数字孪生体架构构建方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术属于数字孪生
，具体涉及一种配电终端数字孪生体架构构建方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]配电自动化是配电网的核心功能，在配电网中发挥着重要作用。配电自动化终端作为配电自动化的核心单元，一旦发生故障将会给配电网造成重大经济损失。此外配电自动化终端分布广泛、数量众多，而配电自动化主站难以实时反应配电自动化终端运行状态，且目前运维方式主要是被动运维，即故障后运维人员进行检修，配电自动化终端一旦发生故障，会给配电网造成一定损失并出现运维资源浪费的现象，因此需要实现主站对配电自动化终端的全面监测。
[0003]现有的配电自动化终端的建模大多基于IEC 61850标准，IEC 61850模型只体现配电终端的信息交互特征，主站无法通过IEC 61850模型全面获取配电自动化终端的实时状态、物理特性等特征。数字孪生技术旨在描述复杂物理实体从现实空间到虚拟数字空间的全息映射，在虚拟控制展现物理设备的各种特征。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种配电终端数字孪生体架构构建方法、系统、设备及介质。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]配电终端数字孪生体架构构建方法，包括以下步骤：
[0007]S1、分析数字孪生体含义及其特性；
[0008]S2、分析配电终端数字孪生体架构特征；
[0009]S3、建立配电终端数字孪生体建模原则；
[0010]S4、建立配电终端数字孪生体架构。
[0011]进一步的，步骤S1具体为分析确定数字孪生体含义及其特性，数字孪生体具体包括：相同基因、自治、同步、互动以及共生五个重要特性。
[0012]进一步的，数字孪生体的含义，数字孪生体以数据驱动方式，通过物理空间与虚拟空间的信息交互，描述物理实体的特征、行为、形成过程和性能，从而实现物理实体在数字虚拟空间的全息映射，从而加强对设备全生命周期的有效管理；
[0013]相同基因，即数字孪生体具备与物理实体相同的参数、性能，是能等价描述物理实体的虚拟模型，可真实反映物理实体的状态变化；
[0014]自治，数字孪生体服从与终端实体相同的物理规律和运行机理，并在此规律的驱动下独立演化和自我完善，通过赋予数字孪生体不同的边界条件，推演各类因素对物理实体产生的影响；
[0015]同步，数字孪生体与物理实体通过双向信息交互，实现配电终端自身结构及参数
的修正更新，精确反映物理实体的实时状态，为探寻终端实体缺陷、故障演化轨迹和物理规律，以及预测终端实体未来状态提供支撑；
[0016]互动，即借助于数据驱动评估终端实体当前运行状态或未来的发展状态，实现终端的状态变化和对外控制，从而实现闭环控制目的；
[0017]共生，为数字孪生理念存在的目的和意义，是其他四个特性融合的结果，实现数字孪生体和终端实体相互调整和优化。
[0018]进一步的，步骤S2具体为：
[0019]将数字孪生体含义和五个特性与配电终端相结合，得出配电终端数字孪生体的建模应具有虚拟性、超写实性、多物理性、层次性、动态性以及可计算性六个显著特征。
[0020]进一步的，步骤S3具体为：
[0021]分析配电终端数字孪生体架构的六个特征，得出具体建模原则，具体如下：
[0022]虚拟性，数字孪生体是配电终端在虚拟空间中的全息映射，是一个能动态监测、实时模拟、精确控制物理配电终端实体的虚拟模型；
[0023]超写实性，数字孪生体在外观、颜色、结构、尺寸特征方面与物理实体高度拟合或一致、具有高保真的特点；
[0024]多物理性，数字孪生体能描述配电终端的物理特性和电气特性；
[0025]层次性，数字孪生体应具有能描述配电终端结构的连接、层次关系的能力，从而对元件、组件、设备、系统进行分析、诊断、预测和优化，因此，配电终端数字孪生体由系统、设备、组件、元件四个层次组成，每个层次具有相应的数字孪生体；
[0026]动态性，数字孪生体与物理实体实时交互，并随着物理实体的状态变化而进行数字孪生体的更新和进化，动态反应物理实体的实时运行状态；
[0027]交互性，数字孪生体准确描述物理实体之间的交互特征；
[0028]感知性，数字孪生体具备接收物理实体信息的能力，使得数字孪生体能真实描述物理配电终端实体内外部设备相关的各类特征、属性、性能、连接关系；
[0029]可分析性，数字孪生体可对物理终端实体的数据进行分析、推演；
[0030]可计算性，数字孪生体将数据模型、算法模型进行融合计算，实现配电终端既定功能、运行状态、动作行为的推演及决策优化。
[0031]进一步的，步骤S4具体为：
[0032]基于配电终端数字孪生体建模原则，建立配电终端数字孪生体五层架构，包括数字纽带层、数字感知层、数字孪生层、数字建模层以及数字计算层。
[0033]进一步的，数字纽带层，具体为：
[0034]描述数字孪生体配电终端与外部物理设备的虚拟连接，反映配电终端与开关及互感器的物理及电气连接，配电终端与其他终端及主站的物理及信息连接，体现了配电终端数字孪生体的交互性；
[0035]数字感知层，具体为：
[0036]数字感知层通过与数字纽带层的信息交互，实现对物理实体的状态感知、量值监测、行为追踪，具有获取和发布信息的处理、分析、转换以及存储功能；
[0037]数字孪生层，具体为：
[0038]数字孪生层是物理实体的虚拟刻画，能正确描述配电终端特征、状态变化、连接关
系及物理、电气属性；
[0039]数字建模层，具体为：
[0040]数字建模层是配电终端结构、功能、性能、服务的数字化模型，是配电终端数字孪生体的核心，是配电终端数据的融合，包括由设备资产台账数据、量测数据以及在线监测数据构成的资产模型、资源模型、运行过程模型、关联关系模型以及业务过程模型；
[0041]数字计算层，具体为：
[0042]数字计算层是数字孪生体全生命周期内进行计算、分析、模拟物理实体的核心，可充分利用各类模型实现对下层数据的利用以及对上层应用的支撑。
[0043]本专利技术还包括配电终端数字孪生体统一架构建模系统，系统采用本专利技术提供的配电终端数字孪生体架构构建方法，系统包括数字孪生体特性分析模块、配电终端数字孪生体建模特征分析模块以及配电终端数字孪生体建模模块；
[0044]数字孪生体特性分析模块，用于分析数字孪生体含义及其特性；
[0045]配电终端数字孪生体建模特征分析模块，用于分析配电终端数字孪生体建模特征；
[0046]配电终端数字孪生体建模模块，确定配电终端数字孪生体建模原则，基于建模原则建立配电终端数字孪生体架构。
[0047]本专利技术还包括一种计算机设备，包括存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.配电终端数字孪生体架构构建方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、分析数字孪生体含义及其特性；S2、分析配电终端数字孪生体架构特征；S3、建立配电终端数字孪生体建模原则；S4、建立配电终端数字孪生体架构。2.根据权利要求1所述的配电终端数字孪生体架构构建方法，其特征在于，步骤S1具体为分析确定数字孪生体含义及其特性，数字孪生体具体包括：相同基因、自治、同步、互动以及共生五个重要特性。3.根据权利要求2所述的配电终端数字孪生体架构构建方法，其特征在于，数字孪生体的含义，数字孪生体以数据驱动方式，通过物理空间与虚拟空间的信息交互，描述物理实体的特征、行为、形成过程和性能，从而实现物理实体在数字虚拟空间的全息映射，从而加强对设备全生命周期的有效管理；相同基因，即数字孪生体具备与物理实体相同的参数、性能，是能等价描述物理实体的虚拟模型，可真实反映物理实体的状态变化；自治，数字孪生体服从与终端实体相同的物理规律和运行机理，并在此规律的驱动下独立演化和自我完善，通过赋予数字孪生体不同的边界条件，推演各类因素对物理实体产生的影响；同步，数字孪生体与物理实体通过双向信息交互，实现配电终端自身结构及参数的修正更新，精确反映物理实体的实时状态，为探寻终端实体缺陷、故障演化轨迹和物理规律，以及预测终端实体未来状态提供支撑；互动，即借助于数据驱动评估终端实体当前运行状态或未来的发展状态，实现终端的状态变化和对外控制，从而实现闭环控制目的；共生，为数字孪生理念存在的目的和意义，是其他四个特性融合的结果，实现数字孪生体和终端实体相互调整和优化。4.根据权利要求3所述的配电终端数字孪生体架构构建方法，其特征在于，步骤S2具体为：将数字孪生体含义和五个特性与配电终端相结合，得出配电终端数字孪生体的建模应具有虚拟性、超写实性、多物理性、层次性、动态性以及可计算性六个显著特征。5.根据权利要求1所述的配电终端数字孪生体架构构建方法，其特征在于，步骤S3具体为：分析配电终端数字孪生体架构的六个特征，得出具体建模原则，具体如下：虚拟性，数字孪生体是配电终端在虚拟空间中的全息映射，是一个能动态监测、实时模拟、精确控制物理配电终端实体的虚拟模型；超写实性，数字孪生体在外观、颜色、结构、尺寸特征方面与物理实体高度拟合或一致、具有高保真的特点；多物理性，数字孪生体能描述配电终端的物理特性和电气特性；层次性，数字孪生体应具有能描述配电终端结构的连接、层次关系的能力，从而对元件、组件、设备、系统进行分析、诊断、预测和优化，因此，配电终端数字孪生体由系统、设备、组件、元件四个层次组成，每个层次具有相应的数字孪生体；
动态性，数字孪生体与物理实体实时交互，并随着物理实体的状态变化而进行数字孪生体的更新和进化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红斌，黄青丹，王勇，栾乐，许中，张少凡，危国恩，彭和平，李晓，朱璐，郑欣，顾大德，钏星，蔡燕春，秦绮蒨，汪华，肖天为，马智远，游亚雄，罗惠雄，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：