数字孪生电网系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种数字孪生电网系统及方法，其中该系统包括：感知层，用于获取电网内传感器采集的电网内部工况数据，获取无人机采集的电网带状数字三维模型与卫星采集的电网块状实景三维模型；网络层，用于接收感知层上传的电网内部工况数据；表示层，用于融合电网带状数字三维模型与电网块状实景三维模型，得到电网实景三维模型，将所述电网实景三维模型作为载体，接入并储存网络层上传的电网内部工况数据；应用层，用于基于电网实景三维模型和电网内部工况数据，对电网的运行进行实时监控、应急管理和统计分析。本发明专利技术可以实现对电网的实时监控、应急管理和统计分析，有利于指导电网的运行决策。网的运行决策。网的运行决策。

【技术实现步骤摘要】
数字孪生电网系统及方法


[0001]本专利技术涉及电力
，尤其涉及一种数字孪生电网系统及方法。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]电网作为能源传输与配送的重要通道，其形态、架构与作用发生了显著变化。高比例新能源接入、不稳定供电量增加，实时多能源协同调控与分布式能源的广泛应用给电网电力系统提出了更高要求。
[0004]随着电力系统复杂性的不断提升，传统以传感器收集数据配合人工电力巡检的方式已不能满足电网监控、运维、调度的要求；对后期规划与决策的支撑显著不足。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种数字孪生电网系统，用以实现对电网的实时监控、应急管理和统计分析，有利于指导电网的运行决策，该系统包括：
[0006]感知层，用于获取电网内传感器采集的电网内部工况数据，获取无人机采集的电网带状数字三维模型与卫星采集的电网块状实景三维模型；
[0007]网络层，用于接收感知层上传的电网内部工况数据；
[0008]表示层，用于融合电网带状数字三维模型与电网块状实景三维模型，得到电网实景三维模型，将所述电网实景三维模型作为载体，接入并储存网络层上传的电网内部工况数据；
[0009]应用层，用于基于电网实景三维模型和电网内部工况数据，对电网的运行进行实时监控、应急管理和统计分析。
[0010]本专利技术实施例还提供一种数字孪生电网方法，用以实现对电网的实时监控、应急管理和统计分析，有利于指导电网的运行决策，该方法包括：
[0011]获取电网内传感器采集的电网内部工况数据；
[0012]获取无人机采集的电网带状数字三维模型与卫星采集的电网块状实景三维模型；
[0013]将电网带状数字三维模型与电网块状实景三维模型融合，得到电网实景三维模型，将所述电网实景三维模型作为载体，接入并储存电网内部工况数据；
[0014]基于电网实景三维模型和电网内部工况数据，对电网的运行进行实时监控、应急管理和统计分析。
[0015]本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述数字孪生电网方法。
[0016]本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述数字孪生电网方法。
[0017]本专利技术实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述数字孪生电网方法。
[0018]本专利技术实施例的数字孪生电网系统包括：感知层，用于获取电网内传感器采集的电网内部工况数据，获取无人机采集的电网带状数字三维模型与卫星采集的电网块状实景三维模型；网络层，用于接收感知层上传的电网内部工况数据；表示层，用于融合电网带状数字三维模型与电网块状实景三维模型，得到电网实景三维模型，将所述电网实景三维模型作为载体，接入并储存网络层上传的电网内部工况数据；应用层，用于基于电网实景三维模型和电网内部工况数据，对电网的运行进行实时监控、应急管理和统计分析。与现有技术中传感器收集数据配合人工电力巡检的技术方案相比，通过本专利技术实施例中的数字孪生电网系统，可以实现对电网实时监控、应急管理、以及统计分析，有利于指导电网的运行决策。
[0019]本专利技术实施例的数字孪生电网方法包括：获取电网内传感器采集的电网内部工况数据；获取无人机采集的电网带状数字三维模型与卫星采集的电网块状实景三维模型；将电网带状数字三维模型与电网块状实景三维模型融合，得到电网实景三维模型，将所述电网实景三维模型作为载体，接入并储存电网内部工况数据；基于电网实景三维模型和电网内部工况数据，对电网的运行进行实时监控、应急管理和统计分析。与现有技术中传感器收集数据配合人工电力巡检的技术方案相比，通过本专利技术实施例中的数字孪生电网系统，可以实现对电网实时监控、应急管理、以及统计分析，有利于指导电网的运行决策。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0021]图1为本专利技术实施例中数字孪生电网系统的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术实施例中数字孪生电网系统感知层的结构示意图；
[0023]图3为本专利技术实施例中数字孪生电网系统应用层的结构示意图；
[0024]图4为本专利技术另一实施例中数字孪生电网系统的结构示意图；
[0025]图5为本专利技术实施例中电网三维实景高精度模型融合方法流程图；
[0026]图6为本专利技术另一实施例中电网三维实景高精度模型融合方法流程图；
[0027]图7为本专利技术实施例中数字孪生方法流程图；
[0028]图8为本专利技术实施例中数字孪生电网系统的实施流程图；
[0029]图9为本专利技术实施例中数字孪生电网方法的流程示意图。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0031]本文中术语“和/或”，仅仅是描述一种关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至
少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
[0032]在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
[0033]如前所述，传统以传感器收集数据配合人工电力巡检的方式已不能满足电网监控、运维、调度的要求；对后期规划与决策的支撑显著不足，为了解决该问题，专利技术人考虑到，计算机技术革命、网络技术的高速发展与数字技术的深度融合，数字孪生技术成为电网数字转型升级的关键技术，为建设成为世界一流的能源互联网提供技术支撑。在数字经济大跨步的今天，数字孪生技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字孪生电网系统，其特征在于，包括：感知层，用于获取电网内传感器采集的电网内部工况数据，获取无人机采集的电网带状数字三维模型与卫星采集的电网块状实景三维模型；网络层，用于接收感知层上传的电网内部工况数据；表示层，用于融合电网带状数字三维模型与电网块状实景三维模型，得到电网实景三维模型，将所述电网实景三维模型作为载体，接入并储存网络层上传的电网内部工况数据；应用层，用于基于电网实景三维模型和电网内部工况数据，对电网的运行进行实时监控、应急管理和统计分析。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，感知层包括：电网内传感器，用于采集电网内部工况数据，将采集到的电网内部工况数据上传到网络层；无人机，用于使用无人机激光扫描技术，获取电网带状数字三维模型；卫星，用于应用卫星遥感技术，获取电网块状实景三维模型。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，应用层具体用于：以无人机激光扫描得到的电网带状数字三维模型作为载体，通过电网内传感器与控制装备对电网内部能量传输进行实时调控；通过卫星遥感生成的电网块状实景三维模型，对电网外部环境进行实时监控，对线路周边风险点进行预测；根据电网内部工况数据分析电网状态，在电网状态异常时进行实时预警。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，表示层还用于：对无人机激光扫描得到的电网带状数字三维模型进行模型校正与配准；对卫星遥感生成的电网块状实景三维模型进行模型校正与配准。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，表示层具体用于：通过SR超分辨率算法将电网块状实景三维模型的分辨率提升至电网带状数字三维模型的分辨率；通过特征匹配技术解算同分辨率的电网块状实景三维模型与电网带状数字三维模型的结构变换；利用结构变换建立模型映射，通过特征点对齐与边缘平滑，进行电网块状实景三维模型与电网带状数字三维模型的融合，得到电网实景三维模型。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，感知层还用于：获取电网内传感器采集的电网内部工况数据之后，根据历史数据库，对电网内部工况数据进行预处理，所述预处理包括：数据清洗、数据规约化和数据标准化其中之一或任意组合。7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，应用层包括：实时监视模块，用于基于电网实景三维模型和电网内部工况数据，对电网的运行进行实时监控；应急管理模块，用于基于电网实景三维模型和电网内部工况数据，对电网实时的运行状态进行调控指挥，在电网故障时，启动相应的故障管理；统计分析模块，用于基于电网实景三维模型和电网内部工况数据，对电网实时运行数
据与历史数据库进行统计分析。8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，应用层具体用于：基于电网实景三维模型与电网内部工况数据，通过深度学习预测电网的风险与变化趋势，通过强化学习优化电网的区域调控与故障解决信息，对输电线路的受力情况进行分析，对风险点进行及时预警。9.一种数字孪生电网方法，其特征在于，包括：获取电网内传感器采集的电网内部工况数据；获取无人机采集的电网带状数字三维模型与卫星采集的电网块状实景三维模型；将电网带状数字三维模型与电网块状实景三维模型融合，得到电网实景三维模型，将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佳骏，周肖东，王志强，周强，江柱，白皓东，方跃岳，
申请(专利权)人：国网电力空间技术有限公司，
类型：发明
国别省市：