基于数字孪生系统的直流输配电隔离开关的状态检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于数字孪生系统的直流输配电隔离开关的状态检测方法及装置，所述数字孪生系统包括：实体的直流输配电隔离开关、隔离开关虚拟模型、服务模块和孪生数据库；所述方法包括：实时地获取实体的直流输配电隔离开关的运行参数信息；利用所述隔离开关虚拟模型，根据所述运行参数信息进行仿真计算，获取仿真数据；根据所述仿真数据确定所述直流输配电隔离开关的运行状态；当所述运行状态为故障时，利用所述隔离开关虚拟模型调控所述实体的直流输配电隔离开关停止运行。本发明专利技术能够实时、客观、准确地对直流输配电隔离开关在装配、调时等环节的运行状态进行检测，能够实现直流输配电隔离开关的自动控制与状态的实时反馈。

【技术实现步骤摘要】
基于数字孪生系统的直流输配电隔离开关的状态检测方法及装置
本专利技术涉及隔离开关检测
，并且更具体地，涉及一种基于数字孪生系统的直流输配电隔离开关的状态检测方法及装置。
技术介绍
在直流输配电系统中，直流隔离开关用于线路在无载荷情况下进行换接，以及对被检修的母线、断路器等电气设备与线路进行电气隔离或联通之用，因此其可靠性和稳定性要求越来越高。对于目前现有的直流隔离开关，如西开有限公司自主独立研发的ZGW2-816/J8000-40大容量特高压直流隔离开关、河南平高电气股份有限公司研发的ZGW6-816/J6300-25型高压直流隔离开关等均用于大容量、高电压的换流站，山东泰开隔离开关有限公司研发的ZGW4-50直流隔离开关可用于中低压系统，但针对直流隔离开关出现的传动部分的卡涩、锈蚀，触指触头接触压力不足等问题，仍需要更好的方法解决。自动检测是一种利用计算机及相关仪器，在人工最少参与的条件下，实现检测过程的智能化和自动化的设备检测方法。自动检测包括测量、处理、性能测量、故障诊断和决策输出等内容。由于自动检测能充分开发和利用计算机资源，并具有测量速度快、出力能力强、工作可靠、使用方便灵活和能实现监测、诊断、管理一体化等优点，所以得到人们的普遍关注。自动检测和控制技术能自动获取信息，并利用有关知识和策略，来用实时动态建模、在线识别、人工智能、专家系统等技术，对被测对象(过程)实现检测、监控、自诊断和自修复。直流输配电隔离开关的状态检测手段有很多，但自动检测技术能有效地提髙直流隔离开关的安全性，并使系统具有高可靠性，传感技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信号分析与处理技术、数据通信技术、等的综合应用，对直流隔离开关卡涩、锈蚀、压力等机械性能及时、客观、准确的检测具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术提出一种基于数字孪生系统的直流输配电隔离开关的状态检测方法及装置，以解决如何确定隔离开关的状态，提高隔离开关的可靠性的问题。为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于数字孪生系统的直流输配电隔离开关的状态检测方法，所述数字孪生系统包括：实体的直流输配电隔离开关、隔离开关虚拟模型、服务模块和孪生数据库；所述方法包括：实时地获取实体的直流输配电隔离开关的运行参数信息，并基于OPC-UA通信方式将所述运行参数信息发送至所述隔离开关虚拟模型和孪生数据库；利用所述隔离开关虚拟模型，根据所述运行参数信息进行仿真计算，获取仿真数据；根据所述仿真数据确定所述直流输配电隔离开关的运行状态；其中，所述运行状态包括：正常和故障；当所述运行状态为故障时，利用所述隔离开关虚拟模型调控所述实体的直流输配电隔离开关停止运行。优选地，其中所述获取实体的直流输配电隔离开关的运行参数信息，包括：利用不同类型的高精度传感器，实时地获取直流隔离开关的传动机构主轴的扭矩、电动机的输入功率、电动机的转动角度、电动机的触指触头压力、电动机的电流和电动机的电压和电动机的操作时间；利用摄像设备获取传动机构的视频信息。优选地，其中采用应变片测量传动机构主轴的扭矩。优选地，其中所述利用所述隔离开关虚拟模型，根据所述运行参数信息进行仿真计算，获取仿真数据，包括：利用所述隔离开关虚拟模型，根据所述运行参数信息采用MATLAB仿真软件进行仿真，以获取仿真数据，同时将所有的模型参数和仿真数据通过基于TCP/IP协议的Socket接口传送至所述服务模块，通过ODBC接口写入所述孪生数据库；其中，采用SolidWorks软件建立所述隔离开关虚拟模型。优选地，其中所述方法还包括：根据所述仿真数据确定故障类型，发送告警指令和与所述故障类型相关的数据至所述服务模块，以通过所述服务模块发送告警信息至操控终端。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种基于数字孪生系统的直流输配电隔离开关的状态检测装置，所述数字孪生系统包括：实体的直流输配电隔离开关、隔离开关虚拟模型、服务模块和孪生数据库；所述装置包括：数据获取单元，用于实时地获取实体的直流输配电隔离开关的运行参数信息，并基于OPC-UA通信方式将所述运行参数信息发送至所述隔离开关虚拟模型和孪生数据库；仿真单元，用于利用所述隔离开关虚拟模型，根据所述运行参数信息进行仿真计算，获取仿真数据；运行状态确定单元，用于根据所述仿真数据确定所述直流输配电隔离开关的运行状态；其中，所述运行状态包括：正常和故障；调控单元，用于当所述运行状态为故障时，利用所述隔离开关虚拟模型调控所述实体的直流输配电隔离开关停止运行。优选地，其中所述数据获取单元，获取实体的直流输配电隔离开关的运行参数信息，包括：利用不同类型的高精度传感器，实时地获取直流隔离开关的传动机构主轴的扭矩、电动机的输入功率、电动机的转动角度、电动机的触指触头压力、电动机的电流和电动机的电压和电动机的操作时间；利用摄像设备获取传动机构的视频信息。优选地，其中采用应变片测量传动机构主轴的扭矩。优选地，其中所述仿真单元，利用所述隔离开关虚拟模型，根据所述运行参数信息进行仿真计算，获取仿真数据，包括：利用所述隔离开关虚拟模型，根据所述运行参数信息采用MATLAB仿真软件进行仿真，以获取仿真数据，同时将所有的模型参数和仿真数据通过基于TCP/IP协议的Socket接口传送至所述服务模块，通过ODBC接口写入所述孪生数据库；其中，采用SolidWorks软件建立所述隔离开关虚拟模型。优选地，其中所述装置还包括：告警单元，用于根据所述仿真数据确定故障类型，发送告警指令和与所述故障类型相关的数据至所述服务模块，以通过所述服务模块发送告警信息至操控终端。本专利技术提供了一种基于数字孪生系统的直流输配电隔离开关的状态检测方法及装置，具有以下有益效果：(1)易操作、安全性高：直流输配电隔离开关采用电动的，实现设备的自动控制，不仅操作简单，也具有较强的安全性；(2)检测时间短，灵敏度高：通过传感设备采集的数据信息实时通过孪生模型进行分析判断，映射隔离开关的活动；(3)可靠性高：隔离开关安装、调试过程中通过采集的不同的信息反映相应的故障，具有很高的可靠性；本专利技术能够实时、客观、准确地对直流输配电隔离开关在装配、调时等环节的运行状态进行检测，能够实现直流输配电隔离开关的自动控制与状态的实时反馈。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1为根据本专利技术实施方式的基于数字孪生系统的直流输配电隔离开关的状态检测方法100的流程图；图2为根据本专利技术实施方式的构建数字孪生系统的示意图；图3为根据本专利技术实施方式的直流输配电隔离开关传动轴电阻应变片的贴片位置及贴片方式；图4为根据本专利技术实施方式的数字孪生系统进行数据采集的示意图；图5为根据本专利技术实施方式的直流输配电隔离开关的数字孪生系统运行机理图；图6为根据本专利技术实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数字孪生系统的直流输配电隔离开关的状态检测方法，其特征在于，所述数字孪生系统包括：实体的直流输配电隔离开关、隔离开关虚拟模型、服务模块和孪生数据库；所述方法包括：/n实时地获取实体的直流输配电隔离开关的运行参数信息，并基于OPC-UA通信方式将所述运行参数信息发送至所述隔离开关虚拟模型和孪生数据库；/n利用所述隔离开关虚拟模型，根据所述运行参数信息进行仿真计算，获取仿真数据；/n根据所述仿真数据确定所述直流输配电隔离开关的运行状态；其中，所述运行状态包括：正常和故障；/n当所述运行状态为故障时，利用所述隔离开关虚拟模型调控所述实体的直流输配电隔离开关停止运行。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生系统的直流输配电隔离开关的状态检测方法，其特征在于，所述数字孪生系统包括：实体的直流输配电隔离开关、隔离开关虚拟模型、服务模块和孪生数据库；所述方法包括：
实时地获取实体的直流输配电隔离开关的运行参数信息，并基于OPC-UA通信方式将所述运行参数信息发送至所述隔离开关虚拟模型和孪生数据库；
利用所述隔离开关虚拟模型，根据所述运行参数信息进行仿真计算，获取仿真数据；
根据所述仿真数据确定所述直流输配电隔离开关的运行状态；其中，所述运行状态包括：正常和故障；
当所述运行状态为故障时，利用所述隔离开关虚拟模型调控所述实体的直流输配电隔离开关停止运行。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取实体的直流输配电隔离开关的运行参数信息，包括：
利用不同类型的高精度传感器，实时地获取直流隔离开关的传动机构主轴的扭矩、电动机的输入功率、电动机的转动角度、电动机的触指触头压力、电动机的电流和电动机的电压和电动机的操作时间；
利用摄像设备获取传动机构的视频信息。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用应变片测量传动机构主轴的扭矩。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述隔离开关虚拟模型，根据所述运行参数信息进行仿真计算，获取仿真数据，包括：
利用所述隔离开关虚拟模型，根据所述运行参数信息采用MATLAB仿真软件进行仿真，以获取仿真数据，同时将所有的模型参数和仿真数据通过基于TCP/IP协议的Socket接口传送至所述服务模块，通过ODBC接口写入所述孪生数据库；其中，采用SolidWorks软件建立所述隔离开关虚拟模型。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述仿真数据确定故障类型，发送告警指令和与所述故障类型相关的数据至所述服务模块，以通过所述服务模块发送告警信息至操控终端。


6.一种基于数字孪生系统的直流输配电隔离开...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖静，雷兴，杜习周，李文鹤，田越，柳劲松，朱皇儒，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，国网上海能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31