基于数字孪生的变电站继电保护设备状态监测方法及系统技术方案

本申请公开了一种基于数字孪生的变电站继电保护设备状态监测方法及系统，通过利用数字孪生技术构建变电站的数字孪生场景地图，能够在确定故障状态下的继电保护设备时，能够在数字孪生场景地图中直观地对相应的故障继电保护设备进行定位，避免了现有的二维逻辑视图存在遮挡、无法直观体现的问题，降低了定位偏差而导致操作人员在执行检修时的误操作的风险。同时，通过对继电保护设备的运行环境进行控制，以保证运行环境正常，降低了运行环境对继电保护设备的影响因子参数的不良影响，提高各影响因子的实际参考价值，从而提高了监测继电保护设备状态的准确性。电保护设备状态的准确性。电保护设备状态的准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于数字孪生的变电站继电保护设备状态监测方法及系统


[0001]本申请涉及继电保护设备
，尤其涉及一种基于数字孪生的变电站继电保护设备状态监测方法及系统。

技术介绍

[0002]数字孪生是利用物理模型、物联网传感器、仿真，通过数字化的手段来构建一个数字世界中一模一样的实体世界在虚拟空间中的映射。变电站将数字孪生与三维设计深度融合，将大幅推动其工程的设计、建设、运维环节的数字化变革，对高质量建设国家电网具有重要的意义。
[0003]变电站的市场运维，是保障变电站安全生产和提高设备全生命周期的一个重要手段。继电保护设备是变电站电力系统的重要组成部分，其运行状态直接影响电力系统的安全性和可靠性，因此，对继电保护设备状态进行监测，有助于了解继电保护设备的实时状态，为继电保护设备的检修提供参考依据。
[0004]传统的继电保护设备检修一般按照固定的周期进行，无法有针对性的、准确的实现对继电保护设备的检修，而出现过检、漏检的状态。因此，需要提高继电保护设备状态监测的准确性。
[0005]在显示过程中，由于现有的监控地图以二维逻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的变电站继电保护设备状态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于变电站的三维点云地图利用数字孪生技术构建变电站的数字孪生场景地图，所述数字孪生场景地图包括所述变电站内的继电保护设备的仿真位置信息；S2、获取变电站内的每个继电保护设备的运行环境数据，所述运行环境数据包括温度和湿度；S3、将所述运行环境数据与预设安全环境阈值进行比较，从而判断所述运行环境数据是否正常，若不正常，则调用环境调控系统对相应的所述继电保护设备的运行环境进行调整，以使所述运行环境数据恢复正常；S4、采集每个继电保护设备的影响因子参数，所述影响因子参数包括无故障时间参数、家族无故障时间参数、正确动作率参数、绝缘状况参数、数据采样参数、通讯参数、通道测试参数和差流参数；S5、基于预设的状态评估规则对所述影响因子参数进行评估，根据评估结果判断所述继电保护设备的状态是否正常，若判断所述继电保护设备的状态不正常，则获取相应的所述继电保护设备在所述变电站中的实景位置信息；S6、根据所述实景位置信息在所述数字孪生场景地图中匹配相应的仿真位置信息，根据匹配得到的所述仿真位置信息在所述数字孪生场景地图中进行标记，以确定故障状态下的继电保护设备的位置，所述实景位置信息和所述仿真位置信息呈映射关系。2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的变电站继电保护设备状态监测方法，其特征在于，在步骤S1之前包括：S01、基于搭载激光雷达的巡检机器人对所述变电站进行巡检，获得所述变电站的点云数据和每个所述继电保护设备在所述变电站中的点云数据；S02、基于所述变电站的点云数据构建变电站的三维点云地图；S03、基于每个所述继电保护设备在所述变电站中的点云数据在所述三维点云地图中进行匹配，以得到每个所述继电保护设备在所述三维点云地图的点云位置信息；S04、获取所述变电站的全局实景图像，获得每个所述继电保护设备在所述全局实景图像中的实景位置信息；S05、将所述三维点云地图和所述全局实景图像进行比较，以得到每个所述继电保护设备的所述点云位置信息和所述实景位置信息之间的映射关系，向存在映射关系的所述点云位置信息和所述实景位置信息分配相同的ID。3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的变电站继电保护设备状态监测方法，其特征在于，步骤S2具体包括：获取变电站内的每个继电保护设备的内部温度、外部温度、内部湿度和外部湿度；相应的，步骤S3具体包括：S301、若所述内部温度小于预设的最小安全温度时，判断所述外部温度是否为所述预设的最小安全温度以上或为预设第一温度阈值以上，所述预设第一温度阈值为所述内部温度与预设温差之和，若判断所述外部温度为所述预设的最小安全温度以上或为预设第一温度阈值以上时，则调用通风系统使所述内部温度与所述外部温度相等，当所述外部温度小于所述预设的最小安全温度时，则调用热源系统将所述内部温度加热至预设的安全温度范
围；若所述外部温度不为所述预设的最小安全温度以上或为预设第一温度阈值以上时，则调用所述热源系统将所述内部温度加热至预设的安全温度范围内；所述预设的安全温度范围为所述预设的最小安全温度和预设的最大安全温度之间的温度区间；S302、若所述内部温度大于所述预设的最大安全温度时，则判定所述外部温度是否为所述预设的最大安全温度以下或为预设第二温度阈值以下，所述第二温度阈值为所述内部温度与所述预设温差之差，若判定所述外部温度为所述预设的最大安全温度以下或为预设第二温度阈值以下时，则调用所述通风系统使所述内部温度与所述外部温度相等，当所述外部温度大于所述预设的最大安全温度时，则调用所述热源系统将所述内部温度加热至所述预设的安全温度范围；若判定所述外部温度不为所述预设的最大安全温度以下或为预设第二温度阈值以下时，则调用冷源系统将所述内部温度降温至预设的安全温度范围内；S303、若所述内部湿度大于预设的最大安全湿度时，判断所述外部湿度是否在预设的安全湿度范围，若所述外部湿度在预设的安全湿度范围内时，则判断所述外部湿度是否为所述预设的最大安全湿度以下或预设第一湿度阈值以下，所述预设第一湿度阈值为所述内部湿度与预设湿差之差，若所述外部湿度为所述预设的最大安全湿度以下或预设第一湿度阈值以下，则调用所述通风系统使所述内部湿度与所述外部湿度相等，当所述外部湿度大于所述预设的最大安全湿度，则调用干燥系统将所述内部湿度干燥至预设的安全湿度范围内；所述预设的安全湿度范围为预设的最小安全湿度和所述预设的最大安全湿度之间的湿度区间；S304、若所述内部湿度小于预设的最小安全湿度时，判断所述外部湿度是否在预设的安全湿度范围，若所述外部湿度是在预设的安全湿度范围，则判断所述外部湿度是否为所述预设的最小安全湿度以上或预设第二湿度阈值以上，所述预设第二湿度阈值为所述内部湿度与预设湿差之和，若所述外部湿度是为所述预设的最小安全湿度以上或预设第二湿度阈值以上，则调用所述通风系统使所述内部湿度与所述外部湿度相等，当所述外部湿度小于所述预设的最小安全湿度，则调用加湿系统将所述内部湿度加湿至所述预设的安全湿度范围内。4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的变电站继电保护设备状态监测方法，其特征在于，所述无故障时间参数包括所述继电保护设备的预计无故障时间和实际无故障时间；所述家族无故障时间参数包括同型号的继电保护设备的无故障运行时间、同批次的继电保护设备的无故障运行时间；所述正确动作率参数包括所述继电保护设备的正确动作率参数、同型号的所述继电保护设备的正确动作率参数、同批次的所述继电保护设备的正确动作率参数；所述绝缘状况参数包括所述继电保护设备中的各插件的绝缘数据；所述数据采样参数包括模拟量采样和开关量采样；所述通讯参数包括通讯情况及其涉及的通讯参数；所述通道测试参数包括高频通道测试参数和光纤通道测试数据；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春梅，梁锦照，蔡徽，钱正浩，段丽娟，蔡春元，陈康平，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司中山供电局，
类型：发明
国别省市：