一种数字孪生变电站防误操作系统技术方案

本发明专利技术涉及一种数字孪生变电站防误操作系统，包括设备监控单元、人员监控单元、物联网基站以及管理后台，监控单元对多个监测点的电力设备数据、环境数据、实景数据以及图像数据进行实时采集；人员监控单元实时采集变电站内人员的运动路径、身份识别以及生命体征相关数据；物联网基站用于实时数据流的收发传输；管理后台，对接处理采集的数据流，判断变电站的电气设备是否运行异常，管理后台可建立3D模型，划分工作区域与非工作区域，生成操作票信息。本发明专利技术形成整体性的监控统一管理，对人员进行训练模拟，规划人员工作路线，其运维成本低，可分层展示防误，促进变电站的五防能力，保护电气设备和人身安全，保障电网稳定安全运行。行。行。

【技术实现步骤摘要】
一种数字孪生变电站防误操作系统


[0001]本专利技术涉及电力物联网安全
，具体涉及一种数字孪生变电站防误操作系统。

技术介绍

[0002]随着人工智能、5G、IOT技术的应用，世界能源发展呈现出智能高效的新趋势。需要顺应时代，大力推动能源技术革命，带动产业升级，因此，智能电网已成为我国未来电网发展的方向。数字孪生是通过充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。
[0003]现有技术中，多集中针对于变电站的设备进行监测及运维，为监控电力设备的运行工况、通信状态、健康状况提供途径，如“CN202011557328.5”公开了“一种变电站综自装置健康诊断及监视系统和方法”，其系统可以直接从变电站综自装置获取原始数据进行实时监测，并通过数据处理进行健康诊断，提早发出告警信号，有助于变电站综自装置的健康诊断及监视，但其调控管理端难以对变电站及其相关设备做到全局性的把控，一方面，存在人员调控优化空间，对人员实际工作缺乏，投入成本较高，缺乏人员防误的控制能力，其防误操作能力不足，整体系统的安全性低，另一方面，实景仅能通过视频数据反馈，难以对变电站及其相关设备做到全方位的定点位监控，调控管理端对故障点找准界定存在一定障碍。

技术实现思路

[0004]为解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术提供了一种数字孪生变电站防误操作系统，可形成整体性的监控区域，其运维成本低，反映设备生命周期，可有效保护设备和人身安全，保障电网安全稳定运行。
[0005]本专利技术提供如下技术方案:
[0006]一种数字孪生变电站防误操作系统，其特征在于，包括：
[0007]设备监控单元，对所述变电站内一次设备与二次设备及变电站所处环境进行识别与数据采集；
[0008]人员监控单元，对所述变电站内人员的运动路径、身份识别以及生命体征相关数据进行实时采集；
[0009]物联网基站，用于实时数据流的收发传输，其通信地耦合连接所述设备监控单元与所述人员监控单元，以反馈采集到的数据流；
[0010]管理后台，对接处理采集的数据流，以查阅、存储和回放所述变电站的运行状态信息以及人员的状态信息，判断变电站的电气设备是否运行异常，所述管理后台与所述人员监控单元进行双向交互；
[0011]防误终端，耦合连接所述变电站内一次设备与二次设备，以对一次设备与二次设
备执行分合操作，所述防误终端通信连接所述管理后台。
[0012]优选地，所述一次设备与所述二次设备上设置有多个监测点，设备监控单元用于对多个监测点的电力设备数据、环境数据、实景数据以及图像数据进行实时采集，设备监控单元包括：
[0013]传感器检测模组，其配置有对多个监测点分别进行监测的电压检测模块、电流检测模块以及温度检测模块，所述电压检测模块获取多个监测点的电压信息，所述电流检测模块获取多个监测点的电流信息，所述温度检测模块获取多个监测点的温度信息；
[0014]摄像模组，其配置有实景采集模块、图像采集模块、气温采集模块，所述实景采集模块对所述一次设备与所述二次设备及其所处环境进行用于构建3D模型的多角度实景采集，所述图像采集模块用于采集记录所述一次设备与所述二次设备及其所处环境、所述变电站内人员的图像数据，所述图像采集模块具有自动调整拍摄视距和焦距的能力，所述气温采集模块用于采集变电站所处环境的气压与温度数据。
[0015]优选地，所述人员监控单元包括：
[0016]人员穿戴模块，用于记录人员的运动路径以及生命体征，通过管理后台收集的数据流对人员身体状态进行诊断
[0017]人脸识别模块，用于识别人员的身份信息；
[0018]通道门模块，用于验证人员的工作，所述人脸识别模块耦合连接所述通道门模块，所述管理后台具有对所述通道门模块的通行授予能力；
[0019]通讯模块，所述通讯模块为双向通信。
[0020]优选地，所述管理后台配置有评价模块，所述评价模块根据对多个监测点关联的数据流进行评价分析所述一次设备与所述二次设备的健康度与负荷率，以对所述一次设备与所述二次设备的检修提供决策依据。
[0021]优选地，所述管理后台通过服务器双向通信连接所述物联网基站，所述服务器可连接多个物联网基站，所述服务器处于长时间的响应工作模式。
[0022]优选地，所述防误终端用于控制所述一次设备与所述二次设备的分合操作，所述防误终端包括电气锁、接地锁、网门锁以及刀闸锁，所述管理后台可发出分合指令对所述防误终端进行控制。
[0023]优选地，所述管理后台配置有：
[0024]防误展示模块，用于分层显示防误终端的工作状态以及运行参数信息，所述防误展示模块具有二维操作界面与三维操作界面；
[0025]预警模块，用于对接所述人员监控单元，分析判断人员的运动路径，当人员的运动路径进入非工作区域，预警模块及时发出预警指令至人员监控单元；
[0026]所述预警模块可对接所述设备监控单元，当设备监控单元监测到变电站数据异常时，预警模块及时发出预警指令至人员监控单元；
[0027]所述预警模块可对接所述防误展示模块，当防误终端的工作状态异常时，所述管理后台通过预警模块进行响应示警。
[0028]优选地，所述管理后台配置有模拟仿真模块，所述模拟仿真模块用于配置变电站的电气设备的工作状态、逻辑运行参数以及显示方式，所述模拟仿真模块可对人员进行电力、环境以及实景的训练模拟，可根据操作票信息规划模拟人员的工作路线。
[0029]优选地，所述管理后台内设置有存储器，所述存储器配置有所述管理后台的执行程序。
[0030]优选地，所述管理后台可根据数据流建立3D模型，划分工作区域与非工作区域，生成操作票信息，所述管理后台包括：
[0031]3D建模模块，基于所述摄像模组采集的实景数据与图像数据，并对接传感器检测模组采集的电力设备数据，建立变电站系统的3D模型，以复原变电站工作场景。
[0032]优选地，所述一次设备包括断路器、隔离开关、临时接地以及电气设备仓门。
[0033]优选地，所述二次设备包括软压板、硬压板、切换端子、控制开关、解锁开关以及低压断路器。
[0034]本专利技术的有益效果为：
[0035]通过设备监控单元配合人员监控单元将变电站和人员进行统一调控管理，构建整体性的监控区域，并可查阅变电站的运行状态信息以及人员的状态信息，判断变电站的电气设备是否运行异常，管理后台根据数据流建立3D模型，划分工作区域与非工作区域，生成操作票信息，规划人员的工作路线，大大提高工作效率；
[0036]管理后台可与人员监控单元进行双向交互，通过人员监控单元对人员健康进行智能诊断，利用评价模块对设备运行状况与评价精准，有效反映设备生命周期，利用预警模块发送预警指令至人员监控单元；利用防误终端对人员的误操作进行管控，防误本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字孪生变电站防误操作系统，其特征在于，包括：设备监控单元，对所述变电站内一次设备与二次设备及变电站所处环境进行识别与数据采集；人员监控单元，对所述变电站内人员的运动路径、身份识别以及生命体征相关数据进行实时采集；物联网基站，用于实时数据流的收发传输，其通信地耦合连接所述设备监控单元与所述人员监控单元，以反馈采集到的数据流；管理后台，对接处理采集的数据流，以查阅、存储和回放所述变电站的运行状态信息以及人员的状态信息，判断变电站的电气设备是否运行异常，所述管理后台与所述人员监控单元进行双向交互；防误终端，耦合连接所述变电站内一次设备与二次设备，以对一次设备与二次设备执行分合操作，所述防误终端通信连接所述管理后台。2.根据权利要求1所述的一种数字孪生变电站防误操作系统，其特征在于：所述一次设备与所述二次设备上设置有多个监测点，设备监控单元用于对多个监测点的电力设备数据、环境数据、实景数据以及图像数据进行实时采集，设备监控单元包括：传感器检测模组，其配置有对多个监测点分别进行监测的电压检测模块、电流检测模块以及温度检测模块，所述电压检测模块获取多个监测点的电压信息，所述电流检测模块获取多个监测点的电流信息，所述温度检测模块获取多个监测点的温度信息；摄像模组，其配置有实景采集模块、图像采集模块、气温采集模块，所述实景采集模块对所述一次设备与所述二次设备及其所处环境进行用于构建3D模型的多角度实景采集，所述图像采集模块用于采集记录所述一次设备与所述二次设备及其所处环境、所述变电站内人员的图像数据，所述图像采集模块具有自动调整拍摄视距和焦距的能力，所述气温采集模块用于采集变电站所处环境的气压与温度数据。3.根据权利要求1所述的一种数字孪生变电站防误操作系统，其特征在于：所述人员监控单元包括：人员穿戴模块，用于记录人员的运动路径以及生命体征，通过管理后台收集的数据流对人员身体状态进行诊断人脸识别模块，用于识别人员的身份信息；通道门模块，用于验证人员的工作，所述人脸识别模块耦合连接所述通道门模块，所述管理后台具有对所述通道门模块的通行授予能力；通讯模块，所述通讯模块为双向通信。4.根据权利要求1所述的一种数字孪生变电站防误操作系统，其特征在于：所述管理后台配置有评价模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛耀红，
申请(专利权)人：江苏胜太电力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：