一种基于数字孪生的变电设备故障监测预警方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于数字孪生的变电设备故障监测预警方法与装置，涉及电力监测技术领域，以数字化为手段，实现对变电设备的高效智能监测和高准确率的故障预警。该方法包括：对变电设备进行数字孪生建模，形成数字孪生体；获取变电设备的实时温度分布数据，并与数字孪生体实现实时温度分布数据共享；对变电设备进行建模仿真，计算变电设备在不同运行状态下的温度场和电场的分布，形成仿真计算数据，将仿真计算数据作为数据库与数字孪生体进行融合；监测变电设备的运行状态，并基于实时监测数据与仿真计算数据对变电设备进行故障监测预警。所述基于数字孪生的变电设备故障监测预警装置应用于基于数字孪生的变电设备故障监测预警方法。警方法。警方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的变电设备故障监测预警方法与装置


[0001]本专利技术涉及电力监测
，更具体的说，涉及一种基于数字孪生的变电设备故障监测预警方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]目前变电站运维仍然存在着若干难点和痛点，在运维人员开展变电站现场作业时，作业人员仍旧依靠单一、单台、单站的数据资料、运行规程、作业指导书等离线且有限的数据资料开展作业，研判能力缺少专家系统支持，作业模式工作效率较低，工作质量主要依赖人员技能和装备水平，作业模式亟待优化。需要降低巡检工作中高重复低技术含量的工作比重，实现运检人员对于具体设备更为全面的感知判断，增加对故障隐患的精准识别概率，智能化评估设备状态，提升巡检工作的安全可靠性，降低故障的发生概率，有效提升变电站运维水平和效率。
[0003]随着电网智能化、信息化水平的提升，原有依靠人为完成的变电站值守已转为无人值守。但变电站运维中的周期性巡视、倒闸操作、带电检测等仍需工作人员在现场完成。检修周期也由原来的刚性周期转为弹性周期，并向不停电状态评价逐步推进。新的运维环境为运维工作带来了新的要求，一方面要求实现对于变电站等关键设备的精益化管理，打通数字壁垒，促进模型融合，扩张分析手段和方法，衍生新型生产服务，降低现场人工检修成本，延长设备使用周期，保障安全生产；另一方面则要求提高运维智能化水平，降低运维成本，促进新兴运维功能应用，提高先进ICT技术和电力运维交叉融合的发展水平。
[0004]传统的变电站数据采集点通常是分散的，且仅做到主要变电站设备监测数据的展示，缺乏大数据挖掘、集成和算法内核支撑。在使用这些数据时，电站运维人员仍根据单一任务调取单台、单站、单次数据作为分析依据，大量数据仍处于“沉睡状态”，未能得以充分利用。目前电站的“数字化”仅停留在实现自动化、智能化的手段或方式上，而与设备的智能化程度无关，设备的功能、技术性能及其参与决策的能力没有形成有机关联的深入数字化体系，缺少基于大数据技术的高效决策手段，难以利用大数据精准指导现场作业。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于数字孪生的变电设备监测方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，以数字化为手段，实现对变电设备的高效智能监测和高准确率的故障诊断。
[0006]本专利技术提供一种基于数字孪生的变电设备监测方法，该方法包括：
[0007]步骤1：对变电设备进行数字孪生建模，形成数字孪生体；
[0008]步骤2：获取所述变电设备的实时温度分布数据，并与所述数字孪生体实现所述实时温度分布数据共享；
[0009]步骤3：对所述变电设备进行建模仿真，计算所述变电设备在不同运行状态下的温度场和电场的分布，形成仿真计算数据，将所述仿真计算数据作为数据库与所述数字孪生
体进行融合；
[0010]步骤4：监测所述变电设备的运行状态，并基于实时监测数据与所述仿真计算数据对所述变电设备进行故障监测预警。
[0011]优选地，所述步骤2包括：
[0012]步骤2.1：利用红外成像与测温方法获取所述变电设备的实时温度分布数据；
[0013]步骤2.2：将所述变电设备的所述实时温度分布数据与所述数字孪生体进行共享。
[0014]优选地，所述步骤3包括：
[0015]步骤3.1：利用有限元分析方法对所述变电设备进行建模仿真；
[0016]步骤3.2：利用有限元分析方法分别计算所述变电设备在正常状态和异常状态下的温度场和电场的分布，以形成仿真计算数据；
[0017]步骤3.3：将所述仿真计算数据作为数据库与所述数字孪生体进行融合。
[0018]优选地，所述步骤4包括：
[0019]步骤4.1：基于所述实时监测数据和所述仿真计算数据，在所述数字孪生体上实现对所述变电设备的运行状态监测；
[0020]步骤4.2：将所述实时监测数据和所述仿真计算数据进行匹配对比，以判断所述变电设备的运行状态，并根据匹配对比结果对所述变电设备进行故障监测预警。
[0021]优选地，所述步骤4.2包括：
[0022]将所述实时监测数据和所述变电设备在异常状态下的仿真计算数据进行匹配对比，以判断所述变电设备的运行状态，并根据匹配对比结果对所述变电设备的异常温升故障进行预警。
[0023]与现有技术相比，本专利技术提供的一种基于数字孪生的变电设备监测方法具有如下有益效果：首先对变电设备进行数字孪生建模，形成数字孪生体；获取所述变电设备的实时温度分布数据，并与所述数字孪生体实现所述实时温度分布数据共享；对所述变电设备进行建模仿真，计算所述变电设备在不同运行状态下的温度场和电场的分布，形成仿真计算数据，将所述仿真计算数据作为数据库存储在所述数字孪生体中；监测所述变电设备的运行状态，并基于实时监测数据与所述仿真计算数据对所述变电设备进行故障监测预警。本专利技术以数字化为手段，实现对变电设备的高效智能监测和高准确率的故障诊断预警，有效提升变电站运维水平和效率。
[0024]本专利技术还提供一种基于数字孪生的变电设备监测装置，该装置包括：
[0025]数字孪生体模块，用于对变电设备进行数字孪生建模，形成数字孪生体；
[0026]温度数据共享模块，用于获取所述变电设备的实时温度分布数据，并与所述数字孪生体实现所述实时温度分布数据共享；
[0027]融合模块，用于对所述变电设备进行建模仿真，计算所述变电设备在不同运行状态下的温度场和电场的分布，形成仿真计算数据，将所述仿真计算数据作为数据库与所述数字孪生体进行融合；
[0028]状态监测和故障诊断模块，用于监测所述变电设备的运行状态，并基于实时监测数据与所述仿真计算数据对所述变电设备进行故障监测预警。
[0029]与现有技术相比，本专利技术提供的一种基于数字孪生的变电设备故障监测预警装置的有益效果与上述技术方案所述一种基于数字孪生的变电设备故障监测预警方法的有益
效果相同，在此不做赘述。
[0030]本专利技术还提供一种电子设备，包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述任一项所述的一种基于数字孪生的变电设备故障监测预警方法中的步骤。
[0031]与现有技术相比，本专利技术提供的电子设备的有益效果与上述技术方案所述一种基于数字孪生的变电设备故障监测预警方法的有益效果相同，在此不做赘述。
[0032]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的一种基于数字孪生的变电设备故障监测预警方法中的步骤。
[0033]与现有技术相比，本专利技术提供的计算机可读存储介质的有益效果与上述技术方案所述一种基于数字孪生的变电设备故障监测预警方法的有益效果相同，在此不做赘述。
[0034]为使本专利技术的上述目的、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设备故障监测预警方法，其特征在于，包括：步骤1：对变电设备进行数字孪生建模，形成数字孪生体；步骤2：获取所述变电设备的实时温度分布数据，并与所述数字孪生体实现所述实时温度分布数据共享；步骤3：对所述变电设备进行建模仿真，计算所述变电设备在不同运行状态下的温度场和电场的分布，形成仿真计算数据，将所述仿真计算数据作为数据库与所述数字孪生体进行融合；步骤4：监测所述变电设备的运行状态，并基于实时监测数据与所述仿真计算数据对所述变电设备进行故障监测预警。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的变电设备故障监测预警方法，其特征在于，所述步骤2包括：步骤2.1：利用红外成像与测温方法获取所述变电设备的实时温度分布数据；步骤2.2：将所述变电设备的所述实时温度分布数据与所述数字孪生体进行共享。3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的变电设备故障监测预警方法，其特征在于，所述步骤3包括：步骤3.1：利用有限元分析方法对所述变电设备进行建模仿真；步骤3.2：利用有限元分析方法分别计算所述变电设备在正常状态和异常状态下的温度场和电场的分布，以形成仿真计算数据；步骤3.3：将所述仿真计算数据作为数据库与所述数字孪生体进行融合。4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的变电设备故障监测预警方法，其特征在于，所述步骤4包括：步骤4.1：基于所述实时监测数据和所述仿真计算数据，在所述数字孪生体上实现对所述变电设备的运行状态监测；步骤4.2：将所述实时监测数据和所述仿真计算数据进行匹配对比，以判断所述变电设备的运...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙爱春，史梓男，张楚岩，贡晓旭，郝城，杨铭，李浩伟，杨范杰，
申请(专利权)人：北京西清能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：