一种面对变电站测控装置的数字孪生方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种面对变电站测控装置的数字孪生方法，所述方法包括：步骤1、在软件平台上搭建测控装置数字孪生体的运行框架；步骤2、建立测控装置全尺度模型；步骤3、根据测控装置全尺度模型实例化数字孪生体；本发明专利技术通过框架搭建、建模和实例化的方法来实现变电站测控装置的数字孪生，其最大的优势在于简单、高效、适用性强，框架搭好后只需对不同的测控装置建模、实例化即可，无需重新搭建框架；其次，本发明专利技术的兼容性和拓展性很强，当真实测控装置完成升级或功能拓展时，只需对搭建的框架进行相应升级即可。升级即可。

【技术实现步骤摘要】
一种面对变电站测控装置的数字孪生方法


[0001]本专利技术属于电力设备数字孪生
；尤其涉及一种面对变电站测控装置的数字孪生方法。

技术介绍

[0002]电力数字孪生是指以大数据为支撑，深度挖掘物理世界电网运行全过程数据信息，然后模型构建，以全覆盖、多纬度、无限近真之方式投射至虚拟世界，使电网运行处于实体与虚拟交互映射状态。而要实现电网的数字孪生，就必须先实现基础电力设备的数字孪生。测控装置作为变电站自动化系统中不可或缺的测量控制设备，为电力系统提供实时、准确的数据，是电网稳定运行的重要基石。但目前尚未有具体的测控装置数字孪生方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是：提供一种面对变电站测控装置的数字孪生方法，以解决当前技术尚未有具体的测控装置数字孪生方法等技术问题。
[0004]本专利技术的解决方案是：
[0005]一种面对变电站测控装置的数字孪生方法，所述方法包括：
[0006]步骤1、在软件平台上搭建测控装置数字孪生体的运行框架；
[0007]步骤2、建立测控装置全尺度模型；
[0008]步骤3、根据测控装置全尺度模型实例化数字孪生体。
[0009]所述搭建运行框架是建立测控装置数字孪生体的各类功能组件模板，包括显示组件、遥信组件、遥控组件及遥测组件。
[0010]通过代码编程的方法，使数字孪生体与真实测控装置具有相同的运行逻辑；即数字孪生体在对输入的交流量进行采样、测频、跟频、插值及计算处理时，与真实测控装置使用同样的逻辑和方法。
[0011]建立测控装置全尺度模型的方法包括：将真实测控装置的设备台账、功能配置和参数定值信息，利用XML建模技术集成在一个模型文件中；模型文件框架包括一个SCL根节点，根节点下至少包含一个IED节点，而每个IED节点都包含了DeviceInfo设备信息、FunctionCfg功能配置、Settings参数定值3个节点，这3个节点负责存储一台真实测控装置的相关信息。
[0012]所述设备台账包含测控装置的装置类型、装置型号、装置位置、装置规格及装置名称；
[0013]所述功能配置包含测控装置采集输入通道、命令输出通道及通讯上送通道信息；
[0014]所述参数定值包含遥测参数、遥信参数、遥控参数、同期定值、装置告警虚端子及装置自检虚端子信息。
[0015]所述根据测控装置全尺度模型实例化数字孪生体的方法为：将全尺度模型导入步骤1中搭建的软件平台框架中，利用XML文件解析技术提取模型中的信息，对数字孪生体的
各类功能组件进行实例化。
[0016]所述根据测控装置全尺度模型实例化数字孪生体的方法具体包括：
[0017]步骤3.1、利用解析得到的设备台账信息，通过3D建模技术在虚拟空间建立一个尺寸、类型、名称和安装位置都和真实测控装置一样的镜像；
[0018]步骤3.2、实例化功能配置；
[0019]步骤3.3、解析参数定值。
[0020]步骤3.2所述实例化功能配置的方法包括：
[0021]步骤3.2.1、解析采集输入通道得到测控装置遥信开入和遥测采集的通道数量和通道属性；根据通道数量，测控装置数字孪生体动态分配程序空间用以存储采集的遥信开入量和遥测模拟量；根据通道属性，测控装置数字孪生体按不同通道号对各个采集通道的类型、单位、采集范围、字长、位宽和通讯属性进行实例化；同时根据得到的信号采集数量，测控装置数字孪生体按照信号采集类型不同在程序内部等量的实例化直流测量、遥信以及遥测采集测量组件；
[0022]步骤3.2.1、解析命令输出通道得到测控装置遥控、遥设及遥调的通道数量和通道属性；根据通道数量和属性，测控装置数字孪生体按照普通遥控、单点遥控、直控、同期遥控、联闭锁遥控、参数遥设及档位遥调不同命令类型，在程序内部等量地实例化各种功能组件；
[0023]步骤3.2.3、解析通讯上送通道得到测控装置的通讯端口数量、ip地址分配、通讯协议、端口号及波特率信息，测控装置数字孪生体根据解析到的通讯配置信息实例化网络通讯端口。
[0024]解析参数定值得到的各类功能组件需要设定的参数定值，测控装置数字孪生体在程序空间中动态分配内存，按照数量和类型固化存储，与实例化的各类功能组件一一对应。
[0025]本专利技术有益效果是：
[0026]本专利技术通过框架搭建、建模和实例化等步骤，以软件方法使测控装置数字孪生体具备与真实测控装置一样的功能；以简单、高效的方法实现测控装置的数字孪生；解决了当前技术尚未有具体的测控装置数字孪生方法等技术问题。
[0027]本专利技术通过框架搭建、建模和实例化的方法来实现变电站测控装置的数字孪生，其最大的优势在于简单、高效、适用性强，框架搭好后只需对不同的测控装置建模、实例化即可，无需重新搭建框架；其次，本专利技术的兼容性和拓展性很强，当真实测控装置完成升级或功能拓展时，只需对搭建的框架进行相应升级即可。
具体实施方式
[0028]一种面对变电站测控装置的数字孪生方法，包括以下步骤：
[0029]步骤1、搭建运行框架。
[0030]在软件平台上搭建测控装置数字孪生体的运行框架，即通过代码编程的方法，使数字孪生体与真实测控装置具有相同的运行逻辑。比如，数字孪生体在对输入的交流量进行采样、测频、跟频、插值、计算等处理时，应与真实测控装置使用同样的逻辑和方法。
[0031]搭建运行框架主要建立测控装置数字孪生体的各类功能组件模板，例如显示组件，遥信组件，遥控组件，遥测组件等等。此时数字孪生体的功能是未经细化的，各类组件的
数量、参数以及组件间的逻辑关系都是未确定的。要实现与真实测控装置一样的功能，还需要根据全尺度模型来实例化。
[0032]步骤2、建立测控装置全尺度模型。
[0033]建立全尺度模型是指将真实测控装置的设备信息、功能配置和参数定值等信息，利用XML建模技术集成在一个模型文件中。模型文件框架包括一个SCL根节点，根节点下至少包含一个IED节点，而每个IED节点都包含了DeviceInfo设备信息、FunctionCfg功能配置、Settings参数定值3个节点，这3个节点负责存储一台真实测控装置的相关信息，具体如下所示：
[0034][0035]其中，设备台账包含了测控装置的装置类型、装置型号、装置位置、装置规格、装置名称等基本信息；
[0036]功能配置包含了测控装置采集输入通道、命令输出通道、通讯上送通道等信息；
[0037]参数定值包含了遥测参数、遥信参数、遥控参数、同期定值以及装置告警虚端子、装置自检虚端子等信息。
[0038]步骤3、根据真实测控装置全尺度模型实例化其数字孪生体。
[0039]将全尺度模型导入步骤1中搭建的软件平台框架中，利用XML文件解析技术，提取模型中的关键信息，对数字孪生体的各类功能组件进行实例化。
[0040]步骤3.1实例化设备。
[0041本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面对变电站测控装置的数字孪生方法，其特征在于：所述方法包括：步骤1、在软件平台上搭建测控装置数字孪生体的运行框架；步骤2、建立测控装置全尺度模型；步骤3、根据测控装置全尺度模型实例化数字孪生体。2.根据权利要求1所述的一种面对变电站测控装置的数字孪生方法，其特征在于：所述搭建运行框架是建立测控装置数字孪生体的各类功能组件模板，包括显示组件、遥信组件、遥控组件及遥测组件。3.根据权利要求1所述的一种面对变电站测控装置的数字孪生方法，其特征在于：步骤1的实现方法为：通过代码编程的方法，使数字孪生体与真实测控装置具有相同的运行逻辑；即数字孪生体在对输入的交流量进行采样、测频、跟频、插值及计算处理时，与真实测控装置使用同样的逻辑和方法。4.根据权利要求1所述的一种面对变电站测控装置的数字孪生方法，其特征在于：建立测控装置全尺度模型的方法包括：将真实测控装置的设备台账、功能配置和参数定值信息，利用XML建模技术集成在一个模型文件中；模型文件框架包括一个SCL根节点，根节点下至少包含一个IED节点，而每个IED节点都包含了DeviceInfo设备信息、FunctionCfg功能配置、Settings参数定值3个节点，这3个节点负责存储一台真实测控装置的相关信息。5.根据权利要求4所述的一种面对变电站测控装置的数字孪生方法，其特征在于：所述设备台账包含测控装置的装置类型、装置型号、装置位置、装置规格及装置名称；所述功能配置包含测控装置采集输入通道、命令输出通道及通讯上送通道信息；所述参数定值包含遥测参数、遥信参数、遥控参数、同期定值、装置告警虚端子及装置自检虚端子信息。6.根据权利要求4所述的一种面对变电站测控装置的数字孪生方法，其特征在于：所述根据测控装置全尺度模型实例化数字孪生体的方法为：将全尺度模型导入步骤1中搭建的软件平台框架中，利用X...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓放，王家军，章熙，袁明军，姬源，李波，陈胜，万会江，黎强，韩茂林，李颖杰，王平，黄育松，覃海，黄顺能，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：