面向电网设施的数字孪生方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及数字孪生技术领域，尤其涉及一种面向电网设施的数字孪生方法、装置及电子设备。该方法包括：获取电网设施的多角度的物理实体图像和运动视频序列，并构建电网设施的静态模型；然后确定静态模型与运动视频序列中每一帧的对应关系，以得到电网设施的动态模型；再将OPC UA技术与MQTT技术相结合采集电网设施数据，构建态势数据库和物理对象数据库；最后基于态势数据库和物理对象数据库构建电网设施的逻辑模型，基于静态模型、动态模型和逻辑模型构建电网设施的虚拟实体。本发明专利技术实现了电网设施的数据实时映射与分析，提高了电网设施的远程智能化监控与管理水平，以及新能源消纳水平。纳水平。纳水平。

【技术实现步骤摘要】
面向电网设施的数字孪生方法、装置及电子设备


[0001]本专利技术涉及数字孪生
，尤其涉及一种面向电网设施的数字孪生方法、装置及电子设备。

技术介绍

[0002]随着以新能源为主体的新型电力系统建设目标的提出，如何最大限度地提升电网清洁能源的消纳水平和电网设施的智能化监控及管控能力，同时制定合理可靠的运行策略，维护电网安全稳定运行拥有较高的投资收益，是当前电网建设中亟待解决的技术难题。数字孪生技术的广泛发展为以上问题的解决提供了新的思路，数字孪生也以其深度融合新一代信息技术和数字模型理念引发了工业界和学术界广泛关注，数字孪生电网应运而生。工业4.0研究院分析显示，电网行业具有价值较高、技术要求不复杂等特点，非常适合作为数字孪生体应用的先导性场景。
[0003]数字孪生技术能够通过大数据采集和数字化模型构建，对物理世界进行精准映射，价值在于利用这些可视化的数据进行仿真和预测，从而为电网规划设计、建设实施、运维服务等全生命周期内的各环节带来回馈价值。相比于传统电网，在设备监控与管理方面，数字孪生电网可通过提供物理实体的实时虚拟化映射，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向电网设施的数字孪生方法，其特征在于，包括：获取电网设施的多角度的物理实体图像和运动视频序列，并基于所述物理实体图像构建电网设施的静态模型；确定所述静态模型与所述运动视频序列中每一帧的对应关系，以得到所述电网设施的动态模型；将开发通信平台
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统一架构OPC UA技术与消息队列遥测传输MQTT技术相结合采集电网设施数据，并基于所述电网设施数据构建态势数据库和物理对象数据库；基于所述态势数据库和物理对象数据库构建电网设施的逻辑模型，基于所述静态模型、所述动态模型和所述逻辑模型构建电网设施的虚拟实体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电网设施数据包括电网设备的实时设备信息数据；所述态势数据库用于存储电网设施的历史数据；所述物理对象数据库用于存储电网设施的几何模型数据和实时设备信息数据；其中，所述几何模型包括所述静态模型和动态模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将OPC UA技术与MQTT技术相结合采集电网设施数据，包括：数据采集装置实时获取电网设施数据，将所述电网设施数据发送至OPC UA服务器，并由所述OPC UA服务器对所述电网设施数据进行协议转化、异构数据的融合和冗余处理；所述OPC UA服务器将处理后的电网设施数据发送至MQTT服务器；所述MQTT服务器通过订阅机制将所述电网设施数据发送至MQTT客户端。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述态势数据库和物理对象数据库构建电网设施的逻辑模型，包括：基于当前已知隐性知识和电网设施领域标准与准则，采用随机梯度下降法作为深度学习网络的寻解算法，采用均方误差损失函数作为所述深度学习网络的损失函数，融合态势数据库和物理对象数据库的数据，构建电网设施的逻辑模型；其中，所述已知隐性知识包括电网客观规律。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述静态模型与所述运动视频序列中每一帧的对应关系，以得到所述电网设施的动态模型，包括：将所述静态模型作为模板，得到初始模板网格；结合所述运动视频序列，对所述初始模板网格进行时间和空间变换，得到变换后的模板网格；获取各模板网格的网格信息；其中，所述网格信息包括：顶点、顶点的颜色值、顶点在相机下的投影图像坐标及坐标处的颜色值；基于所述网格信息构建目标能量函数，其中，所述目标能量函数为：E＝λ
d
E
data
+λ
a
E
arap
+λ
ss
E
special_smooth
+λ
tss
E
temporal_shape_smooth
其中，λ
d
、λ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩璟琳，侯若松，武昕，陈志永，刘宇航，邢志坤，李洪涛，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司华北电力大学国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：