一种基于数字孪生变电站的声光电协同巡检方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于数字孪生变电站的声光电协同巡检方法及装置，方法包括：将虚拟变电设备进行语义化和对象化处理，获得变电设备数字模型；将声光电感知设备在变电站数字孪生模型中进行标定，获得声光电虚拟感知模型；将变电站数字孪生模型和声光电虚拟感知模型进行关联映射；将巡检设备的空间位置在变电站数字孪生模型中进行定位，构建虚拟巡检设备模型；获取感知数据及巡检设备的空间位置信息，与变电设备数字模型进行配准融合；对感知数据进行分析，确定异常点位的空间位置；在变电站数字孪生模型中对异常点位的空间位置进行检测，根据检测结果生成协同任务控制信号并发送至实际变电站进行相应的协同控制。至实际变电站进行相应的协同控制。至实际变电站进行相应的协同控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生变电站的声光电协同巡检方法及装置


[0001]本专利技术涉及变电站运维巡检
，尤其涉及一种基于数字孪生变电站的声光电协同巡检方法及装置。

技术介绍

[0002]随着中国经济不断发展，各行各业对电力的需求不断增加，电力成为能源行业中发展最快的行业之一，相比于2011年，2021年国家电网27家省公司运行的变电站/换流站数量翻番达到了4万多座，但存在以下问题：1、需要运维的变电站和电力设备快速增加，但电力设备运维人员数量相对有限，导致运维人员运维工作量已经达到饱和；2、在变电站内已采用声纹检测装置、红外热成像、特高频局部放电检测等手段对变电设备状态进行监测，但不同装置的后台相对独立，运维人员需要在不同监控系统之间切换以确认变电设备的具体缺陷；3、变电设备的缺陷通常会引起声光电多种现象，通过不同检测装置的联合采集可提升缺陷识别准确率，降低缺陷的误检率，但不同检测装置之间缺少协同调度机制和方法。
[0003]专利文献CN11 5453300A公开了一种基于声传感器阵列的局部放电定位系统及方法，系统包括声传感器阵列、特高频天线、采集板卡以及信号处理主机；特高频天线设置于声传感器阵列上，声传感器阵列中的各个声传感器以及特高频天线与采集板卡连接，采集板卡还与信号处理主机连接；采集板卡在发生局部放电时通过特高频天线采集特高频电磁脉冲并发送至信号处理主机，信号处理主机根据高频电磁脉冲触发采集板卡通过各个声传感器采集声波信号，信号处理主机根据高频电磁脉冲和声波信号的首波峰值计算局部放电位置与声传感器阵列的距离，根据声波信号计算局部放电位置极角和方位角；采用特高频天线和声传感器阵列配合实现变电站局部放电定位。但是该方法相对独立，不能够与其他声光电检测设备进行协同。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于数字孪生变电站的声光电协同巡检方法及装置，能够将不同的变电站内不同的感知装置、巡检装置进行协同巡检控制，提高变电设备缺陷检测的准确性。
[0005]一种基于数字孪生变电站的声光电协同巡检方法，包括：
[0006]将预先构建的变电站数字孪生模型中的虚拟变电设备进行语义化和对象化处理，获得变电设备数字模型；
[0007]将实际变电站内的声光电感知设备在所述变电站数字孪生模型中进行标定，获得声光电虚拟感知模型；
[0008]将所述变电站数字孪生模型和声光电虚拟感知模型进行关联映射；
[0009]将实际变电站内承载所述声光电感知设备的巡检设备的空间位置在所述变电站数字孪生模型中进行定位，构建虚拟巡检设备模型；
[0010]建立安全加密网关，通过所述安全加密网关获取实际变电站内声光电感知设备采
集的感知数据及其对应的巡检设备的空间位置信息，将所述感知数据和所述空间位置信息与所述变电设备数字模型进行配准融合；
[0011]对所述感知数据进行分析，确定异常点位的空间位置；
[0012]在所述变电站数字孪生模型中对所述异常点位的空间位置进行冗余设备检测和模拟视角覆盖检测，根据检测结果生成协同任务控制信号，通过所述安全加密网关将所述协同任务控制信号发送至实际变电站进行相应的协同控制。
[0013]进一步地，预先构建的变电站数字孪生模型，包括：
[0014]通过激光雷达对实际变电站进行扫描，获得激光点云数据，根据所述激光点云数据进行建模，获得所述变电站数字孪生模型。
[0015]进一步地，将预先构建的变电站数字孪生模型中的虚拟变电设备进行语义化和对象化处理，获得变电设备数字模型，包括：
[0016]将预先构建的变电站数字孪生模型的点集按照区域进行划分并赋予业务属性；
[0017]将各个区域下的虚拟变电设备及其所属部件进行点集划分并分别赋予业务属性。
[0018]进一步地，所述声光电感知设备包括声纹检测装置、可见光摄像头、红外摄像头以及特高频传感器；
[0019]将实际变电站内的声光电感知设备在所述变电站数字孪生模型中进行标定，包括：标定所述声光电感知设备对应于所述变电站数字孪生模型中的空间位置，设置所述声光电感知设备的测量方向以及有效测量范围。
[0020]进一步地，将所述变电站数字孪生模型和声光电虚拟感知模型进行关联映射，包括：
[0021]将声光电虚拟感知模型的坐标系进行PC变换获得变电站数字孪生模型坐标系。
[0022]进一步地，将实际变电站内承载所述声光电感知设备的巡检设备的空间位置在所述变电站数字孪生模型中进行定位，包括：
[0023]通过巡检设备内置的定位模块获取巡检设备的粗定位信息；
[0024]对巡检设备的局部提取粗定位特征点；
[0025]对巡检设备的激光雷达采集的点云提取点云特征点；
[0026]将所述粗定位特征点和所述点云特征点进行匹配，并根据匹配结果推算巡检设备的定位位置；
[0027]将所述定位位置映射至所述变电站数字孪生模型的坐标系中。
[0028]进一步地，在所述变电站数字孪生模型中对所述异常点位的空间位置进行冗余设备检测和模拟视角覆盖检测，根据检测结果生成协同任务控制信号，通过所述安全加密网关将所述协同任务控制信号发送至实际变电站进行相应的协同控制，包括：
[0029]检测所述异常点位是否配置有冗余感知设备和冗余巡检设备，若配置有冗余感知设备和冗余巡检设备，则生成调用控制信号通过所述安全加密网关发送至所述实际变电站，实际变电站中的对应的冗余感知设备和冗余巡检设备将历史巡检数据通过所述安全加密网关发送至所述变电站数字孪生模型进行数据比对；
[0030]若所述异常点位没有配置冗余感知设备和冗余巡检设备，则在所述变电站数字孪生模型中进行非同源虚拟感知设备的模拟视角覆盖，若所述非同源虚拟感知设备的模拟视角覆盖所述异常点位，则生成非同源复核控制信号通过所述安全加密网关发送至所述实际
变电站，实际变电站中的对应的非同源感知设备对所述异常点位进行复核感知数据的采集，并将所述复核感知数据通过所述安全加密网关发送至所述变电站数字孪生模型；
[0031]若所述异常点位没有配置冗余感知设备和冗余巡检设备，且非同源虚拟感知设备的模拟视角没有覆盖所述异常点位，则在所述变电站数字孪生模型中进行非同源虚拟巡检设备的模拟视角覆盖，根据模拟视角生成巡检路径控制信号，通过所述安全加密网关发送至所述实际变电站，实际变电站中对应的非同源巡检设备根据所述巡检路径控制信号行驶至所述异常点位并通过搭载的感知设备进行复核感知数据的采集，将所述复核感知数据通过所述安全加密网关发送至所述变电站数字孪生模型。
[0032]进一步地，获得复核感知数据之后还包括：
[0033]变电站数字孪生模型将所述复核感知数据与所述感知数据进行比对，根据比对结果生成预警信息。
[0034]进一步地，若复核感知数据与所述感知数据一致，则生成异常点位预警信息，若复核感知数据与所述感知数据不一致，则生成感知设备预警信息。
[00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变电站的声光电协同巡检方法，其特征在于，包括：将预先构建的变电站数字孪生模型中的虚拟变电设备进行语义化和对象化处理，获得变电设备数字模型；将实际变电站内的声光电感知设备在所述变电站数字孪生模型中进行标定，获得声光电虚拟感知模型；将所述变电站数字孪生模型和声光电虚拟感知模型进行关联映射；将实际变电站内承载所述声光电感知设备的巡检设备的空间位置在所述变电站数字孪生模型中进行定位，构建虚拟巡检设备模型；建立安全加密网关，通过所述安全加密网关获取实际变电站内声光电感知设备采集的感知数据及其对应的巡检设备的空间位置信息，将所述感知数据和所述空间位置信息与所述变电设备数字模型进行配准融合；对所述感知数据进行分析，确定异常点位的空间位置；在所述变电站数字孪生模型中对所述异常点位的空间位置进行冗余设备检测和模拟视角覆盖检测，根据检测结果生成协同任务控制信号，通过所述安全加密网关将所述协同任务控制信号发送至实际变电站进行相应的协同控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先构建的变电站数字孪生模型，包括：通过激光雷达对实际变电站进行扫描，获得激光点云数据，根据所述激光点云数据进行建模，获得所述变电站数字孪生模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将预先构建的变电站数字孪生模型中的虚拟变电设备进行语义化和对象化处理，获得变电设备数字模型，包括：将预先构建的变电站数字孪生模型的点集按照区域进行划分并赋予业务属性；将各个区域下的虚拟变电设备及其所属部件进行点集划分并分别赋予业务属性。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述声光电感知设备包括声纹检测装置、可见光摄像头、红外摄像头以及特高频传感器；将实际变电站内的声光电感知设备在所述变电站数字孪生模型中进行标定，包括：标定所述声光电感知设备对应于所述变电站数字孪生模型中的空间位置，设置所述声光电感知设备的测量方向以及有效测量范围。5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，将所述变电站数字孪生模型和声光电虚拟感知模型进行关联映射，包括：将声光电虚拟感知模型的坐标系进行PC变换获得变电站数字孪生模型坐标系。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将实际变电站内承载所述声光电感知设备的巡检设备的空间位置在所述变电站数字孪生模型中进行定位，包括：通过巡检设备内置的定位模块获取巡检设备的粗定位信息；对巡检设备的局部提取粗定位特征点；对巡检设备的激光雷达采集的点云提取点云特征点；将所述粗定位特征点和所述点云特征点进行匹配，并根据匹配结果推算巡检设备的定位位置；将所述定位位置映射至所述变电站数字孪生模型的坐标系中。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述变电站数字孪生模型中对所述异常
点位的空间位置进行冗余设备检测和模拟视角覆盖检测，根据检测结果生成协同任务控制信号，通过所述安全加密网关将所述协同任务控制信号发送至实际变电站进行相应的协同控制，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈培锋，杨洋，陈挺，李丽华，姚建光，杨宁，鞠玲，尚文同，何天雨，高飞，汤德宝，贾鹏飞，李勇，张博文，翁蓓蓓，陈没，程阳，韩帅，廖思卓，朱家运，张泽，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：