【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统仿真领域，更具体的，涉及一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法。
技术介绍
1、柔性直流输电技术是一种新兴的直流输电技术，它具有灵活性和可控性强的优点，可以有效地解决新能源并网和分布式能源接入电网等问题。柔性直流换流阀是柔性直流输电技术的核心部件之一，它可以将电网故障排除的时间缩短到100毫秒以内，同时可以实现对波动性的清洁能源电荷和功率的快速补偿，让清洁能源并网成为可能。
2、在电网三维数字孪生系统中，将柔性直流换流阀这一核心部件实现三维孪生，并在电力系统仿真培训、调度、运维等业务中提供相关功能是十分必要的。
3、参数化三维建模是一种基于参数定义物体形状和属性的方法。通过调整参数值，可以快速修改和创建不同形状的三维模型，从而提高设计的效率和灵活性。在参数化三维建模中，通过使用数学公式、几何约束和规则，将三维模型的形状、尺寸、比例等属性与一组可调节的参数进行关联。这些参数可以控制模型的各个方面，如长度、宽度、高度、角度、曲率等。通过改变参数的数值，可以实时地改变模型的外观和特征。
4、激光扫描点云建模是一种通过激光扫描仪器记录物体或环境的表面数据点，并利用计算机算法将这些数据点转化为具有结构和形状的三维模型的方法。激光扫描仪会扫描选定的物体或环境，记录下表面的数据点。这些数据点构成了点云，这是一个由大量离散点组成的三维数据集合。每个点都包含了空间位置信息。然后点云数据被导入到点云建模软件解决方案中，通过计算机算法，点云被转化为具有结构和形状的三维模型。
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6、上述方法虽然可以对电力设备实现精准建模，但是主要对结构较为简单和外部表面较多的设备效果较好。针对结构较为复杂，尤其是设备内部表面较多的情况，由于激光射线无法扫描到内部表面，只能扫描到设备外部表面。因此针对设备内部表面较多的柔性直流换流阀等电力设备，直接将点云数据转化为三维网格而生成的三维设备模型效果不佳，而且转换而成的三维网格设备模型为一体的，无法区分设备的部件。
7、因此对于设备内表面较多的柔性直流换流阀设备，为了实现精准建模，主要采用激光点云扫描得到点云数据后，需要进行人工手动建模出柔性直流换流阀设备的三维几何模型，然后用点云数据对手工建模的设备三维模型进行校正对三维几何模型进行反复修改，直到三维几何模型在空间外形上和采集的点云数据完全重合。这种方法需要对柔性直流换流阀设备重新利用三维建模工具进行手工建模，增加了三维建模的工作量。
8、为此，亟需一种新的柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，通过针对柔性直流换流阀的设备外观结构的特点，将柔性直流换流阀用多个定制化三维图元动态生成和表示，并采用动态设备三维图元和点云数据的校准实现柔性直流换流阀整体模型的空间位置精准化。
2、本专利技术采用如下的技术方案。
3、本专利技术第一方面，涉及一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，方法包括以下步骤：配置柔性直流换流阀的参数化图元，参数化图元根据柔性直流换流阀的多颗粒度设备部件的结构来拼接基础参数图元而获得；提取参数化图元中的图元参数，并根据图元参数，将参数化图元转换为网格化结构，以获得网格化结构中的三角顶点索引；根据柔性直流换流阀的部署规律，生成柔性直流换流阀的设备部件提取顺序；采集柔性直流换流阀的三维点云数据，依据设备部件提取顺序将三维点云数据与三角顶点索引进行关联，以依序获取参数化图元的空间位置。
4、优选的，配置柔性直流换流阀的参数化图元，参数化图元根据柔性直流换流阀的多颗粒度设备部件的结构来拼接基础参数图元而获得，还包括：多颗粒度根据柔性直流换流阀的部署方式和模块化构造实现颗粒度划分；划分至少包括将柔性直流换流阀的三维模型显示层级划分为：柔性直流换流阀的阀厅层级、柔性直流换流阀的设备部件层级、子模块层级。
5、优选的，阀厅层级中至少包括柔性直流换流阀的参数化图元；设备部件层级中至少包括柔性直流换流阀阀组模块的参数化图元、阀支架类设备的参数化图元；子模块层级中至少包括电容模块的参数化图元、控制模块的参数化图元、晶闸管模块的参数化图元、igbt模块的参数化图元。
6、优选的，基础参数图元至少包括圆柱、长方体、单圆孔圆形板、多圆孔方形板；拼接基于不同层级中定义的参数化图元所对应的设备部件或模块的外观结构实现。
7、优选的，参数化图元中的图元参数至少包括基础参数图元的拼接信息、基础参数图元中几何参数的取值范围；获得网格化结构中的三角顶点索引，还包括：基于图元参数计算参数化图元的多个顶点坐标，并为多个顶点坐标分配顶点序号；利用顶点序号生成包括多个顶点的顶点序列，并根据顶点序列设置多个三角面片；三角面片的顶点基于基础参数图元的三角面片生成规则选取参数化图元中的顶点或中间点实现；对三角面片和每一个三角面片的顶点进行排序，以获得网格化结构的三角顶点索引。
8、优选的，生成柔性直流换流阀的设备部件提取顺序，还包括：步骤a，利用预先提取的柔性直流换流阀的三维点云数据，分析对应到的点云数据数量最多的设备部件；步骤b，将步骤a中的设备部件或模块定义为第一优先级提取顺序，并排除步骤a中的所述设备部件，循环步骤a，以获得第二优先级提取顺序；步骤c，重复上述步骤，直到获取阀厅内所有的设备部件的提取顺序。
9、优选的，采集所述柔性直流换流阀的三维点云数据，依据所述设备部件提取顺序将所述三维点云数据与所述三角顶点索引进行关联，以依序获取所述参数化图元的空间位置：基于柔性直流换流阀的设备部件提取顺序，依序将三维点云数据与当前顺序下所述设备部件所对应的三角顶点索引进行关联；关联还包括：创建当前顺序下的设备部件的可视化结构，将其与三维点云数据对齐；根据设备部件的参数化图元的属性信息定义点云关联范围；利用点云关联范围，从三维点云数据中提取点云数据集合，并基于点云数据集合确定参数化图元的空间位置。
10、优选的，基于点云数据集合确定参数化图元的空间位置还包括：获取参数化图元中待关联的每个面的中心点，并将距离中心点最近的三维点云数据中的点定义为每个面的定位点；将每个面的定位点设置为当前搜索点，执行每个面的边界点的搜索，直到搜索出每个面的边界点；基于每个面的边界点，对参数化图元的空间位置和空间大小进行校准。
11、优选的，参数化图元的属性信息至少包括校准前参数化图元所对应的设备部件或模块的名称、图元的类型名称、图元原点的位置信息、图元的旋转信息、图元的尺寸信息。
12、本专利技术第二方面，涉及一种利用本专利技术第一方面中方法的柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模系统，系统包括图元构建模块、网格索引模块、顺序提取模块和三维建模模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，其特征在于：
9.根据权利要求7所述的一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，其特征在于：
10.一种利用权利要求1-9任一项权利要求所述方法的柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模系统，其特征在于：
11.一种终端，包括处理器及存储介质；其特征在于
12.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-9任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的一种柔性直流换流阀的多颗粒度三维建模方法，其特征在于：
7.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：田蘅，徐正清，刘黎，李宏伟，刘朝阳，王国平，季一润，郑林，杨岳峰，马群，邢凤民，刘近，俞恩科，李天琦，袁茜，槐青，赵勋范，戈一航，孙天舒，李剑波，段天元，杨选怀，吴海宏，周书进，吕建超，
申请(专利权)人：北京科东电力控制系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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