【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于配电网输电故障诊断，尤其涉及一种基于数字孪生的配电网故障诊断系统。
技术介绍
1、配电网是电力系统中的一个重要组成部分，它将电力输送到终端电器和终端设备，通过电缆、电线和变压器设备将输送到配电网的电能传输和分配到各个用电设备，广泛应用于家庭用电、工业用电、商业用电、城市基础应用设施用电及农业用电，是当代社会电力发展不可或缺的部分。
2、但是其在实际使用时，仍旧存在较多缺点，如传统的配电网故障检测方法大多通过人工定期巡检的方式进行操作与维护，效率较低，过程缺乏灵活性，且检测精度相对较低，会导致一些潜在的故障无法及时发现，从而对配电网的运行和用户用电造成潜在的安全隐患，同时由于传统的配电网故障检测方法缺乏自动化和智能化技术手段的支持，无法实现实时监测和故障预警，依赖于人工处理排查，使得配电网的运行和维护工作不够便捷和高效。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于数字孪生的配电网故障诊断系统，以解决传统的配电网故障检测方法缺乏自动化和智能化技术手段的支持，无法实现实时监测和故障预警，依赖于人工处理排查，使得配电网的运行和维护工作不够便捷和高效等问题。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种基于数字孪生的配电网故障诊断系统，包括：
4、模型建立模块：利用数字孪生技术，构建配电网数字孪生模型，通过配电网数字孪生模型模拟配电网实际运行情况。
5、说明：数字孪生技术可以模拟物理实体的属性、参数和运行状
6、进一步的，配电网数字孪生模型的搭建方法为：
7、对现实配电网进行详细的测绘和数据收集，包括配电网的线路、设备、连接点所有细节，然后使用数字孪生技术对配电网进行建模，将所有细节数字化；
8、数据采集与处理：通过物联网技术，采集配电网中所有设备的运行数据，包括设备的状态、运行情况、环境参数，然后对这些数据进行处理和分析，提取得到影响配电网运行的数据；
9、构建数字孪生模型：根据配电网的设备信息构建配电网的数据模型，将提取的配电网运行数据与数据模型结合得到配电网数字孪生模型；
10、模型验证与修正：将模型与实际配电网进行比较，验证模型的准确性和可行性，修正和优化数字孪生模型不准确的地方。
11、数据采集模块：基于配电网数字孪生模型模拟配电网实际运行情况，采集配电网电力运行数据，配电网运行数据包括设备的状态、运行情况、环境参数，具体包括配电网设备的电压电流及在运行中的变化值、配电网线路的电压电流电阻及在运行中的变化值，功率设定值、电流设定值、温度设定值、时间设定值。
12、故障参数获取模块：用于从配电网运行数据获取配电网故障参数值，故障参数获取模块包括：稳定性指标获取单元、环境影响指标获取单元及电力损耗指标获取单元，通过稳定性指标获取单元计算得到稳定性评估指数，通过环境影响指标获取单元计算得到环境影响指数，通过电力损耗指标获取单元计算得到异常损耗性能指数。
13、故障参数分析模块：基于故障参数获取模块得到的信息，分析得到配电网的稳定性评估指数、环境影响指数、异常损耗性能指数。
14、故障参数分析模块包括：稳定性指标分析单元、环境影响分析单元及电力损耗分析单元，通过稳定性指标分析单元计算得到稳定性评估指数，通过环境影响分析单元计算得到环境影响指数，通过电力损耗指标分析单元计算得到异常损耗性能指数。
15、故障诊断评估模块：基于故障分析模块分析得到的稳定性评估指数、环境影响指数、异常损耗性能指数，获取配电网的质量评价系数，与预设的质量评价系数进行对比，并进行对应的处理。
16、故障预警模块：用于筛选配电网处于异常工作状态的监测节点，发送到配电网监管中心，利用数字模型进行异常状态特征提取，进行对应的预警处理。
17、优选的，所述故障参数获取模块配电网故障参数值具体获取方式为：
18、稳定性指标获取单元：通过在配电网中设置电力传感器，采集配电网的控制端稳定性参数和用户运行终端稳定性参数；所述配电网的控制端稳定性参数包括：故障次数、故障持续时间、故障控制精度、故障响应速度，分别标记为nl、hl、jl、sl；所述用户运行终端稳定性参数包括：故障频率、谐波电流、能耗指标，分别标记为pl、xl、nh；
19、环境影响指标获取单元：用于采集配电网运行的环境影响因素，环境影响因素包括：环境湿度、环境气压、环境温度、风速，分别标记为gx、gy、gw、fv；
20、电力损耗指标获取单元：用于设置电力传感器，采集配电网监测节点的电力损耗数据，电力损耗数据包括：电阻损耗、电感损耗、电流损耗，分别标记为：dp、dz、el。
21、优选的，所述用户运行终端稳定性参数计算方法为：
22、所述故障频率指单位时间内配电网运行过程中一共发生故障的次数，计算公式为：
23、pl＝nl*hc
24、其中pl表示故障频率，nl表示故障次数，hc表示运行总时间；所述谐波电流是指谐波电流叠加在主电源上，由设备或系统引入的非正弦特性电流，计算公式为：
25、xl＝l1*(k1*wt+k2*2wt+k3*3wt+...+kn*nwt)
26、其中xl表示谐波电流，l1表示基波电流的大小，k1、k2、k3、kn表示各个谐波电流的系数，w表示基波频率，t表示时间，n表示谐波次数；所述能耗指标是指电力网在输送和分配电能过程中，各环节的电能损失所占供电量的比例，计算公式为：
27、
28、其中nh表示能耗指标，zd表示供电量，zh表示售电量，y表示时间设定值。
29、优选的，所述稳定性评估指数的计算方法为：
30、将配电网故障次数、故障持续时间、控制精度、响应速度、故障频率、谐波电流代入公式：
31、
32、其中β表示配电网的稳定性评估指数，nl表示配电网的故障次数，hl表示故障持续时间，jl表示故障控制精度，sl表示故障响应速度，pl表示故障频率，xl表示谐波电流，μ1、μ2分别表示为配电网故障其他影响因子；
33、将配电网环境影响因素：环境湿度、环境气压、环境温度代入公式：
34、
35、其中λ表示环境影响指数，σ1表示故障环境其他影响因子，gx表示环境湿度，gy表示环境气压，gw表示环境温度，e表示自然常数。
36、基于配电网监测节点的电力损耗数据，电力损耗数据包括：电阻损耗、电感损耗、电流损耗，获取异常损耗性能指数，所述电阻损耗是指电流通过电缆时产生的电阻损耗，它与电缆的导体材料截面积、电缆长度以及电流大小有关，计算公式为：
37、
38、其中dp表示电阻损耗，i表示电路输出电流，r表示线路电阻，m表示导体材料截面积，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于数字孪生的配电网故障诊断系统，其特征在于：所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的配电网故障诊断系统，其特征在于：配电网数字孪生模型的搭建方法为：
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的配电网故障诊断系统，其特征在于：所述故障参数获取模块包括：稳定性指标获取单元、环境影响指标获取单元及电力损耗指标获取单元；
4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的配电网故障诊断系统，其特征在于：稳定性指标获取单元获取方法为：
5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的配电网故障诊断系统，其特征在于：稳定性评估指数的计算方法为：将配电网故障次数、故障持续时间、控制精度、响应速度、故障频率、谐波电流代入公式：
6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的配电网故障诊断系统，其特征在于：质量评价系数的计算方式为：
7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的配电网故障诊断系统，其特征在于：故障诊断评估模块的具体评估方式为：
8.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的配电网故障诊断系统，其
...【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的配电网故障诊断系统，其特征在于：所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的配电网故障诊断系统，其特征在于：配电网数字孪生模型的搭建方法为：
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的配电网故障诊断系统，其特征在于：所述故障参数获取模块包括：稳定性指标获取单元、环境影响指标获取单元及电力损耗指标获取单元；
4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的配电网故障诊断系统，其特征在于：稳定性指标获取单元获取方法为：
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗扶华，张博达，余云昊，狄查美玲，付义洲，郭翔，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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