CN114498939A - 面向数字孪生的变电站智能监控***及方法 - Google Patents

面向数字孪生的变电站智能监控***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种面向数字孪生的变电站智能监控***及方法，***包括调度端、站端数据采集***、调度显示装置，其中，调度端包括利用数字孪生技术在调度端建立的站端数字孪生模型。本发明利用数字孪生技术在调度端建立站端机器人(含巡检、状态、操作)、站端设备(含状态、操作)的数字模型，用于支撑调度端对站端机器人和站端设备的机器人状态观测、机器人操作、设备状态观测、设备操作，从而减少调度和工区人员工作量，预防设备隐患发展为故障，减少故障检修处置时间，提升精益化调度水平。

Description

面向数字孪生的变电站智能监控***及方法
技术领域
本发明涉及电力检测技术领域，特别涉及一种面向数字孪生的变电站智能监控***及方法。
背景技术
随着国家经济的高速发展，供电需求的日益增长，售电量屡创新高，为满足国家经济发展的需求，电网建设力度不断加大，变电站及线路数量也不断增加。
现有技术中，当电网出现异常信息时，调度端仅能获取各个变电站的告警信号及电压、电流、有功等基本量测，无法刻画现场设备实际状态及具体风险点。
发明内容
本发明的目的是提供一种面向数字孪生的变电站智能监控***及方法，通过数字孪生技术对变电站进行监控，减少调度和工区人员工作量，预防设备隐患发展为故障，减少故障检修处置时间，提升精益化调度水平。
为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种面向数字孪生的变电站智能监控***，包括调度端、站端数据采集***、调度显示装置，其中，所述调度端包括利用数字孪生技术在调度端建立的站端数字孪生模型；
所述站端数据采集***用于采集站端机器人及设备的状态参数，并反馈给所述调度端；
所述调度端用于根据所述站端机器人及设备的状态参数更新所述站端数字孪生模型；
所述调度端还用于定时调取电网告警及量测信息，并识别电网异常信息，若有异常，则从所述数字孪生模型中获取站端设备的指标及状态，并推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
进一步的，在上述面向数字孪生的变电站智能监控***中，所述调度端还用于从所述数字孪生模型中获取站端设备的指标及状态后，识别发生异常的目标站端设备，发送机器人巡检命令给所述站端数据采集***；
所述站端数据采集***还用于通过巡检机器人巡检所述目标站端设备以获取巡检测点数据，并反馈给所述调度端；
所述调度端还用于将所述巡检测点数据推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
进一步的，在上述面向数字孪生的变电站智能监控***中，所述机器人巡检命令还包括视频采集指令；
所述站端数据采集***还用于在判断所述机器人巡检命令包括视频采集指令后，控制所述巡检机器人录制巡检视频，并反馈给所述调度端；
所述调度端还用于将所述巡检视频推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
进一步的，在上述面向数字孪生的变电站智能监控***中，所述调度端还用于实时接收所述站端数字孪生模型的异常数据，根据异常数据类型智能生成检修建议和分析报告，并推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
进一步的，在上述面向数字孪生的变电站智能监控***中，所述调度端具体用于根据所述异常数据类型判断异常等级，基于所述异常等级智能生成检修建议和分析报告，其中，所述异常等级包括：危急、严重、一般。
一种面向数字孪生的变电站智能监控方法，采用一种面向数字孪生的变电站智能监控***实现，所述面向数字孪生的变电站智能监控***包括调度端、站端数据采集***、调度显示装置，其中，所述调度端包括利用数字孪生技术在调度端建立的站端数字孪生模型；
所述面向数字孪生的变电站智能监控方法包括：
所述站端数据采集***采集站端机器人及设备的状态参数，并反馈给所述调度端；
所述调度端根据所述站端机器人及设备的状态参数更新所述站端数字孪生模型；
所述调度端定时调取电网告警及量测信息，并识别电网异常信息，若有异常，则从所述数字孪生模型中获取站端设备的指标及状态，并推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
进一步的，在上述面向数字孪生的变电站智能监控方法中，还包括：
所述调度端从所述数字孪生模型中获取站端设备的指标及状态后，识别发生异常的目标站端设备，发送机器人巡检命令给所述站端数据采集***；
所述站端数据采集***通过巡检机器人巡检所述目标站端设备以获取巡检测点数据，并反馈给所述调度端；
所述调度端将所述巡检测点数据推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
进一步的，在上述面向数字孪生的变电站智能监控方法中，所述机器人巡检命令还包括视频采集指令；所述方法还包括：
所述站端数据采集***在判断所述机器人巡检命令包括视频采集指令后，控制所述巡检机器人录制巡检视频，并反馈给所述调度端；
所述调度端将所述巡检视频推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
进一步的，在上述面向数字孪生的变电站智能监控方法中，还包括：
所述调度端实时接收所述站端数字孪生模型的异常数据，根据异常数据类型智能生成检修建议和分析报告，并推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
进一步的，在上述面向数字孪生的变电站智能监控方法中，所述调度端根据异常数据类型智能生成检修建议和分析报告的方法包括：
所述调度端根据所述异常数据类型判断异常等级，基于所述异常等级智能生成检修建议和分析报告，其中，所述异常等级包括：危急、严重、一般。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
利用数字孪生技术在调度端建立站端机器人(含巡检、状态、操作)、站端设备(含状态、操作)的数字模型，用于支撑调度端对站端机器人和站端设备的机器人状态观测、机器人操作、设备状态观测、设备操作，从而减少调度和工区人员工作量，预防设备隐患发展为故障，减少故障检修处置时间，提升精益化调度水平；
通过数字孪生技术可获取现场设备具体运行状态数据如开关柜湿度、电缆局放状态等具体量测信息，并调用巡检机器人实时查看设备状态，获取开关柜柜面指示器、保护测控装置指示灯等相关状态和量测，可以帮助调度员迅速了解现场设备异常情况及异常原因，以便快速处理，减少停电时长，为保障供电提供有力支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1为本发明一实施例提供的面向数字孪生的变电站智能监控***的结构图；
图2为一具体示例中变电站智能监控***的数据交互图；
图3为调度端的遥控界面图；
图4为调度大屏展示告警信息的界面图；
图5为调度大屏展示巡检视频、巡检结果、检修建议、分析报告的界面图；
图6为本发明一实施例提供的面向数字孪生的变电站智能监控方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图1～6和具体实施方式对本发明提出的面向数字孪生的变电站智能监控***及方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
如图1所示，本发明一实施例提供的一种面向数字孪生的变电站智能监控***包括：调度端10、站端数据采集***20、调度显示装置30，其中，所述调度端10包括利用数字孪生技术在调度端建立的站端数字孪生模型11；所述站端数字孪生模型的建立过程可参见现有技术，在此不做赘述。
所述站端数据采集***20用于采集站端机器人及设备的状态参数，并反馈给所述调度端10；
所述调度端10用于根据所述站端机器人及设备的状态参数更新所述站端数字孪生模型11；
所述调度端10还用于定时调取电网告警及量测信息，并识别电网异常信息，若有异常，则从所述数字孪生模型11中获取站端设备的指标及状态，并推送给所述调度显示装置30进行可视化显示。所述调度显示装置30例如可以为与所述调度端连接的可视化大屏幕。
由此，通过利用数字孪生技术在所述调度端10建立站端机器人(含巡检、状态、操作)、站端设备(含状态、操作)的数字模型，用于支撑所述调度端10对站端机器人和站端设备的机器人状态观测、机器人操作、设备状态观测、设备操作，从而减少调度和工区人员工作量，预防设备隐患发展为故障，减少故障检修处置时间，提升精益化调度水平。
进一步的，所述调度端10还用于从所述数字孪生模型11中获取站端设备的指标及状态后，识别发生异常的目标站端设备，发送机器人巡检命令给所述站端数据采集***20；
所述站端数据采集***20还用于通过巡检机器人巡检所述目标站端设备以获取巡检测点数据，并反馈给所述调度端10；
所述调度端10还用于将所述巡检测点数据推送给所述调度显示装置20进行可视化显示。
由此，所述调度端10在识别出异常的目标站端设备后，控制所述站端数据采集***20通过巡检机器人进行巡检，从而获取实际的巡检测点数据，进一步实现对站端的实际运行数据的监控。
进一步的，所述机器人巡检命令还可以包括视频采集指令；
所述站端数据采集***20还用于在判断所述机器人巡检命令包括视频采集指令后，控制所述巡检机器人录制巡检视频，并反馈给所述调度端10；
所述调度端10还用于将所述巡检视频推送给所述调度显示装置30进行可视化显示。
由此，所述调度端10获取巡检机器人的巡检视频，并通过所述调度显示装置30进行可视化显示，实现了对站端巡检过程的可视化展示。
进一步的，所述调度端10还用于实时接收所述站端数字孪生模型11的异常数据，根据异常数据类型智能生成检修建议和分析报告，并推送给所述调度显示装置30进行可视化显示。
具体的，所述调度端10具体用于根据所述异常数据类型判断异常等级，基于所述异常等级智能生成检修建议和分析报告，其中，所述异常等级包括：危急、严重、一般。
由此，所述调度端10通过所述站端数字孪生模型11的数据实现对站端的实时监控，便于快速检测站端的异常状态，预防设备隐患发展为故障，减少故障检修处置时间。同时，根据异常数据智能生成检修建议和分析报告，减少调度和工区人员工作量。
在一种实施例中，所述检修建议、分析报告可参照如表1所示的规则生成，同时表1还示出了对应的处置建议和操作过程指引。
表1
Figure BDA0003531382030000061
Figure BDA0003531382030000071
下面以一个具体示例对本发明提供的面向数字孪生的变电站智能监控***及方法进行说明。如图2所示的数据交互图，智能调度大脑(即调度端10)定时调取电网告警及量测信息，智能识别电网异常信息，如有异常，则实时从站端数字孪生模型11获取相关设备的各项指标及设备状态，并遥控现场数据采集***(即站端数据采集***20)通过巡检机器人直接巡检该设备并返回巡检视频，设备异常状态及巡检视频均由调度大屏(即调度显示装置30)进行可视化显示。
同时，智能调度大脑还可以实时接收站端数字孪生模型11的异常数据，根据异常数据类型确定异常等级(危机、严重、一般)，智能生成巡检结果和分析报告，并将相关信息展示于调度大屏。
在实际应用中，智能调度大脑提供巡检遥控功能，点击对应线路即可完成巡检遥控下发，并将巡检视频、照片、巡检结果等展示于调度大屏，遥控界面如图3所示。
调度大屏展示的设备告警如图4所示，展示的巡检视频、巡检结果、检修建议、分析报告如图5所示。
基于同一发明构思，本发明还提供一种面向数字孪生的变电站智能监控方法，采用如上文所述的一种面向数字孪生的变电站智能监控***实现，如图6所示，所述面向数字孪生的变电站智能监控方法包括：
S100，所述站端数据采集***采集站端机器人及设备的状态参数，并反馈给所述调度端；
S200，所述调度端根据所述站端机器人及设备的状态参数更新所述站端数字孪生模型；
S300，所述调度端定时调取电网告警及量测信息，并识别电网异常信息，若有异常，则从所述数字孪生模型中获取站端设备的指标及状态，并推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
优选的，在上述面向数字孪生的变电站智能监控方法中，所述方法还包括：
所述调度端从所述数字孪生模型中获取站端设备的指标及状态后，识别发生异常的目标站端设备，发送机器人巡检命令给所述站端数据采集***；
所述站端数据采集***通过巡检机器人巡检所述目标站端设备以获取巡检测点数据，并反馈给所述调度端；
所述调度端将所述巡检测点数据推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
优选的，在上述面向数字孪生的变电站智能监控方法中，所述机器人巡检命令还包括视频采集指令；所述方法还包括：
所述站端数据采集***在判断所述机器人巡检命令包括视频采集指令后，控制所述巡检机器人录制巡检视频，并反馈给所述调度端；
所述调度端将所述巡检视频推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
优选的，在上述面向数字孪生的变电站智能监控方法中，所述方法还包括：
所述调度端实时接收所述站端数字孪生模型的异常数据，根据异常数据类型智能生成检修建议和分析报告，并推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
优选的，在上述面向数字孪生的变电站智能监控方法中，所述调度端根据异常数据类型智能生成检修建议和分析报告的方法包括：
所述调度端根据所述异常数据类型判断异常等级，基于所述异常等级智能生成检修建议和分析报告，其中，所述异常等级包括：危急、严重、一般。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种面向数字孪生的变电站智能监控***，其特征在于，包括调度端、站端数据采集***、调度显示装置，其中，所述调度端包括利用数字孪生技术在调度端建立的站端数字孪生模型；
所述站端数据采集***用于采集站端机器人及设备的状态参数，并反馈给所述调度端；
所述调度端用于根据所述站端机器人及设备的状态参数更新所述站端数字孪生模型；
所述调度端还用于定时调取电网告警及量测信息，并识别电网异常信息，若有异常，则从所述数字孪生模型中获取站端设备的指标及状态，并推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
2.如权利要求1所述的面向数字孪生的变电站智能监控***，其特征在于，所述调度端还用于从所述数字孪生模型中获取站端设备的指标及状态后，识别发生异常的目标站端设备，发送机器人巡检命令给所述站端数据采集***；
所述站端数据采集***还用于通过巡检机器人巡检所述目标站端设备以获取巡检测点数据，并反馈给所述调度端；
所述调度端还用于将所述巡检测点数据推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
3.如权利要求2所述的面向数字孪生的变电站智能监控***，其特征在于，所述机器人巡检命令还包括视频采集指令；
所述站端数据采集***还用于在判断所述机器人巡检命令包括视频采集指令后，控制所述巡检机器人录制巡检视频，并反馈给所述调度端；
所述调度端还用于将所述巡检视频推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
4.如权利要求1所述的面向数字孪生的变电站智能监控***，其特征在于，所述调度端还用于实时接收所述站端数字孪生模型的异常数据，根据异常数据类型智能生成检修建议和分析报告，并推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
5.如权利要求4所述的面向数字孪生的变电站智能监控***，其特征在于，所述调度端具体用于根据所述异常数据类型判断异常等级，基于所述异常等级智能生成检修建议和分析报告，其中，所述异常等级包括：危急、严重、一般。
6.一种面向数字孪生的变电站智能监控方法，其特征在于，采用一种面向数字孪生的变电站智能监控***实现，所述面向数字孪生的变电站智能监控***包括调度端、站端数据采集***、调度显示装置，其中，所述调度端包括利用数字孪生技术在调度端建立的站端数字孪生模型；
所述面向数字孪生的变电站智能监控方法包括：
所述站端数据采集***采集站端机器人及设备的状态参数，并反馈给所述调度端；
所述调度端根据所述站端机器人及设备的状态参数更新所述站端数字孪生模型；
所述调度端定时调取电网告警及量测信息，并识别电网异常信息，若有异常，则从所述数字孪生模型中获取站端设备的指标及状态，并推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
7.如权利要求6所述的面向数字孪生的变电站智能监控方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述调度端从所述数字孪生模型中获取站端设备的指标及状态后，识别发生异常的目标站端设备，发送机器人巡检命令给所述站端数据采集***；
所述站端数据采集***通过巡检机器人巡检所述目标站端设备以获取巡检测点数据，并反馈给所述调度端；
所述调度端将所述巡检测点数据推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
8.如权利要求7所述的面向数字孪生的变电站智能监控方法，其特征在于，所述机器人巡检命令还包括视频采集指令；所述方法还包括：
所述站端数据采集***在判断所述机器人巡检命令包括视频采集指令后，控制所述巡检机器人录制巡检视频，并反馈给所述调度端；
所述调度端将所述巡检视频推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
9.如权利要求6所述的面向数字孪生的变电站智能监控方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述调度端实时接收所述站端数字孪生模型的异常数据，根据异常数据类型智能生成检修建议和分析报告，并推送给所述调度显示装置进行可视化显示。
10.如权利要求9所述的面向数字孪生的变电站智能监控方法，其特征在于，所述调度端根据异常数据类型智能生成检修建议和分析报告的方法包括：
所述调度端根据所述异常数据类型判断异常等级，基于所述异常等级智能生成检修建议和分析报告，其中，所述异常等级包括：危急、严重、一般。
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