CN111162520A - 一种电网映像方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电网映像方法及系统，属于电力系统电网数字孪生技术领域。本发明方法，包括：确定电网抽象对象，获取电网抽象对象数据；对电网抽象对象数据进行存储并进行预处理，获取电网抽象对象的整合数据；建立整合数据集合与目标电网的数据集合的映射关系；根据映射关系，确定目标电网的静态和基准的映像数据帧；获取目标电网的管理配置信息和流动信息，建立配置信息和流动信息关联关系，根据关联关系确定动态和管理的控制数据帧；将控制数据帧根据预设规则作用于数据基准映像帧，获取作用过程中每一时间点的映像数据帧，并对映像数据帧进行存储和展现。本发明可为电网特性研究、电网仿真分析计算等提供可信、完备的数据基础。

Description

一种电网映像方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统电网数字孪生技术领域，并且更具体地，涉及一种电网映像方法及系统。
背景技术
电网构成和运行的复杂性，在元件级别实施抽象的难度非常大。如对电网实像信息有细腻和深层次的抽象，如元件运行时物理特性的呈现，更是困难而且将产生非常巨大和复杂的数据信息。而作为研究电网特性使用和依赖的电网映像，其具像程度需要深入至元件物理以及系统协同运行信息。
抽象的难度在于，电网元件特定的多态和动态特性以及非常复杂的关联、系统的电力网络特性。
电网是动态的，状态是流动的。其组成元件即便处理非运行状态，也具有多种的管理、自身属性等描述的静态多状态。即便没有参与电流传输的静止的电网，其网络状态也是需要通过复杂元件状态的连接关系等表述成无限多样物理网络形态。
参与电网组成的元件动态信息，与元件的类型有关，简单的元件如线路、电感、电容类，其动态的物理性质简单，易于抽象；而复杂元件，如电机，复合元件等，其物理特性有其运动的物理现象非常复杂，表示困难，抽象充分可以成功进行具像处理，则更是困难。
简单和复杂电力元件组成的电网，其网络系统的特征，一直是电力系统分析研究的对象，其数字抽象的难度在于很难用简要和充分的以及可能通用的描述手段和方法；另外电网抽象的电网具像还原的电网映像，与实际的电网区域的差别以及有效性验证问题。
能把控电网特性，是电力系统研究的主要课题。各类的电力系统仿真分析研究工作，都是基于实际电网的简单或者比较完善的数据环境基础上进行的。这样的研究环境基础，相比实际的电网特性，表述出来的实际特性是非常不充分的。
高精准和深度的电网抽象将产生大量的数据，而电网具像则需要利用这些数据，去获得电网映像。其中需要电网的表示和抽象数据的存储管理。这些管理需要支持类型复杂、表述关系复杂、极速检索和查询能力。
发明内容
针对上述问题，本发明一种电网映像方法，包括：
确定电网抽象对象，对电网抽象对象进行分级抽象，获取电网抽象对象数据；
对电网抽象对象数据进行存储并进行预处理，获取电网抽象对象的整合数据；
对整合数据生成整合数据集合，建立整合数据集合与目标电网的数据集合的映射关系；
根据映射关系，确定目标电网的静态和基准的映像数据帧，并将映像数据帧作为数据基准映像帧；
获取目标电网的管理配置信息和流动信息，建立配置信息和流动信息关联关系，根据关联关系确定动态和管理的控制数据帧；
将控制数据帧根据预设规则作用于数据基准映像帧，获取作用过程中每一时间点的映像数据帧，并对映像数据帧进行存储和展现。
可选的，展现的内容，包括：分数据表单、逻辑线路图、地理线路图、线路复杂过程幻片图和实景幻片图。
可选的，分级抽象，包括：
地理抽象，所述地理抽象，根据GPS及电网配置的地理信息系统和信息管理进行抽象；
物理抽象，所述物理抽象，根据电网区域所支持的工具，对电网中元件/设备进行抽象；
系统抽象，所述系统抽象，根据地理抽象数据及物理抽象数据关联的网络属性信息，对电网拓扑和电网运行方式设置类型进行抽象。
可选的，对映像数据帧进行存储，根据映像数据帧的时间序标、帧属类型和标识进行存储。
可选的，预设规则，根据电网特性和运行个规律进行制定。
本发明还提出了一种电网映像系统，包括：
采集模块，确定电网抽象对象，对电网抽象对象进行分级抽象，获取电网抽象对象数据；
整合模块，对电网抽象对象数据进行存储并进行预处理，获取电网抽象对象的整合数据；
映射模块，对整合数据生成整合数据集合，建立整合数据集合与目标电网的数据集合的映射关系；
数据生成模块，根据映射关系，确定目标电网的静态和基准的映像数据帧，并将映像数据帧作为数据基准映像帧；
控制模块，获取目标电网的管理配置信息和流动信息，建立配置信息和流动信息关联关系，根据关联关系确定动态和管理的控制数据帧；
映像模块，将控制数据帧根据预设规则作用于数据基准映像帧，获取作用过程中每一时间点的映像数据帧，并对映像数据帧进行存储和展现。
可选的，展现的内容，包括：分数据表单、逻辑线路图、地理线路图、线路复杂过程幻片图和实景幻片图。
可选的，分级抽象，包括：
地理抽象，所述地理抽象，根据GPS及电网配置的地理信息系统和信息管理进行抽象；
物理抽象，所述物理抽象，根据电网区域所支持的工具，对电网中元件/设备进行抽象；
系统抽象，所述系统抽象，根据地理抽象数据及物理抽象数据关联的网络属性信息，对电网拓扑和电网运行方式设置类型进行抽象。
可选的，对映像数据帧进行存储，根据映像数据帧的时间序标、帧属类型和标识进行存储。
可选的，预设规则，根据电网特性和运行个规律进行制定。
本发明可为电网特性研究、电网仿真分析计算等提供可信、完备的数据基础，用于对电网特性进行不同深度研究高仿真和算法验证等需求的情况，为电网快速仿真，提供更接近实际的数据、展示、控制支持方法，为复杂电力设施，提供数字孪生建模方法，为高精和高可靠性要求的诸如电力变压器等，提供数据孪生建模方法，为监造、安全检测、评估等提供数字仿真方法。
附图说明
图1为本发明一种电网映像方法流程图；
图2为本发明一种电网映像系统结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
本发明一种电网映像方法，如图1所示，包括：
确定电网抽象对象，对电网抽象对象进行分级抽象，获取电网抽象对象数据；
对电网抽象对象数据进行存储并进行预处理，获取电网抽象对象的整合数据；
对整合数据生成整合数据集合，建立整合数据集合与目标电网的数据集合的映射关系；
根据映射关系，确定目标电网的静态和基准的映像数据帧，并将映像数据帧作为数据基准映像帧；
获取目标电网的管理配置信息和流动信息，建立配置信息和流动信息关联关系，根据关联关系确定动态和管理的控制数据帧；
将控制数据帧根据预设规则作用于数据基准映像帧，获取作用过程中每一时间点的映像数据帧，并对映像数据帧进行存储和展现。
展现的内容，包括：分数据表单、逻辑线路图、地理线路图、线路复杂过程幻片图和实景幻片图。
分级抽象，包括：
地理抽象，所述地理抽象，根据GPS及电网配置的地理信息系统和信息管理进行抽象；
物理抽象，所述物理抽象，根据电网区域所支持的工具，对电网中元件/设备进行抽象；
系统抽象，所述系统抽象，根据地理抽象数据及物理抽象数据关联的网络属性信息，对电网拓扑和电网运行方式设置类型进行抽象。
对映像数据帧进行存储，根据映像数据帧的时间序标、帧属类型和标识进行存储。
预设规则，根据电网特性和运行个规律进行制定。
本发明抽象数据如下表所示：
Figure BDA0002341129540000051
Figure BDA0002341129540000061
地理抽象，高精度需求可以采取GPS获得；其他描述可以从电网配置的地理信息系统、信息管理系统中获得；实景幻片可以采取出场实景图片或其他方法处理后进行管理；
物理抽象，可以按照电网区域进行工具支持的录入以及相关管理系统中提取；可以根据相关系统设置物理抽象数据的描述限制要求；
系统抽象比较复杂，可以按照电网区域，按照地理抽象、物理抽象获得的关联和连接等网络属性相关的信息，从已经建立的电网拓扑、运行方式设置类型等，建立系统抽象数据。
本发明还提出了一种电网映像系统200，如图2所示，包括：
采集模块201，确定电网抽象对象，对电网抽象对象进行分级抽象，获取电网抽象对象数据；
整合模块202，对电网抽象对象数据进行存储并进行预处理，获取电网抽象对象的整合数据；
映射模块203，对整合数据生成整合数据集合，建立整合数据集合与目标电网的数据集合的映射关系；
数据生成模块204，根据映射关系，确定目标电网的静态和基准的映像数据帧，并将映像数据帧作为数据基准映像帧；
控制模块205，获取目标电网的管理配置信息和流动信息，建立配置信息和流动信息关联关系，根据关联关系确定动态和管理的控制数据帧；
映像模块206，将控制数据帧根据预设规则作用于数据基准映像帧，获取作用过程中每一时间点的映像数据帧，并对映像数据帧进行存储和展现。
展现的内容，包括：分数据表单、逻辑线路图、地理线路图、线路复杂过程幻片图和实景幻片图。
分级抽象，包括：
地理抽象，所述地理抽象，根据GPS及电网配置的地理信息系统和信息管理进行抽象；
物理抽象，所述物理抽象，根据电网区域所支持的工具，对电网中元件/设备进行抽象；
系统抽象，所述系统抽象，根据地理抽象数据及物理抽象数据关联的网络属性信息，对电网拓扑和电网运行方式设置类型进行抽象。
对映像数据帧进行存储，根据映像数据帧的时间序标、帧属类型和标识进行存储。
预设规则，根据电网特性和运行个规律进行制定。
本发明可为电网特性研究、电网仿真分析计算等提供可信、完备的数据基础，用于对电网特性进行不同深度研究高仿真和算法验证等需求的情况，为电网快速仿真，提供更接近实际的数据、展示、控制支持方法，为复杂电力设施，提供数字孪生建模方法，为高精和高可靠性要求的诸如电力变压器等，提供数据孪生建模方法，为监造、安全检测、评估等提供数字仿真方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电网映像方法，所述方法包括：
确定电网抽象对象，对电网抽象对象进行分级抽象，获取电网抽象对象数据；
对电网抽象对象数据进行存储并进行预处理，获取电网抽象对象的整合数据；
对整合数据生成整合数据集合，建立整合数据集合与目标电网的数据集合的映射关系；
根据映射关系，确定目标电网的静态和基准的映像数据帧，并将映像数据帧作为数据基准映像帧；
获取目标电网的管理配置信息和流动信息，建立配置信息和流动信息关联关系，根据关联关系确定动态和管理的控制数据帧；
将控制数据帧根据预设规则作用于数据基准映像帧，获取作用过程中每一时间点的映像数据帧，并对映像数据帧进行存储和展现。
2.根据权利要求1所述的方法，所述展现的内容，包括：分数据表单、逻辑线路图、地理线路图、线路复杂过程幻片图和实景幻片图。
3.根据权利要求1所述的方法，所述分级抽象，包括：
地理抽象，所述地理抽象，根据GPS及电网配置的地理信息系统和信息管理进行抽象；
物理抽象，所述物理抽象，根据电网区域所支持的工具，对电网中元件/设备进行抽象；
系统抽象，所述系统抽象，根据地理抽象数据及物理抽象数据关联的网络属性信息，对电网拓扑和电网运行方式设置类型进行抽象。
4.根据权利要求1所述的方法，所述对映像数据帧进行存储，根据映像数据帧的时间序标、帧属类型和标识进行存储。
5.根据权利要求1所述的方法，所述预设规则，根据电网特性和运行个规律进行制定。
6.一种电网映像系统，所述系统包括：
采集模块，确定电网抽象对象，对电网抽象对象进行分级抽象，获取电网抽象对象数据；
整合模块，对电网抽象对象数据进行存储并进行预处理，获取电网抽象对象的整合数据；
映射模块，对整合数据生成整合数据集合，建立整合数据集合与目标电网的数据集合的映射关系；
数据生成模块，根据映射关系，确定目标电网的静态和基准的映像数据帧，并将映像数据帧作为数据基准映像帧；
控制模块，获取目标电网的管理配置信息和流动信息，建立配置信息和流动信息关联关系，根据关联关系确定动态和管理的控制数据帧；
映像模块，将控制数据帧根据预设规则作用于数据基准映像帧，获取作用过程中每一时间点的映像数据帧，并对映像数据帧进行存储和展现。
7.根据权利要求6所述的系统，所述展现的内容，包括：分数据表单、逻辑线路图、地理线路图、线路复杂过程幻片图和实景幻片图。
8.根据权利要求6所述的系统，所述分级抽象，包括：
地理抽象，所述地理抽象，根据GPS及电网配置的地理信息系统和信息管理进行抽象；
物理抽象，所述物理抽象，根据电网区域所支持的工具，对电网中元件/设备进行抽象；
系统抽象，所述系统抽象，根据地理抽象数据及物理抽象数据关联的网络属性信息，对电网拓扑和电网运行方式设置类型进行抽象。
9.根据权利要求6所述的系统，所述对映像数据帧进行存储，根据映像数据帧的时间序标、帧属类型和标识进行存储。
10.根据权利要求6所述的系统，所述预设规则，根据电网特性和运行个规律进行制定。
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