CN113835060B - 一种基于数字孪生的电力互感器在线状态监测方法及系统 - Google Patents

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CN113835060B CN202111390065.8A CN202111390065A CN113835060B CN 113835060 B CN113835060 B CN 113835060B CN 202111390065 A CN202111390065 A CN 202111390065A CN 113835060 B CN113835060 B CN 113835060B
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Abstract

本发明涉及一种基于数字孪生的电力互感器在线状态监测方法及系统,其方法包括:构建电力互感器物理实体的数字孪生体;所述数字孪生体包括几何模型、物理模型、行为模型和规则模型;基于电力互感器物理实体的实时数据和数字孪生体的输出信息之间的比较,在第一时间区间内修正所述数字孪生体;基于电力互感器物理实体和数字孪生体的实时输出信号之间的误差,在第二时间区间内确定并修正电力互感器物理实体的动态误差;根据所述数字孪生体与所述电力互感器物理实体的动态误差,在第三时间区间内预测电力互感器物理实体的状态。本发明通过构建电力互感器物理实体的数字孪生体,实现了在不停电的条件下电力互感器的状态评估和预测。

Description

一种基于数字孪生的电力互感器在线状态监测方法及系统
技术领域
本发明属于电力计量在线监测技术领域,具体涉及一种基于数字孪生的电力互感器在线状态监测方法及系统。
背景技术
电能计量装置是一种记录用户使用电能量多少的度量衡器具,电力互感器作为电能计量装置的组成部分,其输出信号的准确可靠是保障电能量贸易结算公平公正的基础。
CVT(Capacitive Voltage Transformer,电容式电压互感器)电压信号准确测量的前提条件是其处于健康状态,为保证这一条件,需要通过各种技术方法及时检测,以便确定维修方法和措施。若CVT处于健康状态,其测量的二次信号可以正常供给计量用或继保装置使用;若CVT健康状态受损,要根据技术手段判断其缺陷部位,及时地采取维修措施、或更换元件。由于CVT停电检修模式存在的缺点和问题过多,状态检测可以较好地改进传统模式的缺点。状态检测的原理即通过传感器获取CVT的电气参量,经技术手段对信号处理,获得表征CVT运行状态的特征参量值,将检测的特征值与历史数据参照值或其他参照值进行横向纵向比较,进而判断CVT的状态,可以及时避免缺陷的持续发展,也可以避免停电检修模式造成的电力中断。
数字孪生技术是一种集成多物理量、多尺度、多概率属性的仿真过程,能够在虚拟空间中生成物理实体的镜像,实现两者之间的实时交互映射,呈现物理实体全生命周期运行情况,并解决生产过程中海量数据的融合和挖掘、数字系统与物理系统的统一,以及多源异构资源的协调等问题。目前暂无数字孪生技术在电容式电压互感器状态在线监测领域的应用,具有广泛的应用前景。
针对CVT状态检测的主要方法为停电维修模式,即根据《电气设备预防性试验规程》的指标要求,对设备的状况进行维护。而停电检修模式可以检测CVT的绝缘状况、污秽条件等,但这种模式不可避免的要停止供电,且工作量较大,检修周期长,试验所加的电压不是电气设备日常运行所承受的高电压,不能对CVT状态真实判断,往往检修资源不能得到合理配置。
发明内容
为实现在不停电的条件下进行电力互感器的在线状态评估和预测,在本发明的第一方面提供了一种基于数字孪生的电力互感器在线状态监测方法,包括:构建电力互感器物理实体的数字孪生体;所述数字孪生体包括几何模型、物理模型、行为模型和规则模型;基于电力互感器物理实体的实时数据和数字孪生体的输出信息之间的比较,在第一时间区间内修正所述数字孪生体;基于电力互感器物理实体和数字孪生体的实时输出信号之间的误差,在第二时间区间内确定并修正电力互感器物理实体的动态误差;根据所述数字孪生体与所述电力互感器物理实体的动态误差,在第三时间区间内预测电力互感器物理实体的状态。
在本发明的一些实施例中,所述基于电力互感器物理实体的实时数据和数字孪生体的输出信息之间的比较,在第一时间区间内修正所述数字孪生体包括:将电力互感器物理实体与所述数字孪生体的输出信息进行比对,并计算两者之间的误差;根据比对结果分别修正数字孪生体的几何模型、物理模型、行为模型和规则模型,直至误差稳定且低于阈值。
在本发明的一些实施例中,所述基于电力互感器物理实体和数字孪生体的实时输出信号之间的误差,在第二时间区间内确定并修正电力互感器物理实体的动态误差:根据电力互感器物理实体二次电压信号的频率、相位、幅值以及噪声信号确定一个或多个相关函数;根据电力互感器物理实体和数字孪生体的实时输出信号计算每个相关函数值,并根据其确定电力互感器物理实体的动态误差。
进一步的,还包括:根据历史数据中的停电检修结果对所述电力互感器物理实体的误差进行修正,并设置其动态阈值;所述动态阈值包括相位差阈值和幅值差阈值。
在上述的实施例中,所述第一时间区间至第三时间区间依次表示为[0,t 1]、(t 1, t 2]、(t 2, t 3],且t 1t 2t 3
在上述的实施例中,所述构建电力互感器物理实体的数字孪生体包括如下步骤:利用多物理量、多尺度和多概率属性的数据,通过数字化建模软件,分别搭建数字孪生体的几何模型、物理模型、行为模型和规则模型。
本发明的第二方面,提供了一种数字孪生的电力互感器在线状态监测系统,包括:构建模块,用于构建电力互感器物理实体的数字孪生体;所述数字孪生体包括几何模型、物理模型、行为模型和规则模型;第一修正模块,用于基于电力互感器的实时数据和数字孪生体的输出信息之间的比较,在第一时间区间内修正所述数字孪生体;第二修正模块,用于基于电力互感器物理实体和数字孪生体的实时输出信号之间的误差,在第二时间区间内确定并修正电力互感器物理实体的动态误差;预测模块,用于根据所述数字孪生体与所述电力互感器物理实体的动态误差,在第三时间区间内预测电力互感器物理实体的状态。
进一步的,所述第一修正模块包括比对单元和修正单元,所述比对单元,用于将电力互感器物理实体与所述数字孪生体的输出信息进行比对,并计算两者之间的误差;所述修正单元,用于根据比对结果分别修正数字孪生体的几何模型、物理模型、行为模型和规则模型,直至所述误差稳定且低于阈值。
本发明的第三方面,提供了一种电子设备,包括:一个或多个处理器;存储装置,用于存储一个或多个程序,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现本发明在第一方面提供的基于数字孪生的电力互感器在线状态监测方法。
本发明的第四方面,提供了一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被处理器执行时实现本发明在第一方面提供的基于数字孪生的电力互感器在线状态监测方法。
本发明的有益效果是:
1.本发明通过构建电力互感器的数字孪生体,实现了在不停电的条件下电力互感器的状态评估和监测;
2.通过不同时间区间内的数字孪生体根据不同的信息以及历史停电数据,校正数字孪生模型和误差阈值,提高了CVT状态预测预测准确率;
3.通过设定动态误差阈值,提高数字孪生动态的鲁棒性,进一步提高CVT状态预测的准确率。
附图说明
图1为本发明的一些实施例中的基于数字孪生的电力互感器在线状态监测方法的基本流程示意图;
图2为本发明的一些实施例中的时间区间划分示意图;
图3为本发明的一些实施例中的基于数字孪生的电力互感器在线状态监测方法的具体流程示意图;
图4为本发明的一些实施例中的基于数字孪生的电力互感器在线状态监测方法的原理图;
图5为本发明的一些实施例中的基于数字孪生的电力互感器在线状态监测系统的结构示意图;
图6为本发明的一些实施例中的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
参考图1至图3,在本发明的第一方面,提供了一种基于数字孪生的电力互感器在线状态监测方法,包括:S100.构建电力互感器物理实体的数字孪生体;所述数字孪生体包括几何模型、物理模型、行为模型和规则模型;S200.基于电力互感器物理实体的实时数据和数字孪生体的输出信息之间的比较,在第一时间区间内修正所述数字孪生体;S300.基于电力互感器物理实体和数字孪生体的实时输出信号之间的误差,在第二时间区间内确定并修正电力互感器物理实体的动态误差;S400.根据数字孪生体与所述电力互感器物理实体的动态误差,在第三时间区间内预测电力互感器物理实体的状态。
在本发明的一些实施例的步骤S200中,所述基于电力互感器物理实体的实时数据,在第一时间区间内修正所述数字孪生体包括:S201.将电力互感器物理实体与所述数字孪生体的输出信息进行比对,并计算两者之间的误差;S202.根据比对结果分别修正数字孪生体的几何模型、物理模型、行为模型和规则模型,直至所述误差稳定且低于阈值。
具体地,选择时间范围[0,t],且满足t∈[0,t1]时,根据实时数据,将CVT物理实体与CVT数字孪生体的输出信息进行比对,根据比对结果修正CVT数字孪生体的几何模型、物理模型、行为模型、规则模型,直到比对出的运行误差为相对稳定的最小值,即创建出最接近在运行工况下CVT物理实体属性的CVT数字孪生体;可以理解,上述电力互感器虽然仅以CVT物理实体为例,构建数字孪生体,并不影响依据上述方法构建其他的电力互感器物理实体的数字孪生体。
在本发明的一些实施例的步骤S300中,所述基于电力互感器物理实体和数字孪生体的实时输出信号之间的误差,在第二时间区间内确定并修正电力互感器物理实体的动态误差:S301.根据电力互感器物理实体二次电压信号的频率、相位、幅值以及噪声信号确定一个或多个相关函数;S302.根据电力互感器物理实体和数字孪生体的实时输出信号计算每个相关函数值,并根据其确定电力互感器物理实体的动态误差。
具体地,设
Figure 189236DEST_PATH_IMAGE002
为CVT物理实体输出的真实二次电压信号、
Figure 388267DEST_PATH_IMAGE004
为CVT数字孪生体输出的仿真二次电压信号,则有:
Figure 338643DEST_PATH_IMAGE006
(1)
Figure 140377DEST_PATH_IMAGE008
(2)
其中,真实二次电压信号与仿真二次电压信号的频率均为f0;相应地,真实二次电压信号和仿真二次电压信号的相位分别为φ 1 、φ 2 ,其幅值分别为U 1mU 2m,噪声信号分别为N μ1(t)、N μ2(t),t为时间序列;
真实二次电压信号与仿真二次电压信号的相位差
Figure 626853DEST_PATH_IMAGE009
、幅值差
Figure 964163DEST_PATH_IMAGE010
分别为:
Figure 401835DEST_PATH_IMAGE012
(3)
Figure 538418DEST_PATH_IMAGE013
(4)
真实二次电压信号与仿真二次电压信号相关函数
Figure 817084DEST_PATH_IMAGE014
Figure 709648DEST_PATH_IMAGE015
Figure 401661DEST_PATH_IMAGE016
的估 计值为:
Figure 341935DEST_PATH_IMAGE018
(5)
Figure 973642DEST_PATH_IMAGE020
(6)
Figure 341170DEST_PATH_IMAGE022
(7)
其中,T为时间周期。
结合(5)、(6)、(7)求得:
Figure 628800DEST_PATH_IMAGE023
(8)
Figure 513711DEST_PATH_IMAGE024
(9)
当相位差△1满足式(10),幅值差△2满足(11)时,创建出最接近在运行工况下CVT物理实体属性的CVT数字孪生体:
Figure DEST_PATH_IMAGE026
(10)
Figure DEST_PATH_IMAGE028
(11)
进一步的,还包括:根据历史数据中的停电检修结果对所述CVT物理实体的误差进行修正,并设置其动态阈值;所述动态阈值包括相位差阈值和幅值差阈值。
具体地,选择时间范围(t1,t],且满足t∈[t1,t2]时,将CVT物理实体与CVT数字孪生体输出信号的比对,根据比对结果及CVT超差阈值进行判断,看CVT物理实体是否超差;若存在超差,则对设备进行相应的运行维护,同时将运行维护结果保存到停电检定数据中。
根据历史数据中的停电检定结果数据对CVT物理实体超差阈值进行修正:当停电检定结果为CVT正常时,将CVT物理实体超差阈值进行修正:
相位差阈值:
Figure DEST_PATH_IMAGE029
(12)
其中,
Figure DEST_PATH_IMAGE030
Figure DEST_PATH_IMAGE031
分别为相位差阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE032
的初始下限、初始上限,
Figure DEST_PATH_IMAGE033
为真实二次电压 信号与仿真二次电压信号的相位差。
幅值差阈值:
Figure DEST_PATH_IMAGE034
(13)
其中,
Figure DEST_PATH_IMAGE035
Figure DEST_PATH_IMAGE036
分别为幅值差阈值U mBV的初始下限、初始上限,
Figure DEST_PATH_IMAGE037
为真实二次电压 信号与仿真二次电压信号的幅值差。
在上述的实施例中,所述第一时间区间至第三时间区间依次表示为[0,t 1]、(t 1, t 2]、(t 2, t 3],且t 1t 2t 3;具体地,t 1为CVT刚投运运行的时间,t 2、 t 3为校正数字孪生模型后的任意时刻。
在本发明的一些实施例的步骤S400中,根据所述数字孪生体与所述电力互感器物理实体的动态误差,在第三时间区间内预测电力互感器的状态。
具体地,选择时间范围(t2,t],且满足t∈[t2,t3]时,根据预测数据,并结合t 2 时刻CVT超差阈值,对CVT物理实体运行误差状态进行预测,如果发现有超差风险,就对CVT物理实体给出“运维预警”的指示。
根据天气预报等外部数据,得到对应时间预测的温度信息T(t),更新CVT数字孪生模型中的环境参数,其他模型参数与t 2 时刻保持一致,可以输出仿真的二次电压信号,仿真结果与t 2 时刻CVT超差阈值进行判断,给出CVT物理实体运行误差的预测结果,并指导运维。
在上述的实施例的步骤S100中,所述构建电力互感器物理实体的数字孪生体包括如下步骤:利用多物理量、多尺度和多概率属性的数据,通过数字化建模软件,分别搭建数字孪生体的几何模型、物理模型、行为模型和规则模型。
实施例2
参考图4,本发明的第二方面,提供了一种数字孪生的电力互感器在线状态监测系统1,包括:构建模块11,用于构建电力互感器物理实体的数字孪生体;所述数字孪生体包括几何模型、物理模型、行为模型和规则模型;第一修正模块12,用于基于电力互感器物理实体的实时数据和数字孪生体的输出信息之间的比较,在第一时间区间内修正所述数字孪生体;第二修正模块13,用于基于电力互感器物理实体和数字孪生体的实时输出信号之间的误差,在第二时间区间内确定并修正电力互感器物理实体的动态误差;预测模块14,用于根据所述数字孪生体与所述电力互感器物理实体的动态误差,在第三时间区间内预测电力互感器物理实体的状态。
进一步的,所述第一修正12模块包括比对单元和修正单元,所述比对单元,用于将电力互感器物理实体与所述数字孪生体的输出信息进行比对,并计算两者之间的误差;所述修正单元,用于根据比对结果分别修正数字孪生体的几何模型、物理模型、行为模型和规则模型,直至所述误差稳定且低于阈值。
参考图5,构建模块11通过物理空间、信息空间、孪生数据之间的连接和数据交互,共同完成数字孪生体的构建,因此,在本发明的一个实施例中,一种数字孪生的电力互感器在线状态监测系统1包括:CVT物理实体、CVT数字孪生体、孪生数据、信号比对模块、运行状态判断模块、运行状态预测模块和开关(K1、K2、K3);
(1)CVT物理实体:用于输出真实二次电压信号;
(2)CVT数字孪生体:用于输出仿真二次电压信号;
其中,CVT数字孪生体包括几何模型、物理模型、行为模型和规则模型;
几何模型为描述CVT物理实体的几何参数(如形状、尺寸、位置等)与关系(如装配关系)的三维模型,与CVT物理实体具备良好的时空一致性,对细节层次的渲染可使物理模型更加接近CVT物理实体;物理模型可利用三维建模软件(如SolidWorks 等)或仪器设备(如三维扫描仪)来创建;
物理模型在几何模型的基础上增加了CVT物理实体的物理属性、约束、特征等信息,通常可利用ANSYS等工具从宏观及微观尺度进行动态的数学近似模拟与刻画,如结构、流体、电厂、磁场建模仿真分析等;
行为模型描述了不同粒度不同空间尺度下的CVT物理实体在不同时间尺度下的外部环境与干扰,以及内部运行机制共同作用下产生的实时响应及行为,如随时间推进的演化行为、动态功能行为、性能退化行为等;规则模型包括基于历史关联数据的规律规则,基于硬性知识总结的经验,以及相关领域标准与准则等。通过对上述4类模型进行组装、集成与融合,从而创建对应CVT物理实体的数字孪生体。
(3)孪生数据包括实时数据、预测数据、历史数据;实时数据为通过高精度信号采集装置采集CVT物理实体在线运行的工况数据、性能参数、环境参数、突发扰动等各类实时数据;预测数据为CVT物理实体的预测工况数据、预测性能参数、预测环境参数等各类数据;历史数据为CVT物理实体的出厂检定数据、运行数据、停电检定数据等各类数据;通过大数据算法,对实时数据、预测数据、历史数据进行数据转化、预处理、分类、关联、集成、融合等相关处理后,得到信息物理融合数据,实现CVT物理实体、CVT数字孪生体与孪生数据的互联和共享。
(4)信号比对模块用于将CVT物理实体输出的真实二次电压信号与CVT数字孪生体输出的仿真二次电压信号进行比对,输出比对结果。
(5)运行状态判断模块包括CVT超差阈值单元和CVT超差判断单元;CVT超差阈值单元给出了CVT超差的阈值;CVT超差判断单元针对信号比对单元输出的的比对结果和CVT超差的阈值区间,给出运行状态判断结果。
(6)运行状态预测模块主要通过预测环境因素如预测温度值,通过调整CVT数字孪生模型中的环境参数,输出仿真二次电压信号,对CVT物理实体运行状态进行预测,并指导运维。
(7)开关(K1、K2、K3)用于形成时间控制策略,在修正数字孪生体模型后,实现CVT物理实体的运行状态的评估与预测;K1闭合,K2、K3断开时,形成修正数字孪生体模型的回路;K2闭合,K1、K3断开时,形成评估CVT物理实体的运行状态的回路,并根据评估结果指导运维;K3闭合,K1、K2断开时,形成预测评估CVT物理实体的运行状态,并根据预测结果指导运维。
实施例3
参考图6,本发明的第三方面,提供了一种电子设备,包括:一个或多个处理器;存储装置,用于存储一个或多个程序,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现本发明在第一方面的方法。
电子设备500可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)501,其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储装置508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中,还存储有电子设备500操作所需的各种程序和数据。处理装置501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。
通常以下装置可以连接至I/O接口505:包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置506;包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置507;包括例如硬盘等的存储装置508;以及通信装置509。通信装置509可以允许电子设备500与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图6示出了具有各种装置的电子设备500,但是应理解的是,并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。图6中示出的每个方框可以代表一个装置,也可以根据需要代表多个装置。
特别地,根据本公开的实施例,上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如,本公开的实施例包括一种计算机程序产品,其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序,该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中,该计算机程序可以通过通信装置509从网络上被下载和安装,或者从存储装置508被安装,或者从ROM 502被安装。在该计算机程序被处理装置501执行时,执行本公开的实施例的方法中限定的上述功能。需要说明的是,本公开的实施例所描述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开的实施例中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开的实施例中,计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:电线、光缆、RF(射频)等等,或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的;也可以是单独存在,而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个计算机程序,当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时,使得该电子设备:
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的实施例的操作的计算机程序代码,程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++、Python,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)——连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图,图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于数字孪生的电力互感器在线状态监测方法,其特征在于,包括:
构建电力互感器物理实体的数字孪生体;所述数字孪生体包括几何模型、物理模型、行为模型和规则模型;
基于电力互感器物理实体的实时数据和数字孪生体的输出信息之间的比较,在第一时间区间内修正所述数字孪生体;
基于电力互感器物理实体和数字孪生体的实时输出信号之间的误差,在第二时间区间内确定并修正电力互感器物理实体的动态误差;其具体步骤包括:根据电力互感器物理实体二次电压信号的频率、相位、幅值以及噪声信号确定一个或多个相关函数;根据电力互感器物理实体和数字孪生体的实时输出信号计算每个相关函数值,并根据其确定电力互感器物理实体的动态误差;根据历史数据中的停电检修结果对所述电力互感器物理实体的动态误差进行修正,并设置其动态阈值;所述动态阈值包括相位差阈值和幅值差阈值;
根据所述数字孪生体与所述电力互感器物理实体的动态误差,在第三时间区间内预测电力互感器物理实体的状态。
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的电力互感器在线状态监测方法,其特征在于,所述基于电力互感器物理实体的实时数据和数字孪生体的输出信息之间的比较,在第一时间区间内修正所述数字孪生体包括:
将电力互感器物理实体与所述数字孪生体的输出信息进行比对,并计算两者之间的误差;
根据比对结果分别修正所述数字孪生体的几何模型、物理模型、行为模型和规则模型,直至误差稳定且低于阈值。
3.根据权利要求1至2任一项所述的数字孪生的电力互感器在线状态监测方法,其特征在于,所述第一时间区间至第三时间区间依次表示为[0,t 1]、(t 1, t 2]、(t 2, t 3],且t 1t 2t 3
4.根据权利要求1至2任一项所述的数字孪生的电力互感器在线状态监测方法,其特征在于,所述构建电力互感器物理实体的数字孪生体包括如下步骤:
利用多物理量、多尺度和多概率属性的数据,通过数字化建模软件,分别搭建数字孪生体的几何模型、物理模型、行为模型和规则模型。
5.一种数字孪生的电力互感器在线状态监测系统,其特征在于,包括:
构建模块,用于构建电力互感器物理实体的数字孪生体;所述数字孪生体包括几何模型、物理模型、行为模型和规则模型;
第一修正模块,用于基于电力互感器物理实体的实时数据和数字孪生体的输出信息之间的比较,在第一时间区间内修正所述数字孪生体;
第二修正模块,用于基于电力互感器物理实体和数字孪生体的实时输出信号之间的误差,在第二时间区间内确定并修正电力互感器物理实体的动态误差;其具体步骤包括:根据电力互感器物理实体二次电压信号的频率、相位、幅值以及噪声信号确定一个或多个相关函数;根据电力互感器物理实体和数字孪生体的实时输出信号计算每个相关函数值,并根据其确定电力互感器物理实体的动态误差;根据历史数据中的停电检修结果对所述电力互感器物理实体的动态误差进行修正,并设置其动态阈值;所述动态阈值包括相位差阈值和幅值差阈值;
预测模块,用于根据所述数字孪生体与所述电力互感器物理实体的动态误差,在第三时间区间内预测电力互感器物理实体的状态。
6.根据权利要求5所述的数字孪生的电力互感器在线状态监测系统,其特征在于,所述第一修正模块包括比对单元和修正单元,
所述比对单元,用于将电力互感器物理实体与所述数字孪生体的输出信息进行比对,并计算两者之间的误差;
所述修正单元,用于根据比对结果分别修正数字孪生体的几何模型、物理模型、行为模型和规则模型,直至所述误差稳定且低于阈值。
7.一种电子设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器;存储装置,用于存储一个或多个程序,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至4任一项所述的基于数字孪生的电力互感器在线状态监测方法。
8.一种计算机可读介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的基于数字孪生的电力互感器在线状态监测方法。
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