CN114548951A - 基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化系统及方法 - Google Patents

基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化系统及方法，属于电网数据处理领域；数据采集模块获取电网基础设施的电力数据；数据库存储数据采集模块采集的电力数据；数据处理模块对数据库内的电力数据进行处理以得到每个电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据并存储到所述数据库；数据可视化模块根据本身数据和关联数据生成数字孪生模型，以向用户可视化的展示所述电网基础设施的电力数据以及相互连接关系。本申请提供的方案，能够自动筛选电网基础设施的电力数据，并以数字孪生模型的方式向用户展示。直观形象且能够快速得到相关电网基础设施的电力数据。

Description

基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化系统及方法
技术领域
本发明涉及电网数据处理领域，特别地，涉及一种基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化系统及方法。
背景技术
当前电网运行的基础设施相关的数据都分散的记录在不同的系统以及大量的电子表格及文档中，查询数据主要依靠人工筛选，效率很低，发生故障或者事故难以及时响应。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化系统及方法，以解决现有电网运行的基础设施的数据孤岛化，查询数据效率低，发生故障或者事故难以及时响应的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一方面，
一种基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化系统，包括：
数据采集模块，用于获取所述电网基础设施的电力数据；
数据库，用于存储所述数据采集模块采集的电力数据；
数据处理模块，用于对数据库内的电力数据进行处理以得到每个电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据并存储到所述数据库；
数据可视化模块，用于根据所述数据库内本身数据和关联数据生成数字孪生模型，以向用户可视化的展示所述电网基础设施的电力数据以及相互连接关系。
进一步地，所述数据采集模块包括：
第一数据采集单元，用于采集电子文档类数据；
第二数据采集单元，用于采集非电子文档类数据。
进一步地，所述第一数据采集单元通过办公自动化工具获取电子文档类数据。
进一步地，所述数据处理模块包括：
第一API接口，用于从数据库中调用数据采集模块采集的电力数据；
数据预处理单元，用于对所述第一API接口调用的电力数据进行预处理，所述预处理包括以下至少一种处理方式：分词、特征表示、特征提取、计数、统计和判断；
聚类和分类单元，用于对数据预处理单元预处理后的电力数据进行聚类和分类得到每个电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据。
进一步地，所述数据可视化模块，包括：
第二API接口，用于从所述数据库中调用所述数据处理模块处理后的电力数据；
可视化单元，用于将第二API接口调用的电力数据以数字孪生模型及图表的形式进行展示。
另一方面，
一种基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化方法，包括以下步骤：
获取每个电网基础设施的电力数据，所述电力数据包括所述电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据；
通过数字孪生技术根据所述本身数据和关联数据生成数字孪生模型。
进一步地，所述获取每个电网基础设施的电力数据，包括：
通过办公自动化工具获取电子文档类数据和/或通过API接口获取非电子文档类数据；
将获取的数据存储在数据库内；
通过数据库获取每个电网基础设施的电力数据。
进一步地，所述通过数据库获取每个电网基础设施的电力数据，包括：
对所述数据库内的电力数据进行预处理，所述预处理包括以下至少一种处理方式：分词、特征表示、特征提取、计数、统计和判断；
将预处理后的数据进行聚类和分类得到每个电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据。
进一步地，所述将预处理后的数据进行聚类和分类得到每个电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据，包括：
从以下至少一种维度：综合态势、应急处理、重点设备、辅助策略和投诉预警对数据进行聚类和分类；
综合态势维度包括每个线路的供电负荷、正常阈值和设备详细信息；
应急处理维度包括设备报警信息、设备详细信息，线路告警信息，线路详细信息；
辅助决策和投诉预警维度包括设备故障统计、失电统计和预警阈值。
进一步地，所述通过数字孪生技术根据所述本身数据和关联数据生成数字孪生模型，包括：
根据所述关联数据构建电网基础设施的框架模型；
将每个电网基础设施的本身数据添加到所述框架模型中对应的电网基础设施中得到数字孪生模型。
有益效果：
本申请技术方案提供一种基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化系统及方法，数据采集模块获取电网基础设施的电力数据；数据库存储数据采集模块采集的电力数据；数据处理模块对数据库内的电力数据进行处理以得到每个电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据并存储到所述数据库；数据可视化模块根据本身数据和关联数据生成数字孪生模型，以向用户可视化的展示所述电网基础设施的电力数据以及相互连接关系。本申请提供的方案，能够自动筛选电网基础设施的电力数据，并以数字孪生模型的方式向用户展示。直观形象且能够快速得到相关电网基础设施的电力数据。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本发明实施例提供的一种基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化系统结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种具体的基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化方法的流程图；
图4是本发明实施例提供的一种基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化方法原理图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的描述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。
参照图1，本发明实施例提供了一种基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化系统，包括：
数据采集模块10，用于获取所述电网基础设施的电力数据；
数据库20，用于存储所述数据采集模块10采集的电力数据；
数据处理模块30，用于对数据库20内的电力数据进行处理以得到每个电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据；
数据可视化模块40，用于根据所述数据库内本身数据和关联数据生成数字孪生模型，以向用户可视化的展示所述电网基础设施的电力数据以及相互连接关系。
本发明实施例提供的基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化系统，数据采集模块获取电网基础设施的电力数据；数据库存储数据采集模块采集的电力数据；数据处理模块对数据库内的电力数据进行处理以得到每个电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据并存储到所述数据库；数据可视化模块根据本身数据和关联数据生成数字孪生模型，以向用户可视化的展示所述电网基础设施的电力数据以及相互连接关系。本申请提供的方案，能够自动筛选电网基础设施的电力数据，并以数字孪生模型的方式向用户展示。直观形象且能够快速得到相关电网基础设施的电力数据。
如图2所示，作为对上述实施例的一种补充说明，所述数据采集模块10包括：
第一数据采集单元11，用于采集电子文档类数据；第一数据采集单元11通过办公自动化工具获取电子文档类数据。其中，电子文档类数据包括电子表格及文档中的数据；办公自动化工具可以采用Python中的xlwt、xlrd、os等。
第二数据采集单元12，用于采集非电子文档类数据。第二数据采集单元12通过API接口采集非电子文档类数据，并将采集的电力数据传输至数据库。非电子文档类数据来源是相关的系统、平台或者传感器。
可选地，数据处理模块30包括：
第一API接口31，用于从数据库20中调用数据采集模块10采集的电力数据；
数据预处理单元32，用于对所述第一API接口31调用的电力数据进行预处理，所述预处理包括以下至少一种处理方式：分词、特征表示、特征提取、计数、统计和判断；
聚类和分类单元33，用于对数据预处理单元预处理后的电力数据进行聚类和分类得到每个电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据。
数据处理模块30将处理后的电力数据存储至数据库10中。
需要说明的是，聚类和分类是针对业务的具体应用而定的，一般电力可分为：综合态势、应急处理、辅助策略、重点设备、投诉预警等，分别关注的数据有：
综合态势：每个线路的供电负荷、正常阈值，设备详细信息等；
应急处理关注：设备报警信息、设备详细信息，线路告警信息，线路详细信息等；辅助决策和投诉预警：设备故障统计、失电统计、预警阈值等；
可选地，所述数据可视化模块40，包括：
第二API接口41，用于从所述数据库10中调用所述数据处理模块30处理后的电力数据；
可视化单元42，用于将第二API接口41调用的电力数据以数字孪生模型及图表的形式进行展示。
本发明实施例提供的具体的基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化系统，数据统一由系统进行管理和分析，无需人工重复劳动。查找设备信息，快速直观。数据采集模块和数据可视化模块都通过API接口从数据库中获取数据，而非直接调用上一模块的数据，这样避免了某一模块瘫痪而导致整个系统崩溃的情况，增强了系统的稳定性。整个系统分为数据采集模块、数据处理模块、数据可视化模块和数据库四大部分，整个系统模块化，便于维护和维修。可视化单元包括Unreal Engine、Echarts等目前主流的可视化工具，保障了数据可视化的效果。数据处理模块首先对数据进行预处理后再进行聚类和分类，增强了处理的效果，提高了数据的质量。
一个实施例中，如图3所示，本发明提供一种基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化方法，包括以下步骤：
S11：获取每个电网基础设施的电力数据，所述电力数据包括所述电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据；
具体地，通过办公自动化工具获取电子文档类数据和/或通过API接口获取非电子文档类数据；将获取的数据存储在数据库内；通过数据库获取每个电网基础设施的电力数据。
其中，通过数据库获取每个电网基础设施的电力数据，包括：对所述数据库内的电力数据进行预处理，所述预处理包括以下至少一种处理方式：分词、特征表示、特征提取、计数、统计和判断；将预处理后的数据进行聚类和分类得到每个电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据。
聚类和分类时从以下至少一种维度：综合态势、应急处理、重点设备、辅助策略和投诉预警对数据进行聚类和分类；综合态势维度包括每个线路的供电负荷、正常阈值和设备详细信息；应急处理维度包括设备报警信息、设备详细信息，线路告警信息，线路详细信息；辅助决策和投诉预警维度包括设备故障统计、失电统计和预警阈值。将电力数据以多个不同维度分类，方便故障时直接查看相应维度的数据，能够更快的响应。
S12：通过数字孪生技术根据所述本身数据和关联数据生成数字孪生模型。具体地，根据所述关联数据构建电网基础设施的框架模型；将每个电网基础设施的本身数据添加到所述框架模型中对应的电网基础设施中得到数字孪生模型。
实现原理逻辑如图4所示，其中，由设备/线路状态（相当于关联数据）生成数字孪生模型，当用户想要查询时，只需要点击相应位置的基础设置，即可在UI界面查询到设备/线路详情（相当于本身数据）。
本发明实施例提供的基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化方法，现有数据孤岛通过办公自动化提取、API接口获取的方式对接到设计好的数据库中，再对数据进行整体的清洗，统计，分析，逻辑判断等操作，构建在数字世界及数据模型中并保持同步，通过数字平台自由互动，选择需要了解的实际物理世界线网和设备详细的信息和状态。具有数据统一由系统进行管理和分析，无需人工重复劳动，查找设备信息快速直观的优点。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于获取所述电网基础设施的电力数据；
数据库，用于存储所述数据采集模块采集的电力数据；
数据处理模块，用于对数据库内的电力数据进行处理以得到每个电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据并存储到所述数据库；
数据可视化模块，用于根据所述数据库内本身数据和关联数据生成数字孪生模型，以向用户可视化的展示所述电网基础设施的电力数据以及相互连接关系。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述数据采集模块包括：
第一数据采集单元，用于采集电子文档类数据；
第二数据采集单元，用于采集非电子文档类数据。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述第一数据采集单元通过办公自动化工具获取电子文档类数据。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述数据处理模块包括：
第一API接口，用于从数据库中调用数据采集模块采集的电力数据；
数据预处理单元，用于对所述第一API接口调用的电力数据进行预处理，所述预处理包括以下至少一种处理方式：分词、特征表示、特征提取、计数、统计和判断；
聚类和分类单元，用于对数据预处理单元预处理后的电力数据进行聚类和分类得到每个电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述数据可视化模块，包括：
第二API接口，用于从所述数据库中调用所述数据处理模块处理后的电力数据；
可视化单元，用于将第二API接口调用的电力数据以数字孪生模型及图表的形式进行展示。
6.一种基于数字孪生技术的电网基础设施台账可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取每个电网基础设施的电力数据，所述电力数据包括所述电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据；
通过数字孪生技术根据所述本身数据和关联数据生成数字孪生模型。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述获取每个电网基础设施的电力数据，包括：
通过办公自动化工具获取电子文档类数据和/或通过API接口获取非电子文档类数据；
将获取的数据存储在数据库内；
通过数据库获取每个电网基础设施的电力数据。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述通过数据库获取每个电网基础设施的电力数据，包括：
对所述数据库内的电力数据进行预处理，所述预处理包括以下至少一种处理方式：分词、特征表示、特征提取、计数、统计和判断；
将预处理后的数据进行聚类和分类得到每个电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述将预处理后的数据进行聚类和分类得到每个电网基础设施的本身数据以及与其他电网基础设施的关联数据，包括：
从以下至少一种维度：综合态势、应急处理、重点设备、辅助策略和投诉预警对数据进行聚类和分类；
综合态势维度包括每个线路的供电负荷、正常阈值和设备详细信息；
应急处理维度包括设备报警信息、设备详细信息，线路告警信息，线路详细信息；
辅助决策和投诉预警维度包括设备故障统计、失电统计和预警阈值。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述通过数字孪生技术根据所述本身数据和关联数据生成数字孪生模型，包括：
根据所述关联数据构建电网基础设施的框架模型；
将每个电网基础设施的本身数据添加到所述框架模型中对应的电网基础设施中得到数字孪生模型。
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