CN114880884B - 一种基于数字化能源系统的专业化建模分析方法及系统 - Google Patents
一种基于数字化能源系统的专业化建模分析方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种基于数字化能源系统的专业化建模分析方法及系统,其方法包括:基于电网物理模型以及空间数据模型规范搭建HY‑CIM数字化模型;获取电网应用业务场景,并结合HY‑CIM数字化模型,构建数字能源系统的空间范围检索的基础电力设备资源数据;通过个性化电力符号显示方案,完成对设备模型建模的图形参数补充,并结合基础电力设备资源数据形成地理空间范围内业务场景渲染数据;基于业务场景渲染数据,对数字化能源系统进行符号化渲染以及存储对应的拓扑数据,实现专业化设备建模。实现专业化建模,具备拓扑数据存储,进而提高检修效率以及提高电力能源计算分析效率。
Description
技术领域
本发明涉及建模分析技术领域,特别涉及一种基于数字化能源系统的专业化建模分析方法及系统。
背景技术
地图展示是一种最直观的可视化方法,它提供由宏观到微观的视图展示效果,并可实现不同尺度间的自由切换。通过将展示数据与不同的尺度进行关联,可以实现对纷繁复杂的数据的展示。
并且,随着电力技术的发展,超大规模并网成为全球电力系统发展的重要过程,各种新能源、分布式电网、新设备、新技术等加入电网,虽然随着电力设备的更新升级和运行控制技术的进步,电力系统安全性得到了一定程度的提高,但是,在对电力系统进行检测的过程中,一般是通过人为检测或者是通过一定的智能设备进行检测,来确定电力系统的当下运行情况,供检修人员参考维修,进而确定安全可行性,但是,在参考的过程中,一般可能只是对某部分运行数据的参考,不能对电力系统的整体构架进行参考,导致检修效率低下,所以,通过根据电力系统的地理空间与电力系统本身的结合进行专业化建模,来方便检修人员对电力系统更加直观的了解,提高检修效率以及提高电力能源计算分析效率。
因此,本发明提出一种基于数字化能源系统的专业化建模分析方法及系统。
发明内容
本发明提供一种基于数字化能源系统的专业化建模分析方法及系统,用以解决上述提出的技术问题。
本发明提出一种基于数字化能源系统的专业化建模分析方法,包括:
步骤1:基于电网物理模型以及空间数据模型规范搭建HY-CIM数字化模型;
步骤2:获取电网应用业务场景,并结合HY-CIM数字化模型,构建数字能源系统的空间范围检索的基础电力设备资源数据;
步骤3:通过个性化电力符号显示方案,完成对设备模型建模的图形参数补充,并结合基础电力设备资源数据形成地理空间范围内业务场景渲染数据;
步骤4:基于业务场景渲染数据,对数字化能源系统进行符号化渲染以及存储对应的拓扑数据,实现专业化设备建模。
优选的,HY-CIM数字化模型对应覆盖空间的地理空间数据、图形数据以及拓扑数据。
优选的,实现专业化设备建模的过程中,还包括:
获取电力设备的运行状态以及拓扑信息,并实时跟踪电力设备的资源变化情况,进行数据分析;
根据数据分析结果,确定电力设备的当前设备拓扑线性结构;
基于当前设备拓扑线性结构,构建二维邻接矩阵并存储到内存。
优选的,基于当前设备拓扑线性结构构建二维邻接矩阵并存储到内存之后,还包括:
接收二维邻接矩阵以及业务场景标识,并以当前二维邻接矩阵为顶点,开展深度优先遍历和广度优先遍历进行数据处理形成场景内拓扑分析数据;
抽取电力设备的自动化参数,并构建电力设备的异常数据结构;
根据场景内拓扑分析数据以及异常数据结构,得到电力设备的实时监控结果以及对应分析数据的实时状况结果。
优选的,构建电力设备的异常数据结构之后,还包括:
根据HY-CIM数字化模型、场景内拓扑分析数据、异常数据结构形成场景所需数据,并构建得到电力设备的分析结构体。
优选的,根据HY-CIM数字化模型、场景内拓扑分析数据、异常数据结构形成场景所需数据之后,还包括:
根据场景所需数据构建符号化渲染数据,并进行符号化渲染高亮设备;
根据个性化业务场景符号化渲染场景,对电力设备进行设备版本任务新建,得到设备版本任务数据;
根据设备版本任务数据以及不同电力设备类型,形成单一设备符号,在符号化基础上,将对应电力设备按照像素转换,以线性设备将单点设备进行连接形成版本内绘制数据;
根据版本内绘制数据以及对应设备版本任务数据形成当前版本任务数据;
根据当前版本任务数据,构建版本设备拓扑线性结构以及HY-CIM数字化模型的电力数据,形成批次号下版本数据并存储;
查询并分析批次号版本数据的当前结构的完整性,触发内存中的内拓扑数据更新。
优选的,通过个性化电力符号显示方案,完成对设备模型建模的图形参数补充,包括:
获取个性化电力符号显示方案中针对每个电力设备的第一符号组;
对第一符号组进行解析,确定每个第一符号的第一符号表达状态;
获取设备模型的第二符号组,并确定第二符号组中每个第二符号的第二符号表达状态;
根据设备模型涉及到的电力设备的设备型号,获取对应的第二符号组以及第一符号组,并按照对应的第一符号表达状态与第二符号表达状态进行比较,确定设备模型针对每个电力设备存在的缺失符号;
确定每个缺失符号在对应第一符号组中的状态转换阵列,并根据状态转换阵列确定对应缺失符号的符号权重值;
当符号权重值大于或等于预设权重值时,判定将对应的缺失符号作为对设备模型建模的图像参数的补充符号;
当符号权重值小于预设权重值时,判定将对应的缺失符号作为待定符号,并判断对应待定符号的状态转换阵列中的可转换状态个数以及允许最大并行状态转换个数;
当可转换状态个数大于第一预设个数,且允许最大并行状态转换个数大于第二预设个数,将对应待定符号作为对设备模型建模的图像参数的补充符号;
否则,将对应待定符号传输到内存进行存储,当待定符号的总数量大于预设数量时,与对应设备模型建立对应的辅助触发条件,并作为对设备模型建模的图像参数的补充条件。
优选的,获取电力设备的运行状态以及拓扑信息,并实时跟踪电力设备的资源变化情况,进行数据分析,包括:
根据电力设备的运行状态以及拓扑信息,确定电力设备中每个元件的运行状况,同时,获取电力设备中每个元件处于对应运行状况下的第一连接关系以及电力设备处于对应运行状态下与其余电力设备的第二连接关系;
基于电力设备的资源变化情况,获取当下时刻每个元件基于对应运行状况的元件状态标识,基于元件状态标识以及对应的第一连接关系,构建电力设备的第一状态图谱;
根据第一连接关系,对第一状态图谱进行状态校验,并确定是否存在伪状态,若存在,将伪状态对应的元件进行第一标定;
同时,对伪状态对应的元件的当下状态进行自动更新,并根据更新情况,确定拓扑分析效率是否满足预设决策与控制条件;
若满足,基于对应元件的真状态以及对应元件更新后的状态,获取得到第二状态图谱;
基于第二状态图谱,确定电力设备的运行方式的第一改变,并基于所有第一改变以及对应的第二连接关系,确定由若干电力设备构成的拓扑结构的第二改变;
基于第一改变,对电力设备中的元件进行第一电压等级区分;
基于第二改变,对拓扑结构涉及到的若干电力设备进行第二电压等级区分;
基于第一电压等级区分结果以及第二电压等级区分结果,构建得到新的拓扑数据,并根据对应电力设备的所有第一改变以及所有第二改变所对应的新的拓扑数据,构建得到新拓扑阵列,并存储到内存;
基于新拓扑阵列,用于对对应电力设备进行专业化建模。
优选的,基于业务场景渲染数据,对数字化能源系统进行符号化渲染以及存储对应的拓扑数据,实现专业化设备建模,包括:
对业务场景渲染数据进行场景解析,获取得到若干条子场景数据,并分别获取每条子场景数据的场景属性以及场景特征集合;
根据场景属性,指定特征列表中的第一阵列,并将对应场景特征集合中每个场景特征的特征属性与第一阵列中的单元属性进行匹配,并依次输入到匹配的单元格中,得到最终列表;
确定电力设备的最终符号组,并建立最终符号组与对应最终列表的列关联,根据列关联确定对应的关联列单元格;
分别对每个关联列单元进行第一分析,确定存在的第一渲染内容,并按照第一渲染内容,得到与最终符号组匹配的渲染矩阵;
根据电力设备建立初始电力模型,并按照渲染矩阵对初始电力模型进行第一优化;
其中,Y1表示第一优化结果;表示初始电力模型;表示渲染矩阵中第i个第一渲染内容;表示渲染矩阵的所有第一渲染内容;表示第i个第一渲染内容与所有第一渲染内容的内容比较函数;表示渲染矩阵中第i个第一渲染内容的内容权重,其中,;
确定数字化能源系统中的点设备模型以及线设备模型,并根据预设连接规则,将所有点设备模型进行第一预设连接,同时,将所有线设备模型进行第二预设连接;
根据第一预设连接结果、第二预设连接结果,确定相互连接的电力设备;
获取每个点设备的第一设备类型以及线设备的第二设备类型,并分别确定第一设备类型与第二设备类型的类型属性分类;
根据以及类型属性分析结果,构建得到电力设备线路;
获取电力设备线路的拓扑数据并结合当下电力设备的拓扑数据,构建得到拓扑矩阵,并对初始模型进行第二优化;
其中,Y2表示第二优化结果;表示初始电力模型;当j=1时,表示拓扑矩阵中与当下电力设备相关的拓扑数据,且表示当下电力设备相关的拓扑数据与所有拓扑数据的数据比较函数;当j=2时,表示拓扑矩阵中与电力设备线路相关的拓扑数据,且表示电力设备线路相关的拓扑数据与所有拓扑数据的数据比较函数;表示拓扑矩阵的所有拓扑数据;表示拓扑矩阵中对应拓扑数据的数据权重,其中,,n2=2;
基于第一优化结果以及第二优化结果,得到电力设备的个性化模型,并实时对个性化模型进行优化迭代配置;
其中,特征列表中包括:n行n列的空白阵列,且每个空白阵列中包括n个空白单元格,且每个空白单元格都设置有对应的单元属性;
特征集合包括对应子场景数据的场景特征以及对应场景特征的特征属性;
其中,n大于n1,且n大于n2。
本发明提供一种基于数字化能源系统的专业化建模分析系统,包括:
模型搭建模块,用于基于电网物理模型以及空间数据模型规范搭建HY-CIM数字化模型;
数据构建模块,用于获取电网应用业务场景,并结合HY-CIM数字化模型,构建数字能源系统的空间范围检索的基础电力设备资源数据;
数据形成模块,用于通过个性化电力符号显示方案,完成对设备模型建模的图形参数补充,并结合基础电力设备资源数据形成地理空间范围内业务场景渲染数据;
专业化建模模块,用于基于业务场景渲染数据,对数字化能源系统进行符号化渲染以及存储对应的拓扑数据,实现专业化设备建模。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明实施例中一种基于数字化能源系统的专业化建模分析方法的流程图;
图2为本发明实施例中专业化建模后的基础展示图;
图3为本发明实施例中一种基于数字化能源系统的专业化建模分析系统的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1:
本发明提出一种基于数字化能源系统的专业化建模分析方法,如图1所示,包括:
步骤1:基于电网物理模型以及空间数据模型规范搭建HY-CIM数字化模型;
步骤2:获取电网应用业务场景,并结合HY-CIM数字化模型,构建数字能源系统的空间范围检索的基础电力设备资源数据;
步骤3:通过个性化电力符号显示方案,完成对设备模型建模的图形参数补充,并结合基础电力设备资源数据形成地理空间范围内业务场景渲染数据;
步骤4:基于业务场景渲染数据,对数字化能源系统进行符号化渲染以及存储对应的拓扑数据,实现专业化设备建模。
优选的,HY-CIM数字化模型对应覆盖空间的地理空间数据、图形数据以及拓扑数据。
该实施例中,电网物理模型指的以建筑信息、地理信息、物联网等为基础构建的电网模型,HY模型可以表示的是对结构的几何模型进行几何清理和网格划分调额一个模型。
该实施例中,基于电网与空间的结合,可以构建得到HY-CIM数字化模型。
该实施例中,电网物理模型作为电力系统间模型转换的基础模型,可以是包括空间地理中所有电力设备在内的,且对应包含的设备类型是不同的,比如,“交流线路”、“隔离开关”等设备,这些类别的数据都是存在物理空间实际设备对应的,也是在进行拓扑解析时需要保留的数据内容。
该实施例中,比如,电网物理模型,对应的覆盖空间包括空间A1和A2,通过根据空间A1和A2中涉及到的电力设备以及对应电力设备所处的具体位置,来构建得到数字能源系统。
该实施例中,电网应用业务场景,指的是需要对对应地理空间中的电力系统、电力设备等进行个性化业务操作,进而,获取对应地理空间中的电力设备的设备资源,通过电力符号显示方案,得到场景渲染数据,比如:存在设备1、设备2,但是设备1中存在异常数据,此时,对异常数据设置异常符号表示,如果设备2中不存在异常数据,此时,对设备2的所有正常数据设置正常符号表示,同时,还可以根据设备1与设备2的当下运行情况以及当下所处位置,进而与异常符号表示以及正常符号表示,来得到符号显示方案,进而形成渲染数据,对数字化系统进行符号化渲染。
如图2所示,设备1可以通过&1、&&1、&&&1表示与数据的正常与异常相关,设备2可以通过&2、&&2、&&&2表示与数据的正常与异常相关,且设备1通过符号*1表示,设备2通过符号*2表示,且设备1的地理位置由D1表示,设备2的地理位置由D2表示。
该实施例中,基于以上建模方法,可以建立电网线路网架进行符号化渲染以及拓扑数据存储。
该实施例中,从变电站出线点建立出线点设备模型以线设备模型将点设备串联,并对对应点和线设备经行设备类型属性分类以及相互连接的设备的拓扑数据保存后形成一条完整电力线路。
该实施例中,以上述的HY-CIM数字化模型电力数据和拓扑数据,开展针对当前线路下某个设备的数据分析。
该实施例中,根据线性拓扑关系可得知选中设备的上下游设备,形成相邻设备分析。
该实施例中,根据整条线路的起点设备以及终止设备,分析整条线路的连通性。具备判断线路上某个设备出现异常。根据线性拓扑特性,当链路中某个设备拓扑数据出现异常,遍历便会停止由此追朔到对应设备。完成线路下连通性分析场景。
该实施例中,HY-CIM数字化模型具备存储实时状态数据的扩展,接入设备监测实时监测数据。根据实时数据状态值配合设备显示方案,状态改变后设备的渲染状态也会发生改变以设备颜色以及图元颜色改变来区分异常设备。
上述技术方案的有益效果是:通过地理空间与电网模型规范的结合构建数字能源系统,且通过自主搭建的HY-CIM数字化模型组建电力模型,通过显示方案以及空间范围内业务场景渲染数据进行符号化渲染,实现专业化建模,具备拓扑数据存储,进而提高检修效率以及提高电力能源计算分析效率。
实施例2:
基于实施例1的基础上,实现专业化设备建模的过程中,还包括:
获取电力设备的运行状态以及拓扑信息,并实时跟踪电力设备的资源变化情况,进行数据分析;
根据数据分析结果,确定电力设备的当前设备拓扑线性结构;
基于当前设备拓扑线性结构,构建二维邻接矩阵并存储到内存。
该实施例中,电力设备的资源变化情况与电力设备的运行情况以及运行过程中涉及到的运行资源信息有关。
上述技术方案的有益效果是:通过对运行状态、拓扑信息以及资源变化情况进行数据分析,便于获取对应的拓扑线性结构,间接提高后续的检修效率以及提高电力能源计算分析效率。
实施例3:
基于实施例2的基础上,基于当前设备拓扑线性结构构建二维邻接矩阵并存储到内存之后,还包括:
接收二维邻接矩阵以及业务场景标识,并以当前二维邻接矩阵为顶点,开展深度优先遍历和广度优先遍历进行数据处理形成场景内拓扑分析数据;
抽取电力设备的自动化参数,并构建电力设备的异常数据结构;
根据场景内拓扑分析数据以及异常数据结构,得到电力设备的实时监控结果以及对应分析数据的实时状况结果。
该实施例中,深度优先遍历与广度优先遍历,可以是通过采取“父子节点”的拓扑链接关系对原CIM 模型解析数据。以配电网中潮流流动方向为“父子”确认方式,将潮流“上游”的设备设定为“下游”的“父节点”。本方法采用深度优先搜索法以及广度优先搜索法对原数据解构进行遍历,其输出的结果便可以包含整个线路的拓扑结构信息。
该实施例中,拓扑线性结构,比如是包括:设备1、2在内的,且从设备1到设备2,需要经过路径1、2、3,则按照经过的顺序,相邻的路径类型为1和2相邻,2和3相邻,此时,可以根据设备以及路径,构建得到二维邻接矩阵。
该实施例中,自动化参数是指的电力设备的设备运行以及设备资源等信息,以此,来确定电力设备中是否存在异常数据,当存在时,获取异常数据的异常数据结构。
上述技术方案的有益效果是:通过进行深度以及广度优先遍历,便于获取完整的分析数据,进而通过自动化参数,便于构建异常数据结构,保证后续专业化建模的可靠性,进一步提高检修效率以及提高电力能源计算分析效率。
实施例4:
基于实施例3的基础上,构建电力设备的异常数据结构之后,还包括:
根据HY-CIM数字化模型、场景内拓扑分析数据、异常数据结构形成场景所需数据,并构建得到电力设备的分析结构体。
上述技术方案的有益效果是:通过获取场景所需数据,便于确定个性化业务场景,以便获取与电力设备相关的渲染场景。
实施例5:
基于实施例3的基础上,根据HY-CIM数字化模型、场景内拓扑分析数据、异常数据结构形成场景所需数据之后,还包括:
根据场景所需数据构建符号化渲染数据,并进行符号化渲染高亮设备;
根据个性化业务场景符号化渲染场景,对电力设备进行设备版本任务新建,得到设备版本任务数据;
根据设备版本任务数据以及不同电力设备类型,形成单一设备符号,在符号化基础上,将对应电力设备按照像素转换,以线性设备将单点设备进行连接形成版本内绘制数据;
根据版本内绘制数据以及对应设备版本任务数据形成当前版本任务数据;
根据当前版本任务数据,构建版本设备拓扑线性结构以及HY-CIM数字化模型的电力数据,形成批次号下版本数据并存储;
查询并分析批次号版本数据的当前结构的完整性,触发内存中的内拓扑数据更新。
该实施例中,对渲染后的电力设备进行版本新建,可以得到设备版本任务数据,且通过与电力设备类型结合,可以得到单一设备符号,比如:表示智能开关的符号,通过将该符号按照像素规则(符号转为图像的规则),获取所有符号中存在的单一符号,并视为单点设备,通过将所有的单点设备按照拓扑路径进行描绘,得到将单点设备连接起来的设备,获取对应的版本内绘制数据,这部分数据都是需要作为后续个性化展示的一个基础数据。
该实施例中,批次号下版本数据指的是同个版本下的与设备相关的线性结构数据以及模型数据。
该实施例中,通过对版本绘制数据中的当前结构数据的完整性进行判断,当不完整时,对场景内拓扑分析数据进行更新,保证后续个性化展示的完整性。
上述技术方案的有益效果是:通过进行单一设备符号的确定,以及像素规则、线性规则的使用,得到版本内绘制数据,且通过进行数据完整性判断,可以有效的保证与场景相关的拓扑的完整性,进一步保证专业化建模的可靠性,间接提高检修效率以及提高电力能源计算分析效率。
实施例6:
基于实施例1的基础上,通过个性化电力符号显示方案,完成对设备模型建模的图形参数补充,包括:
获取个性化电力符号显示方案中针对每个电力设备的第一符号组;
对第一符号组进行解析,确定每个第一符号的第一符号表达状态;
获取设备模型的第二符号组,并确定第二符号组中每个第二符号的第二符号表达状态;
根据设备模型涉及到的电力设备的设备型号,获取对应的第二符号组以及第一符号组,并按照对应的第一符号表达状态与第二符号表达状态进行比较,确定设备模型针对每个电力设备存在的缺失符号;
确定每个缺失符号在对应第一符号组中的状态转换阵列,并根据状态转换阵列确定对应缺失符号的符号权重值;
当符号权重值大于或等于预设权重值时,判定将对应的缺失符号作为对设备模型建模的图像参数的补充符号;
当符号权重值小于预设权重值时,判定将对应的缺失符号作为待定符号,并判断对应待定符号的状态转换阵列中的可转换状态个数以及允许最大并行状态转换个数;
当可转换状态个数大于第一预设个数,且允许最大并行状态转换个数大于第二预设个数,将对应待定符号作为对设备模型建模的图像参数的补充符号;
否则,将对应待定符号传输到内存进行存储,当待定符号的总数量大于预设数量时,与对应设备模型建立对应的辅助触发条件,并作为对设备模型建模的图像参数的补充条件。
该实施例中,个性化电力符号显示方案中针对电力设备1的第一符号组为@10@20@30,且对应的第一符号表达状态为:@10表示电压正常,@20表示电压不正常,@30表示电压损耗过大;
该实施例中,比如,设备模型可以是包括若干电力设备在内的,且根据电力设备的设备型号1获取到的第二符号组为@20。
将电力设备1的第一符号组与第二符号组进行比较,得到电力设备1的缺失符号:@10和@30,此时,确定第一符号组对应的第一符号在不同时刻下@20到@10的转换以及@20到@30的转换,并构成状态转换阵列,进而确定符号权重值,状态转换阵列中的转换个数越多,转换幅度越大,对应的权重值越大。
该实施例中,预设权重值是预先设置好的,比如是0.3。
该实施例中,补充符号指的是需要第二符号组中缺失符号作为电力设备的专业化建模的符号,也就是对图像参数进行补充,保证建模完整性。
该实施例中,可转换状态个数,比如只可以实现@20到@30的转换,则在状态转换阵列中,获取@20到@30的转换的个数,此时,允许最大并行状态转换个数为1。
该实施例中,当待定符号的数量达到一定数量时,来建立辅助触发条件,便于进行辅助补充,进一步完善对图像的补充。
上述技术方案的有益效果是:通过获取方案中的第一符号组以及获取设备模型的第二符号组,进而通过比较确定缺失符号,且通过确定状态转换阵列,确定权重值,进而根据权重大小分析,来确定补充符号,保证专业化建模图像符号存在的完整性,保证专业化建模的可靠性,间接提高检修效率以及提高电力能源计算分析效率。
实施例7:
基于实施例2的基础上,获取电力设备的运行状态以及拓扑信息,并实时跟踪电力设备的资源变化情况,进行数据分析,包括:
根据电力设备的运行状态以及拓扑信息,确定电力设备中每个元件的运行状况,同时,获取电力设备中每个元件处于对应运行状况下的第一连接关系以及电力设备处于对应运行状态下与其余电力设备的第二连接关系;
基于电力设备的资源变化情况,获取当下时刻每个元件基于对应运行状况的元件状态标识,基于元件状态标识以及对应的第一连接关系,构建电力设备的第一状态图谱;
根据标准关系,对第一状态图谱进行状态校验,并确定是否存在伪状态,若存在,将伪状态对应的元件进行第一标定;
同时,对伪状态对应的元件的当下状态进行自动更新,并根据更新情况,确定拓扑分析效率是否满足预设决策与控制条件;
若满足,基于对应元件的真状态以及对应元件更新后的状态,获取得到第二状态图谱;
基于第二状态图谱,确定电力设备的运行方式的第一改变,并基于所有第一改变以及对应的第二连接关系,确定由若干电力设备构成的拓扑结构的第二改变;
基于第一改变,对电力设备中的元件进行第一电压等级区分;
基于第二改变,对拓扑结构涉及到的若干电力设备进行第二电压等级区分;
基于第一电压等级区分结果以及第二电压等级区分结果,构建得到新的拓扑数据,并根据对应电力设备的所有第一改变以及所有第二改变所对应的新的拓扑数据,构建得到新拓扑阵列,并存储到内存;
基于新拓扑阵列,用于对对应电力设备进行专业化建模。
该实施例中,运行状态指的电压、电流、功率等在内的。
该实施例中,拓扑信息指的是该电力设备中每个元件的连接结构信息,进而可以与运行状态结合,确定出运行状况,比如是处于不同状态下的正常运行或者异常运行,进而可以获取对应的连接关系,比如,处于运行状况1时,对应的第一连接关系为:元件1与元件2连接,处于运行状况2时,对应的第一连接关系为:元件1与元件3连接。
该实施例中,第二连接关系比如指的是电力设备1与电力设备2的连接。
该实施例中,资源变化情况主要是为了对每个元件的状态标识的变化,进而构建电力设备的第一状态图谱,且第一状态图谱,可以按照不同的颜色对不同状态进行区分。
该实施例中,第一标准关系指的是处于正常状态下的连接关系。
该实施例中,基于第一标准关系进行验证,可以有效的确定出存在的虚假状态,也就是伪状态。
该实施例中,第一标定是为了对伪状态进行更好的了解。
该实施例中,比如伪状态对应的元件1的当下状态进行自动更新,从状态1更新到状态2,此时,状态1时,元件1处于一种拓扑连接关系,状态2的时候,元件1处于另一种拓扑连接关系。
因此,可以将处于状态1的当下拓扑与标准拓扑进行比较,将处于状态2的当下拓扑与标准拓扑进行比较,来综合分析拓扑变化效率是否满足预设决策与控制条件,且预设决策与控制条件与拓扑变化有关系。
该实施例中,第二状态图谱是不处于伪状态下的图谱。
该实施例中,运行方式指的是按照时间顺序进行的不同状态转换导致的电力设备的方式改变,进而可以确定出拓扑结构的改变。
该实施例中,第一改变是针对每个电力设备本身的元件,第二改变是针对的涉及到的电力设备。
该实施例中,第一电压等级区分是对元件的区分,第二电压等级区分是对电力设备的区分。
该实施例中,通过构建新的拓扑数据,便于构建新拓扑阵列,也就是为了确定电力设备的变化情况。
上述技术方案的有益效果是:通过按照运行状态以及拓扑信息,便于确定连接关系,且通过元件状态标识与第一连接关系的结合,可以构建第一状态图谱,且通过继续宁状态校验,并进行状态自动更新,便于得到第二状态图谱,保证真实性与可靠性,且通过确定第一改变以及第二改变,便于构建新拓扑阵列,为后续专业化建模提供有效基础。
实施例8:
基于实施例1的基础上,基于业务场景渲染数据,对数字化能源系统进行符号化渲染以及存储对应的拓扑数据,实现专业化设备建模,包括:
对业务场景渲染数据进行场景解析,获取得到若干条子场景数据,并分别获取每条子场景数据的场景属性以及场景特征集合;
根据场景属性,指定特征列表中的第一阵列,并将对应场景特征集合中每个场景特征的特征属性与第一阵列中的单元属性进行匹配,并依次输入到匹配的单元格中,得到最终列表;
确定电力设备的最终符号组,并建立最终符号组与对应最终列表的列关联,根据列关联确定对应的关联列单元格;
分别对每个关联列单元格进行第一分析,确定存在的第一渲染内容,并按照第一渲染内容,得到与最终符号组匹配的渲染矩阵;
根据电力设备建立初始电力模型,并按照渲染矩阵对初始电力模型进行第一优化;
其中,Y1表示第一优化结果;表示初始电力模型;表示渲染矩阵中第i个第一渲染内容;表示渲染矩阵的所有第一渲染内容;表示第i个第一渲染内容与所有第一渲染内容的内容比较函数;表示渲染矩阵中第i个第一渲染内容的内容权重,其中,;
确定数字化能源系统中的点设备模型以及线设备模型,并根据预设连接规则,将所有点设备模型进行第一预设连接,同时,将所有线设备模型进行第二预设连接;
根据第一预设连接结果、第二预设连接结果,确定相互连接的电力设备;
获取每个点设备的第一设备类型以及线设备的第二设备类型,并分别确定第一设备类型与第二设备类型的类型属性分类;
根据相互连接的电力设备以及类型属性分析结果,构建得到电力设备线路;
获取电力设备线路的拓扑数据并结合当下电力设备的拓扑数据,构建得到拓扑矩阵,并对初始模型进行第二优化;
其中,Y2表示第二优化结果;表示初始电力模型;当j=1时,表示拓扑矩阵中与当下电力设备相关的拓扑数据,且表示当下电力设备相关的拓扑数据与所有拓扑数据的数据比较函数;当j=2时,表示拓扑矩阵中与电力设备线路相关的拓扑数据,且表示电力设备线路相关的拓扑数据与所有拓扑数据的数据比较函数;表示拓扑矩阵的所有拓扑数据;表示拓扑矩阵中对应拓扑数据的数据权重,其中,,n2=2;
基于第一优化结果以及第二优化结果,得到电力设备的个性化模型,并实时对个性化模型进行优化迭代配置。
优选的,特征列表中包括:n行n列的空白阵列,且每个空白阵列中包括n个空白单元格,且每个空白单元格都设置有对应的单元属性;
特征集合包括对应子场景数据的场景特征以及对应场景特征的特征属性;
其中,n大于n1,且n大于n2。
该实施例中,特征列表中每行代表一个阵列,且该阵列中包括与场景属性匹配的所有可能的单元格在内。
该实施例中,最终列表指的是将场景特征输入到对应单元格内的列表。
该实施例中,比如,存在列1、2、3,此时,关联列为1,此时,就对关联列,且由于该关联列1中部分单元格是空白的,所以剩余的单元格视为关联列单元格。
该实施例中,第一渲染内容是根据对应关联列单元格的场景特征确定的。
该实施例中,初始电力模型是基于神经网络模型预先训练好的,且在优化的过程中,通过渲染矩阵以及拓扑矩阵两者优化,可以保证模型的精准性以及个性化。
该实施例中,内容比较函数以及数据比较函数对应结果的取值范围在0-1之间。
该实施例中,预设连接规则,是预先设置好的。
上述技术方案的有益效果是:通过对业务场景渲染数据进行场景解析,并与特征列表进行匹配,便于后续得到有效的渲染矩阵,且通过确定点设备以及线设备的连接关系并结合设备类型,便于得到拓扑数据,构建拓扑矩阵,通过渲染矩阵与拓扑矩阵对模型进行优化,保证模型的可靠性,进一步保证建模的个性化,提高检修效率以及提高电力能源计算分析效率。
实施例9:
本发明提供一种基于数字化能源系统的专业化建模分析系统,如图3所示,包括:
模型搭建模块,用于基于电网物理模型以及空间数据模型规范搭建HY-CIM数字化模型;
数据构建模块,用于获取电网应用业务场景,并结合HY-CIM数字化模型,构建数字能源系统的空间范围检索的基础电力设备资源数据;
数据形成模块,用于通过个性化电力符号显示方案,完成对设备模型建模的图形参数补充,并结合基础电力设备资源数据形成地理空间范围内业务场景渲染数据;
专业化建模模块,用于基于业务场景渲染数据,对数字化能源系统进行符号化渲染以及存储对应的拓扑数据,实现专业化设备建模。
上述技术方案的有益效果是:通过地理空间与电网模型规范的结合构建数字能源系统,且通过自主搭建的HY-CIM数字化模型组建电力模型,通过显示方案以及空间范围内业务场景渲染数据进行符号化渲染,实现专业化建模,具备拓扑数据存储,进而提高检修效率以及提高电力能源计算分析效率。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种基于数字化能源系统的专业化建模分析方法,其特征在于,包括:
步骤1:基于电网物理模型以及空间数据模型规范搭建HY-CIM数字化模型;
步骤2:获取电网应用业务场景,并结合HY-CIM数字化模型,构建数字化能源系统的空间范围检索的基础电力设备资源数据;
步骤3:通过个性化电力符号显示方案,完成对设备模型建模的图形参数补充,并结合基础电力设备资源数据形成地理空间范围内业务场景渲染数据;
步骤4:基于业务场景渲染数据,对数字化能源系统进行符号化渲染以及存储对应的拓扑数据,实现专业化设备建模;
其中,获取电网应用业务场景,并结合HY-CIM数字化模型,构建数字化能源系统的空间范围检索的基础电力设备资源数据,包括:
获取电网应用业务场景对地理空间中基础电力设备的个性化业务操作;
将所述个性化业务操作与所述HY-CIM数字化模型结合,构建数字化能源系统的空间范围检索的基础电力设备资源数据;
其中,所述数字化能源系统是基于电网物理模型所对应地理空间中的所有电力设备构建得到的;
其中,基于业务场景渲染数据,对数字化能源系统进行符号化渲染以及存储对应的拓扑数据,实现专业化设备建模,包括:
对业务场景渲染数据进行场景解析,获取得到若干条子场景数据,并分别获取每条子场景数据的场景属性以及场景特征集合;
根据场景属性,指定特征列表中的第一阵列,并将对应场景特征集合中每个场景特征的特征属性与第一阵列中的单元属性进行匹配,并依次输入到匹配的单元格中,得到最终列表;
确定电力设备的最终符号组,并建立最终符号组与对应最终列表的列关联,根据列关联确定对应的关联列单元格;
分别对每个关联列单元进行第一分析,确定存在的第一渲染内容,并按照第一渲染内容,得到与最终符号组匹配的渲染矩阵;
根据电力设备建立初始电力模型,并按照渲染矩阵对初始电力模型进行第一优化;
其中,Y1表示第一优化结果;表示初始电力模型;表示渲染矩阵中第i个第一渲染内容;表示渲染矩阵的所有第一渲染内容;表示第i个第一渲染内容与所有第一渲染内容的内容比较函数;表示渲染矩阵中第i个第一渲染内容的内容权重,其中,;
确定数字化能源系统中的点设备模型以及线设备模型,并根据预设连接规则,将所有点设备模型进行第一预设连接,同时,将所有线设备模型进行第二预设连接;
根据第一预设连接结果、第二预设连接结果,确定相互连接的电力设备;
获取每个点设备的第一设备类型以及线设备的第二设备类型,并分别确定第一设备类型与第二设备类型的类型属性分类;
根据以及类型属性分析结果,构建得到电力设备线路;
获取电力设备线路的拓扑数据并结合当下电力设备的拓扑数据,构建得到拓扑矩阵,并对初始模型进行第二优化;
其中,Y2表示第二优化结果;表示初始电力模型;当j=1时,表示拓扑矩阵中与当下电力设备相关的拓扑数据,且表示当下电力设备相关的拓扑数据与所有拓扑数据的数据比较函数;当j=2时,表示拓扑矩阵中与电力设备线路相关的拓扑数据,且表示电力设备线路相关的拓扑数据与所有拓扑数据的数据比较函数;表示拓扑矩阵的所有拓扑数据;表示拓扑矩阵中对应拓扑数据的数据权重,其中,,n2=2;
基于第一优化结果以及第二优化结果,得到电力设备的个性化模型,并实时对个性化模型进行优化迭代配置;
其中,特征列表中包括:n行n列的空白阵列,且每个空白阵列中包括n个空白单元格,且每个空白单元格都设置有对应的单元属性;
特征集合包括对应子场景数据的场景特征以及对应场景特征的特征属性;
其中,n大于n1,且n大于n2。
2.如权利要求1所述的基于数字化能源系统的专业化建模分析方法,其特征在于,HY-CIM数字化模型对应覆盖空间的地理空间数据、图形数据以及拓扑数据。
3.如权利要求1所述的基于数字化能源系统的专业化建模分析方法,其特征在于,实现专业化设备建模的过程中,还包括:
获取电力设备的运行状态以及拓扑信息,并实时跟踪电力设备的资源变化情况,进行数据分析;
根据数据分析结果,确定电力设备的当前设备拓扑线性结构;
基于当前设备拓扑线性结构,构建二维邻接矩阵并存储到内存。
4.如权利要求3所述的基于数字化能源系统的专业化建模分析方法,其特征在于,基于当前设备拓扑线性结构构建二维邻接矩阵并存储到内存之后,还包括:
接收二维邻接矩阵以及业务场景标识,并以当前二维邻接矩阵为顶点,开展深度优先遍历和广度优先遍历进行数据处理形成场景内拓扑分析数据;
抽取电力设备的自动化参数,并构建电力设备的异常数据结构;
根据场景内拓扑分析数据以及异常数据结构,得到电力设备的实时监控结果以及对应分析数据的实时状况结果。
5.如权利要求4所述的基于数字化能源系统的专业化建模分析方法,其特征在于,构建电力设备的异常数据结构之后,还包括:
根据HY-CIM数字化模型、场景内拓扑分析数据、异常数据结构形成场景所需数据,并构建得到电力设备的分析结构体。
6.如权利要求5所述的基于数字化能源系统的专业化建模分析方法,其特征在于,根据HY-CIM数字化模型、场景内拓扑分析数据、异常数据结构形成场景所需数据之后,还包括:
根据场景所需数据构建符号化渲染数据,并进行符号化渲染高亮设备;
根据个性化业务场景符号化渲染场景,对电力设备进行设备版本任务新建,得到设备版本任务数据;
根据设备版本任务数据以及不同电力设备类型,形成单一设备符号,在符号化基础上,将对应电力设备按照像素转换,以线性设备将单点设备进行连接形成版本内绘制数据;
根据版本内绘制数据以及对应设备版本任务数据形成当前版本任务数据;
根据当前版本任务数据,构建版本设备拓扑线性结构以及HY-CIM数字化模型的电力数据,形成批次号下版本数据并存储;
查询并分析批次号版本数据的当前结构的完整性,触发内存中的内拓扑数据更新。
7.如权利要求1所述的基于数字化能源系统的专业化建模分析方法,其特征在于,通过个性化电力符号显示方案,完成对设备模型建模的图形参数补充,包括:
获取个性化电力符号显示方案中针对每个电力设备的第一符号组;
对第一符号组进行解析,确定每个第一符号的第一符号表达状态;
获取设备模型的第二符号组,并确定第二符号组中每个第二符号的第二符号表达状态;
根据设备模型涉及到的电力设备的设备型号,获取对应的第二符号组以及第一符号组,并按照对应的第一符号表达状态与第二符号表达状态进行比较,确定设备模型针对每个电力设备存在的缺失符号;
确定每个缺失符号在对应第一符号组中的状态转换阵列,并根据状态转换阵列确定对应缺失符号的符号权重值;
当符号权重值大于或等于预设权重值时,判定将对应的缺失符号作为对设备模型建模的图像参数的补充符号;
当符号权重值小于预设权重值时,判定将对应的缺失符号作为待定符号,并判断对应待定符号的状态转换阵列中的可转换状态个数以及允许最大并行状态转换个数;
当可转换状态个数大于第一预设个数,且允许最大并行状态转换个数大于第二预设个数,将对应待定符号作为对设备模型建模的图像参数的补充符号;
否则,将对应待定符号传输到内存进行存储,当待定符号的总数量大于预设数量时,与对应设备模型建立对应的辅助触发条件,并作为对设备模型建模的图像参数的补充条件。
8.如权利要求3所述的基于数字化能源系统的专业化建模分析方法,其特征在于,获取电力设备的运行状态以及拓扑信息,并实时跟踪电力设备的资源变化情况,进行数据分析,包括:
根据电力设备的运行状态以及拓扑信息,确定电力设备中每个元件的运行状况,同时,获取电力设备中每个元件处于对应运行状况下的第一连接关系以及电力设备处于对应运行状态下与其余电力设备的第二连接关系;
基于电力设备的资源变化情况,获取当下时刻每个元件基于对应运行状况的元件状态标识,基于元件状态标识以及对应的第一连接关系,构建电力设备的第一状态图谱;
根据第一连接关系,对第一状态图谱进行状态校验,并确定是否存在伪状态,若存在,将伪状态对应的元件进行第一标定;
同时,对伪状态对应的元件的当下状态进行自动更新,并根据更新情况,确定拓扑分析效率是否满足预设决策与控制条件;
若满足,基于对应元件的真状态以及对应元件更新后的状态,获取得到第二状态图谱;
基于第二状态图谱,确定电力设备的运行方式的第一改变,并基于所有第一改变以及对应的第二连接关系,确定由若干电力设备构成的拓扑结构的第二改变;
基于第一改变,对电力设备中的元件进行第一电压等级区分;
基于第二改变,对拓扑结构涉及到的若干电力设备进行第二电压等级区分;
基于第一电压等级区分结果以及第二电压等级区分结果,构建得到新的拓扑数据,并根据对应电力设备的所有第一改变以及所有第二改变所对应的新的拓扑数据,构建得到新拓扑阵列,并存储到内存;
基于新拓扑阵列,用于对对应电力设备进行专业化建模。
9.一种基于数字化能源系统的专业化建模分析系统,其特征在于,包括:
模型搭建模块,用于基于电网物理模型以及空间数据模型规范搭建HY-CIM数字化模型;
数据构建模块,用于获取电网应用业务场景,并结合HY-CIM数字化模型,构建数字化能源系统的空间范围检索的基础电力设备资源数据;
数据形成模块,用于通过个性化电力符号显示方案,完成对设备模型建模的图形参数补充,并结合基础电力设备资源数据形成地理空间范围内业务场景渲染数据;
专业化建模模块,用于基于业务场景渲染数据,对数字化能源系统进行符号化渲染以及存储对应的拓扑数据,实现专业化设备建模;
其中,所述数据构建模块,包括:
获取电网应用业务场景对地理空间中基础电力设备的个性化业务操作;
将所述个性化业务操作与所述HY-CIM数字化模型结合,构建数字化能源系统的空间范围检索的基础电力设备资源数据;
其中,所述数字化能源系统是基于电网物理模型所对应地理空间中的所有电力设备构建得到的;
其中,所述专业化建模模块,包括:
对业务场景渲染数据进行场景解析,获取得到若干条子场景数据,并分别获取每条子场景数据的场景属性以及场景特征集合;
根据场景属性,指定特征列表中的第一阵列,并将对应场景特征集合中每个场景特征的特征属性与第一阵列中的单元属性进行匹配,并依次输入到匹配的单元格中,得到最终列表;
确定电力设备的最终符号组,并建立最终符号组与对应最终列表的列关联,根据列关联确定对应的关联列单元格;
分别对每个关联列单元进行第一分析,确定存在的第一渲染内容,并按照第一渲染内容,得到与最终符号组匹配的渲染矩阵;
根据电力设备建立初始电力模型,并按照渲染矩阵对初始电力模型进行第一优化;
其中,Y1表示第一优化结果;表示初始电力模型;表示渲染矩阵中第i个第一渲染内容;表示渲染矩阵的所有第一渲染内容;表示第i个第一渲染内容与所有第一渲染内容的内容比较函数;表示渲染矩阵中第i个第一渲染内容的内容权重,其中,;
确定数字化能源系统中的点设备模型以及线设备模型,并根据预设连接规则,将所有点设备模型进行第一预设连接,同时,将所有线设备模型进行第二预设连接;
根据第一预设连接结果、第二预设连接结果,确定相互连接的电力设备;
获取每个点设备的第一设备类型以及线设备的第二设备类型,并分别确定第一设备类型与第二设备类型的类型属性分类;
根据以及类型属性分析结果,构建得到电力设备线路;
获取电力设备线路的拓扑数据并结合当下电力设备的拓扑数据,构建得到拓扑矩阵,并对初始模型进行第二优化;
其中,Y2表示第二优化结果;表示初始电力模型;当j=1时,表示拓扑矩阵中与当下电力设备相关的拓扑数据,且表示当下电力设备相关的拓扑数据与所有拓扑数据的数据比较函数;当j=2时,表示拓扑矩阵中与电力设备线路相关的拓扑数据,且表示电力设备线路相关的拓扑数据与所有拓扑数据的数据比较函数;表示拓扑矩阵的所有拓扑数据;表示拓扑矩阵中对应拓扑数据的数据权重,其中,,n2=2;
基于第一优化结果以及第二优化结果,得到电力设备的个性化模型,并实时对个性化模型进行优化迭代配置;
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特征集合包括对应子场景数据的场景特征以及对应场景特征的特征属性;
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