CN115986915A - 一种基于数字孪生技术的换流站设备监控管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于换流站远程监控技术领域，具体提供一种基于数字孪生技术的换流站设备监控管理系统及方法，所述系统包括运维状态展示模块，配置利用数字孪生技术将换流站实时运行数据与整站三维模型进行融合建立换流站三维场景，呈现设备运行信息、监测数据及异常告警实时信息；设备信息展示模块，基于换流站的三维场景选择设备台账、作业记录、缺陷统计资料信息，实现站内一次接线图、地下管线信息的呈现；设备状态分析模块，汇集接入多源设备信息，对设定数据的变化趋势与设备运行风险进行监测研判；设备处置诊断模块，进行故障对比分析展示通过故障比对结果获取相似案例进行展示并将诊断报告和处置分析内容进行展示。实现数据跨区流动和站内汇集。

Description

一种基于数字孪生技术的换流站设备监控管理系统及方法

技术领域

本发明涉及换流站远程监控技术领域，具体涉及一种基于数字孪生技术的换流站设备监控管理系统及方法。

背景技术

随着科技的不断发展及日常生活生产对用电量、用电质量的需求不断攀升，换流站的业务压力越来越大。变电站占地面积广、涉及设备多、电路连接繁多且复杂，导致其日常的维护管理的工作尤为繁重。

随着换流站数字化建设工作的逐步推进，站内的问题也逐渐凸显：(1)站内建设的各类子系统数据比较分散，无法满足数据的分析要求。(2)随着数据量的急速增加，设备状态监测研判工作对于检修人员而言是越发的冗余，同时伴随着换流站设备数目的急剧增加，人工的研判工作难以适应电力企业的发展需求，虽然设备状态的数据被及时的监测到了，由于数据过多不能及时的研判，设备发生故障的概率也随之大大的增加。(3)对于设备的运行参数、实验参数、缺陷统计等数据，只达到了采取，而并不能给出一个完美的分析结果，现有的状态评估预测模块不能及时的对在线数据趋势，部件状态，设备状态数字模拟及逆行评估预测，致使换流站检修人员的评估预测工作大量的增加，导致了工作效率低下，经济效益低下的问题。(4)换流站设备故障诊断依赖运维值班人员的经验判断和现场核实，自动化设备的故障对比分析展示功能缺失，无法为运维人员对故障的消除和处理提供有效的支撑。

为了降低人工工作量，电网模拟仿真系统应运而生。

发明内容

针对换流站存在站内建设的各类子系统数据比较分散，无法满足数据的分析要求，设备状态监测研判工作对于检修人员而言是越发的冗余，同时伴随着换流站设备数目的急剧增加，人工的研判工作难以适应电力企业的发展需求，虽然设备状态的数据被及时的监测到了，由于数据过多不能及时的研判，设备发生故障的概率也随之大大的增加，对于设备的运行参数、实验参数、缺陷统计等数据，只达到了采取，而并不能给出一个完美的分析结果，现有的状态评估预测模块不能及时的对在线数据趋势，部件状态，设备状态数字模拟及逆行评估预测，致使换流站检修人员的评估预测工作大量的增加，导致了工作效率低下，经济效益低下的问题，本发明提供一种基于数字孪生技术的换流站设备监控管理系统及方法。

本发明的技术方案如下：

一方面，本发明技术方案提供一种基于数字孪生技术的换流站设备监控管理系统，包括运维状态展示模块、设备信息展示模块、设备状态分析模块、设备处置诊断模块；

运维状态展示模块，配置利用数字孪生技术将换流站实时运行数据与整站三维模型进行融合建立换流站三维场景，呈现设备运行信息、监测数据及异常告警实时信息；

设备信息展示模块，基于换流站的三维场景选择设备台账、作业记录、缺陷统计资料信息，实现站内一次接线图、地下管线信息的呈现；

设备状态分析模块，用于汇集接入多源设备信息，对设定数据的变化趋势与设备运行风险进行监测研判；

设备处置诊断模块，用于进行故障对比分析展示通过故障比对结果获取相似案例进行展示并将诊断报告和处置分析内容进行展示。

作为本发明技术方案的进一步限定，运维状态展示模块包括模拟融合单元、数字化展示单元；

模拟融合单元，利用数字孪生技术将换流站实时运行数据与整站三维模型进行融合，设置在对应点位呈现监测数据，建立真实反映设备状态的换流站三维场景；

数字化展示单元，用于呈现设备运行信息、监测数据及异常告警实时信息实现换流站全景运行状态的实时数字化展示。

作为本发明技术方案的进一步限定，设备信息展示模块包括选择单元和呈现单元；

选择单元，用于通过选择单元选择需要呈现的设备及参数；

呈现单元，配置基于选择的信息获取相应的数据进行呈现。

作为本发明技术方案的进一步限定，设备状态分析模块包括运行保护研判单元、在线监测数据研判单元、离线实验数据研判单元；

运行保护研判单元，用于对换流变压器的轻瓦斯动作信号、重瓦斯动作信号、压力释放阀、油流继电器、油温高管理告警、绕温高警告、高低油位告警信号进行监测研判并进行结果呈现；对调相机振动、轴瓦温度、内冷水流量、润滑油压力、润滑油液位信号进行的监测并进行结果呈现；对阀冷系统的进阀温度、出阀温度、主循电导率、膨胀罐压力、膨胀罐液位信号进行的监测并进行结果呈现；

在线监测数据研判单元，用于对换流变压器油中溶解气体、铁心接地电流、套管介损、红外、可见光、声纹信号进行的监测，显示阀值、增长率、及告警提示的效果图；对调相机辅助系统热工、机械、电气和环境参数进行监测研判并进行结果呈现；对阀冷系统的主循环泵的振动信号、电绕机组温度、电气量信号监测研判并进行结果呈现；

离线实验数据研判单元，对换流变压器的绝缘油实验、铁芯夹件绝缘电阻、绕组绝缘电阻、接地电流数据进行研判并进行结果呈现；对阀冷系统内冷水水质试验、电机绕组绝缘电阻数据进行研判并进行结果呈现。

作为本发明技术方案的进一步限定，设备状态分析模块包括状态监测数据管理查看单元，用于将设备状态监测数据进行汇集展示，并且依托设备部件级三维展示关键参数。

作为本发明技术方案的进一步限定，设备状态分析模块运行参数分析单元和试验参数分析单元；

运行参数分析单元，换流变压器在线的线色谱、油温、油位、绕温、套管压力、铁芯夹件电流、电流电压实时数据及历史数据进行多维度对比分析，生成最终结果进行管理；调相机温度、压力、流量、振动、局部放电实时数据及历史数据进行多维度对比分析；阀冷系统主泵振动、温度、流量、压力、液位实时数据及历史数据进行多维度的对比分析；

试验参数分析单元，对换流变压器油色谱、铁芯接地电流、油化实验、套管电容及介损、绕组绝缘电阻进行多维度对比；对调相机绕组绝缘电阻、绕组交直流耐压、铁心磁化实验、绕组端进行多维度的对比分析；阀冷系统内冷水水质、绕组绝缘电阻进行多维度对比分析；并将最终的分析结果生成可视化界面进行呈现。

作为本发明技术方案的进一步限定，设备状态分析模块还包括在线数据趋势预测单元，用于对换流变压器油位、油温、绕温、套管压力、风机运行时间、分接开关累积动作次数在线的连续监测参数进行单参数的趋势预测，并提供未来设定时间段的变化趋势及历史曲线查阅功能；对调相机本体温度数据进行实时预测，对本体温度、局部放电、边缘过热、轴电流、油位监测参数进行趋势分析，生成可视化界面；对阀冷系统进阀温度、冗余冷却能力、冷却器投运组数、缓冲罐液位、空冷器运行时间、电磁阀启停次数在线连续监测参数进行单参数的趋势预测，并提供未来设定时间段的变化趋势及历史曲线查阅功能。

作为本发明技术方案的进一步限定，设备状态分析模块还包括部件状态评估预测单元，用于对换流变压器本体套管、分解开关、风机进行健康评估及趋势分析提供分析效果查询功能，并进行寿命预测输出运维和检修建议；对调相机定子绕组、转自绕组、定子铁心绝缘进行在线和离线评估，对调相机本体和油水系统易损件、进行寿命评估并输出评估结果；对阀冷系统主泵、控制保护设备进行健康评估及趋势分析，对空冷器、冷却塔进行性能评估，并进行寿命预测，输出运维检修建议。

作为本发明技术方案的进一步限定，设备状态分析模块还包括设备状态数字模拟单元，对换流变压器异常状态、负荷、油流、产气率变化引起的换流变压器状态进行模拟并进行展示；对调相机模拟不同运行工况下的定转子温升、出水温升并进行展示；将阀冷系统温度、液位、振动、泄露、渗露异常状态，以及环境温度、阀组功率变化引起的阀冷状态变化进行模拟展示。

另一方面，本发明技术方案还提供一种基于数字孪生技术的换流站设备监控管理方法，包括如下步骤：

对换流站内柔直设备进行三维全景仿真在仿真三维场景中动态融合设备台账、运行信息、监测数据、试验记录、运检记录、监测告警、评估告警信息，实现数据跨区流动和站内汇集；

通过同一设备在不同系统、不同参量、不同设备、不同时段的测点比对与分析，结合告警及巡视信息，发现设备运行数据的关联性，及时发现设备潜在异常，推送相应的处置建议，延展数据对比分析范围；

通过油色谱分析、过热分析、接地故障分析、设备绝缘分析、短路问题分析，明确发生故障可能部件及可能类型，推送故障检修建议，给出运维决策建议及检修处理决策建议。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：通过对换流站全场景进行多维信息查看，全面、真实呈现设备周围环境和设备状态，融合设备信息、告警提示、监测数据等多维信息，依托三维建模和虚拟现实技术，实现远程三维数字巡检、预案模拟演练、异常故障分析等。能够在仿真三维场景中动态融合设备台账、运行信息、监测数据、试验记录、运检记录、监测告警、评估告警信息等，实现数据跨区流动和站内汇集；与此同时，通过同一设备在不同系统、不同参量、不同设备、不同时段的测点比对与分析，结合告警及巡视等信息，发现设备运行数据的关联性，及时发现设备潜在异常，推送相应的处置建议，延展数据对比分析范围；通过油色谱分析、过热分析、接地故障分析、设备绝缘分析、短路问题分析等分析手段，明确发生故障可能部件及可能类型，推送故障检修建议，给出运维决策建议及检修处理决策建议，指导运行检修人员开展设备缺陷检修工作。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明一个实施例的系统的示意性框图。

图2是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种基于数字孪生技术的换流站设备监控管理系统，包括运维状态展示模块、设备信息展示模块、设备状态分析模块、设备处置诊断模块；

运维状态展示模块，配置利用数字孪生技术将换流站实时运行数据与整站三维模型进行融合建立换流站三维场景，呈现设备运行信息、监测数据及异常告警实时信息；

设备信息展示模块，基于换流站的三维场景选择设备台账、作业记录、缺陷统计资料信息，实现站内一次接线图、地下管线信息的呈现；

设备状态分析模块，用于汇集接入多源设备信息，对设定数据的变化趋势与设备运行风险进行监测研判；

设备处置诊断模块，用于进行故障对比分析展示通过故障比对结果获取相似案例进行展示并将诊断报告和处置分析内容进行展示。

在有些事实例中，运维状态展示模块将换流站实时运行数据与整站三维模型进行融合，呈现设备运行信息、监测数据及异常告警等实时信息。利用三维模拟，真实反映设备状态，并可在对应点位呈现监测数据，实现换流站全景运行状态的实时数字化展示，具体包括模拟融合单元、数字化展示单元；

模拟融合单元，利用数字孪生技术将换流站实时运行数据与整站三维模型进行融合，设置在对应点位呈现监测数据，建立真实反映设备状态的换流站三维场景；

数字化展示单元，用于呈现设备运行信息、监测数据及异常告警实时信息实现换流站全景运行状态的实时数字化展示；

在有些事实例中，设备信息展示模块基于换流站的三维全景信息，选择设备展现设备台账、作业记录、缺陷统计等资料信息。实现站内一次接线图、地下管线信息的呈现，具体包括选择单元和呈现单元；

选择单元，用于通过选择单元选择需要呈现的设备及参数；

呈现单元，配置基于选择的信息获取相应的数据进行呈现。

在有些事实例中，设备状态分析模块汇集接入设备台账、运行信息、监测数据、试验数据、运检记录等多源设备信息，对设定数据的变化趋势与设备运行风险进行监测研判，为设备状态深度分析提供强有力的支撑服务，具体包括运行保护研判单元、在线监测数据研判单元、离线实验数据研判单元；

运行保护研判单元，用于对换流变压器的轻瓦斯动作信号、重瓦斯动作信号、压力释放阀、油流继电器、油温高管理告警、绕温高警告、高低油位告警信号进行监测研判并进行结果呈现；对调相机振动、轴瓦温度、内冷水流量、润滑油压力、润滑油液位信号进行的监测并进行结果呈现；对阀冷系统的进阀温度、出阀温度、主循电导率、膨胀罐压力、膨胀罐液位信号进行的监测并进行结果呈现；

在线监测数据研判单元，用于对换流变压器油中溶解气体、铁心接地电流、套管介损、红外、可见光、声纹信号进行的监测，显示阀值、增长率、及告警提示的效果图；对调相机辅助系统热工、机械、电气和环境参数进行监测研判并进行结果呈现；对阀冷系统的主循环泵的振动信号、电绕机组温度、电气量信号监测研判并进行结果呈现；

离线实验数据研判单元，对换流变压器的绝缘油实验、铁芯夹件绝缘电阻、绕组绝缘电阻、接地电流数据进行研判并进行结果呈现；对阀冷系统内冷水水质试验、电机绕组绝缘电阻数据进行研判并进行结果呈现。

在有些事实例中，设备状态分析模块包括状态监测数据管理查看单元，用于将设备状态监测数据进行汇集展示，并且依托设备部件级三维展示关键参数。

设备状态分析模块运行参数分析单元和试验参数分析单元；

运行参数分析单元，换流变压器在线的线色谱、油温、油位、绕温、套管压力、铁芯夹件电流、电流电压实时数据及历史数据进行多维度对比分析，生成最终结果进行管理；调相机温度、压力、流量、振动、局部放电实时数据及历史数据进行多维度对比分析；阀冷系统主泵振动、温度、流量、压力、液位实时数据及历史数据进行多维度的对比分析；

试验参数分析单元，对换流变压器油色谱、铁芯接地电流、油化实验、套管电容及介损、绕组绝缘电阻进行多维度对比；对调相机绕组绝缘电阻、绕组交直流耐压、铁心磁化实验、绕组端进行多维度的对比分析；阀冷系统内冷水水质、绕组绝缘电阻进行多维度对比分析；并将最终的分析结果生成可视化界面进行呈现。

设备状态分析模块还包括在线数据趋势预测单元，用于对换流变压器油位、油温、绕温、套管压力、风机运行时间、分接开关累积动作次数在线的连续监测参数进行单参数的趋势预测，并提供未来设定时间段的变化趋势及历史曲线查阅功能；对调相机本体温度数据进行实时预测，对本体温度、局部放电、边缘过热、轴电流、油位监测参数进行趋势分析，生成可视化界面；对阀冷系统进阀温度、冗余冷却能力、冷却器投运组数、缓冲罐液位、空冷器运行时间、电磁阀启停次数在线连续监测参数进行单参数的趋势预测，并提供未来设定时间段的变化趋势及历史曲线查阅功能。

设备状态分析模块还包括部件状态评估预测单元，用于对换流变压器本体套管、分解开关、风机进行健康评估及趋势分析提供分析效果查询功能，并进行寿命预测输出运维和检修建议；对调相机定子绕组、转自绕组、定子铁心绝缘进行在线和离线评估，对调相机本体和油水系统易损件、进行寿命评估并输出评估结果；对阀冷系统主泵、控制保护设备进行健康评估及趋势分析，对空冷器、冷却塔进行性能评估，并进行寿命预测，输出运维检修建议。

设备状态分析模块还包括设备状态数字模拟单元，对换流变压器异常状态、负荷、油流、产气率变化引起的换流变压器状态进行模拟并进行展示；对调相机模拟不同运行工况下的定转子温升、出水温升并进行展示；将阀冷系统温度、液位、振动、泄露、渗露异常状态，以及环境温度、阀组功率变化引起的阀冷状态变化进行模拟展示。

如图2所示，本发明实施例还提供一种基于数字孪生技术的换流站设备监控管理方法，包括如下步骤：

步骤一：对换流站内柔直设备进行三维全景仿真在仿真三维场景中动态融合设备台账、运行信息、监测数据、试验记录、运检记录、监测告警、评估告警信息，实现数据跨区流动和站内汇集；

步骤二：通过同一设备在不同系统、不同参量、不同设备、不同时段的测点比对与分析，结合告警及巡视信息，发现设备运行数据的关联性，及时发现设备潜在异常，推送相应的处置建议，延展数据对比分析范围；

步骤三：通过油色谱分析、过热分析、接地故障分析、设备绝缘分析、短路问题分析，明确发生故障可能部件及可能类型，推送故障检修建议，给出运维决策建议及检修处理决策建议。

具体的，(1)运维状态展示

将换流站实时运行数据与整站三维模型进行融合，呈现设备运行信息、监测数据及异常告警等实时信息。利用三维模拟，真实反映设备状态，并可在对应点位呈现监测数据，实现换流站全景运行状态的实时数字化展示。

(2)设备信息展示

基于换流站的三维全景信息，选择设备展现设备台账、作业记录、缺陷统计等资料信息。实现站内一次接线图、地下管线信息的呈现。

(3)设备状态分析

汇集接入设备台账、运行信息、监测数据、试验数据、运检记录等多源设备信息，对设定数据的变化趋势与设备运行风险进行监测研判，为设备状态深度分析提供强有力的支撑服务。

a)运行保护研判

换流变压器方面对轻瓦斯动作信号，重瓦斯动作信号，阀侧升高座气体继电器，压力释放阀，油流继电器，油温高管警，绕温高警告，高低油位告警信号等保护数据监测研判的效果进行呈现。对于调相机方面需要将调相机振动，轴瓦温度，内冷水流量，润滑油压力，润滑油液位等保护数据的监测研判查看。阀冷系统方面需要对进阀温度，出阀温度，主循电导率，膨胀罐压力，膨胀罐液位等数据研判效果查看。

b)在线监测数据研判

针对换流变压器需要对油中溶解气体，铁心接地电流，套管介损，红外，可见光，声纹等数据研判的结果管理。显示阀值，增长率，及告警提示的效果图。对于调相机方面需要得到对辅助系统热工，机械，电气和环境四大类参数进行监测研判的结果管理，阀冷系统方面要对主循环泵的振动信号，电绕机组温度，电气量等数据监测的的结果管理。

c)离线实验数据研判

针对换流变压器方面需要对绝缘油实验，铁芯夹件绝缘电阻，绕组绝缘电阻，接地电流等数据进行研判的分析结果的查看，对于阀冷系统需要将内冷水水质试验，电机绕组绝缘电阻等数据进行研判的结果呈现出来。

d)状态监测数据管理查看

将设备状态监测数据进行汇集展示，并且依托设备部件级三维展示关键参数。

e)运行参数分析

换流变压器方面按运行与监测参数类别等，对设备在线的线色谱，油温，油位，绕温，套管压力，铁芯夹件电流，电流电压等实时数据及历史数据进行多维度对比分析，生成最终结果进行管理。调相机方面按运行与监测参数类别等，对设备温度，压力，流量，振动，局部放电等实时数据及历史数据进行多维度对比分析。阀冷系统方面需要会主泵振动，温度，流量，压力，液位，等实时数据及历史数据进行多维度的对比分析便于把控。

f)试验参数分析

针对换流变压器需要将油色谱，铁芯接地电流，油化实验，套管电容及介损，绕组绝缘电阻多维度对比的可视化界呈现。对于调相机需要将绕组绝缘电阻，绕组交直流耐压，铁心磁化实验，绕组端部等进行多维度的对比分析，阀冷系统方面需要对内冷水水质，绕组绝缘电阻等进行多维度对比分析，二者最终的分析结果生成可视化界面，进行呈现。

g)在线数据趋势预测

针对于换流变压器数据们对于油位，油温，绕温，套管压力，风机运行时间，分接开关累积动作次数等在线的连续监测参数进行单参数的趋势预测，提供未来一段时间的变化趋势及历史曲线查阅的结果，针对于调相机对本体温度数据进行实时预测，对本体温度，局部放电，边缘过热，轴电流，油位等监测参数及逆行趋势分析，生成可视化界面。针对阀冷系统，对进阀温度，冗余冷却能力，冷却器投运组数，缓冲罐液位，空冷器运行时间，电磁阀启停次数等在线连续监测进行单参数的趋势预测，提供未来一段时间变化趋势及历史曲线查阅功能。

h)部件状态评估预测

针对换流变压器设备，对本体套管，分解开关，风机等重要部件进行健康评估及趋势分析效果的查看，并进行寿命预测，提出运维和检修建议，对于相机设备，对调相机定子绕组，转自绕组，定子铁心绝缘进行在线和离线评估，对调相机本体和油水系统易损件，如碳刷，滤芯等进行寿命评估。对于阀冷系统对主泵，控制保护设备等重要部件进行健康评估及趋势分析，对空冷器，冷却塔及逆行性能评估，并进行寿命预测，提供运维检修建议。

i)设备状态数字模拟：

对于换流变压器系统需要绝缘类，机械类，短路类，等异常状态，以及负荷，油流，产气率变化引起的换流变压器状态模拟，然后通过设备部件级三位进行展示。针对调相机通过模拟不同运行工况下的定转子温升，出水温升等，并依托设备部件级三维进行展示，阀冷系统需要将温度，液位，振动，泄露。渗露等异常状态，以及环境温度，阀组功率变化引起的阀冷状态变化模拟，并依托设备部件级三维展示。

(4)设备处置诊断

设备处置策略涵盖故障对比分析展示，相似案例展示，诊断报告查看，处置分析展示内容。通过设备处置策略功能实现对设定数据的变化趋势与设备运行风险进行监测研判，为运维人员对故障的消除和处理提供有效的支撑。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于数字孪生技术的换流站设备监控管理系统，其特征在于，包括运维状态展示模块、设备信息展示模块、设备状态分析模块、设备处置诊断模块；

运维状态展示模块，配置利用数字孪生技术将换流站实时运行数据与整站三维模型进行融合建立换流站三维场景，呈现设备运行信息、监测数据及异常告警实时信息；

设备信息展示模块，基于换流站的三维场景选择设备台账、作业记录、缺陷统计资料信息，实现站内一次接线图、地下管线信息的呈现；

设备状态分析模块，用于汇集接入多源设备信息，对设定数据的变化趋势与设备运行风险进行监测研判；

设备处置诊断模块，用于进行故障对比分析展示通过故障比对结果获取相似案例进行展示并将诊断报告和处置分析内容进行展示。

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的换流站设备监控管理系统，其特征在于，运维状态展示模块包括模拟融合单元、数字化展示单元；

模拟融合单元，利用数字孪生技术将换流站实时运行数据与整站三维模型进行融合，设置在对应点位呈现监测数据，建立真实反映设备状态的换流站三维场景；

数字化展示单元，用于呈现设备运行信息、监测数据及异常告警实时信息实现换流站全景运行状态的实时数字化展示。

3.根据权利要求2所述的基于数字孪生技术的换流站设备监控管理系统，其特征在于，设备信息展示模块包括选择单元和呈现单元；

选择单元，用于通过选择单元选择需要呈现的设备及参数；

呈现单元，配置基于选择的信息获取相应的数据进行呈现。

4.根据权利要求3所述的基于数字孪生技术的换流站设备监控管理系统，其特征在于，设备状态分析模块包括运行保护研判单元、在线监测数据研判单元、离线实验数据研判单元；

运行保护研判单元，用于对换流变压器的轻瓦斯动作信号、重瓦斯动作信号、压力释放阀、油流继电器、油温高管理告警、绕温高警告、高低油位告警信号进行监测研判并进行结果呈现；对调相机振动、轴瓦温度、内冷水流量、润滑油压力、润滑油液位信号进行的监测并进行结果呈现；对阀冷系统的进阀温度、出阀温度、主循电导率、膨胀罐压力、膨胀罐液位信号进行的监测并进行结果呈现；

在线监测数据研判单元，用于对换流变压器油中溶解气体、铁心接地电流、套管介损、红外、可见光、声纹信号进行的监测，显示阀值、增长率、及告警提示的效果图；对调相机辅助系统热工、机械、电气和环境参数进行监测研判并进行结果呈现；对阀冷系统的主循环泵的振动信号、电绕机组温度、电气量信号监测研判并进行结果呈现；

离线实验数据研判单元，对换流变压器的绝缘油实验、铁芯夹件绝缘电阻、绕组绝缘电阻、接地电流数据进行研判并进行结果呈现；对阀冷系统内冷水水质试验、电机绕组绝缘电阻数据进行研判并进行结果呈现。

5.根据权利要求4所述的基于数字孪生技术的换流站设备监控管理系统，其特征在于，设备状态分析模块包括状态监测数据管理查看单元，用于将设备状态监测数据进行汇集展示，并且依托设备部件级三维展示关键参数。

6.根据权利要求5所述的基于数字孪生技术的换流站设备监控管理系统，其特征在于，设备状态分析模块运行参数分析单元和试验参数分析单元；

运行参数分析单元，换流变压器在线的线色谱、油温、油位、绕温、套管压力、铁芯夹件电流、电流电压实时数据及历史数据进行多维度对比分析，生成最终结果进行管理；调相机温度、压力、流量、振动、局部放电实时数据及历史数据进行多维度对比分析；阀冷系统主泵振动、温度、流量、压力、液位实时数据及历史数据进行多维度的对比分析；

试验参数分析单元，对换流变压器油色谱、铁芯接地电流、油化实验、套管电容及介损、绕组绝缘电阻进行多维度对比；对调相机绕组绝缘电阻、绕组交直流耐压、铁心磁化实验、绕组端进行多维度的对比分析；阀冷系统内冷水水质、绕组绝缘电阻进行多维度对比分析；并将最终的分析结果生成可视化界面进行呈现。

7.根据权利要求6所述的基于数字孪生技术的换流站设备监控管理系统，其特征在于，设备状态分析模块还包括在线数据趋势预测单元，用于对换流变压器油位、油温、绕温、套管压力、风机运行时间、分接开关累积动作次数在线的连续监测参数进行单参数的趋势预测，并提供未来设定时间段的变化趋势及历史曲线查阅功能；对调相机本体温度数据进行实时预测，对本体温度、局部放电、边缘过热、轴电流、油位监测参数进行趋势分析，生成可视化界面；对阀冷系统进阀温度、冗余冷却能力、冷却器投运组数、缓冲罐液位、空冷器运行时间、电磁阀启停次数在线连续监测参数进行单参数的趋势预测，并提供未来设定时间段的变化趋势及历史曲线查阅功能。

8.根据权利要求7所述的基于数字孪生技术的换流站设备监控管理系统，其特征在于，设备状态分析模块还包括部件状态评估预测单元，用于对换流变压器本体套管、分解开关、风机进行健康评估及趋势分析提供分析效果查询功能，并进行寿命预测输出运维和检修建议；对调相机定子绕组、转自绕组、定子铁心绝缘进行在线和离线评估，对调相机本体和油水系统易损件、进行寿命评估并输出评估结果；对阀冷系统主泵、控制保护设备进行健康评估及趋势分析，对空冷器、冷却塔进行性能评估，并进行寿命预测，输出运维检修建议。

9.根据权利要求8所述的基于数字孪生技术的换流站设备监控管理系统，其特征在于，设备状态分析模块还包括设备状态数字模拟单元，对换流变压器异常状态、负荷、油流、产气率变化引起的换流变压器状态进行模拟并进行展示；对调相机模拟不同运行工况下的定转子温升、出水温升并进行展示；将阀冷系统温度、液位、振动、泄露、渗露异常状态，以及环境温度、阀组功率变化引起的阀冷状态变化进行模拟展示。

10.一种基于数字孪生技术的换流站设备监控管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

对换流站内柔直设备进行三维全景仿真在仿真三维场景中动态融合设备台账、运行信息、监测数据、试验记录、运检记录、监测告警、评估告警信息，实现数据跨区流动和站内汇集；

通过同一设备在不同系统、不同参量、不同设备、不同时段的测点比对与分析，结合告警及巡视信息，发现设备运行数据的关联性，及时发现设备潜在异常，推送相应的处置建议，延展数据对比分析范围；

通过油色谱分析、过热分析、接地故障分析、设备绝缘分析、短路问题分析，明确发生故障可能部件及可能类型，推送故障检修建议，给出运维决策建议及检修处理决策建议。

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