一种数字孪生技术应用于配电房智慧电柜的信息仿真装置的制作方法

1.本发明涉及信息数字孪生技术领域，具体为一种数字孪生技术应用于配电房智慧电柜的信息仿真装置。


背景技术：

2.智能配电柜也即是精密配电柜，是一款针对数据中心机房能源末端，综合采集所有能源数据的配电柜，智能配电柜为终端能源监测系统提供高精度测量数据，通过显示单元，实时反映电能质量数据。并通过数字通讯上载至后台环境控制系统，以达到对整个配电系统的实时监控和运行质量的有效管理。帮助用户优化网络数据中心，加强能耗管理，提高服务器机架运行效率，实现全方位绿色idc提供可靠保障，其主要用于电信、金融、政府及it等idc数据中心或工业企业等重要客户，为网络服务器等重要设备提供电力分配，配电回路保护，计量，管理于计算机接地等服务，用于供电可靠性要求高不间断供电领域，智能配电柜核心监测单元lpdu在设计、元件选型及生产测试阶段都充分考虑了数据中心的工作环境、电网品质及谐波干扰，针对电源装置供电特点从各个环节对产品适应性和质量进行把握，规范的研发体系和完善的测试设备，保证了每一台智能配电柜都具备优异的质量和可靠的性能，通过集中处理分支测量的方式，产品集成度高，电源监测采集装置尺寸仅为(214*168)，可以在列头柜相对狭小的空间内自由安装，极大增强柜内安装能力及整体运行稳定性，更加方便用户后期维护。
3.目前智慧电柜仅展示柜内电子元器的数据信息，二维的数据信息无法直观让用户将设备与数据建立关联，对电力设备运行状态缺乏精确的刻画，无法全面准确地撑握设备状态，缺乏设备不同工况、故障模拟和仿真工具，针对设备故障机理复杂，影响因素众多。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种数字孪生技术应用于配电房智慧电柜的信息仿真装置，解决了现有智慧电柜仅展示柜内电子元器的数据信息，二维的数据信息无法直观让用户将设备与数据建立关联，对电力设备运行状态缺乏精确的刻画，无法全面准确地撑握设备状态，缺乏设备不同工况、故障模拟和仿真工具，针对设备故障机理复杂，影响因素众多的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种数字孪生技术应用于配电房智慧电柜的信息仿真装置，包括电力设备结构模型和多场仿真模型，所述多场仿真模型是综合考虑电力设备的几何形状、物理参数、状态信息和标准规则，建立多物理场、多尺度和多区域的设备数字孪生仿真模型，所述多场仿真模型包括单物理场仿真模块和多物理场仿真模块。
8.优选的，所述单物理场仿真模块包括单区域单物理场(nd,nf,ns)和多区域单物理
场(nd,nf,ns)，nd：域的数量，单域和多域，nf：场的数量，单物理场和多物理场，ns：研究尺度，微观、中观和宏观。
9.优选的，所述单区域单物理场(nd,nf,ns)＝(1,1,2)，且多区域单物理场(nd,nf,ns)＝(2,1,3)。
10.优选的，所述多物理场仿真模块包括单区多物理场(nd,nf,nx)和多区域多物理场(nd,nf,ns)，nd：域的数量，单域和多域，nf：场的数量，单物理场和多物理场，ns：研究尺度，微关、中观和宏观。
11.优选的，所述单区多物理场(nd,nf,nx)＝(1,2,1)，且多区域多物理场(nd,nf,ns)＝(2,2,2)。
12.优选的，该装置的仿真方法具体包括以下步骤：
13.s1、将电柜设备基础数据导入构建的电力设备结构和多场仿真模型，通过模型构造设备三维关联关系；
14.s2、通过单物理场仿真模块对设备的物理属性结构模型进行仿真及参数反演，还原设备物理外观；
15.s3、多物理场仿真模块对设备包括结构、解热传导、质量扩散、热电耦合和压力电介物理仿真分析，再结合物理场参数反演，更真实还原设备的现实状态；
16.s4、叠加外部可观参数，还原设备真实场景状态；
17.s5、结合历史运行数据，对设备运行和健康状态进行评估，即动态生成一个孪生的智慧电柜。
18.优选的，所述步骤s4中外部可观参数为温度参数、电流参数和电压参数。
19.(三)有益效果
20.本发明提供了一种数字孪生技术应用于配电房智慧电柜的信息仿真装置。与现有技术相比具备以下有益效果：该数字孪生技术应用于配电房智慧电柜的信息仿真装置，包括电力设备结构模型和多场仿真模型，所述多场仿真模型是综合考虑电力设备的几何形状、物理参数、状态信息和标准规则，建立多物理场、多尺度和多区域的设备数字孪生仿真模型，所述多场仿真模型包括单物理场仿真模块和多物理场仿真模块，可实现通过基于数字孪生多物理场仿真软件装置，能针对不同来源的状态数据，进行多物理场多参数反演计算和推演分析，达到智慧电柜信息与物理等价映射，使智慧电柜仅展示柜内电子元器的数据信息和二维的数据信息能够直观让用户将设备与数据建立关联，对电力设备运行状态具有精确的刻画，能够全面准确地撑握设备状态，实现对设备不同工况、故障模拟和仿真，简化设备的故障机理。
附图说明
21.图1为本发明系统的结构原理框图；
22.图2为本发明实施例中多场仿真模型的仿真示意图；
23.图3为本发明仿真方法的流程图。
具体实施方式
24.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，都属于本发明保护的范围。
25.请参阅图1-3，本发明实施例提供一种技术方案：一种数字孪生技术应用于配电房智慧电柜的信息仿真装置，包括电力设备结构模型和多场仿真模型，所述多场仿真模型是综合考虑电力设备的几何形状、物理参数、状态信息和标准规则，如图2所示，建立多物理场、多尺度和多区域的设备数字孪生仿真模型，多场仿真模型包括单物理场仿真模块和多物理场仿真模块。
26.本发明实施例中，单物理场仿真模块包括单区域单物理场(nd,nf,ns)和多区域单物理场(nd,nf,ns)，nd：域的数量，单域和多域，nf：场的数量，单物理场和多物理场，ns：研究尺度，微观、中观和宏观。
27.本发明实施例中，单区域单物理场(nd,nf,ns)＝(1,1,2)，且多区域单物理场(nd,nf,ns)＝(2,1,3)。
28.本发明实施例中，多物理场仿真模块包括单区多物理场(nd,nf,nx)和多区域多物理场(nd,nf,ns)，nd：域的数量，单域和多域，nf：场的数量，单物理场和多物理场，ns：研究尺度，微关、中观和宏观。
29.本发明实施例中，单区多物理场(nd,nf,nx)＝(1,2,1)，且多区域多物理场(nd,nf,ns)＝(2,2,2)。
30.本发明实施例中，该装置的仿真方法具体包括以下步骤：
31.s1、将电柜设备基础数据导入构建的电力设备结构和多场仿真模型，通过模型构造设备三维关联关系；
32.s2、通过单物理场仿真模块对设备的物理属性结构模型进行仿真及参数反演，还原设备物理外观；
33.s3、多物理场仿真模块对设备包括结构、解热传导、质量扩散、热电耦合和压力电介物理仿真分析，再结合物理场参数反演，更真实还原设备的现实状态；
34.s4、叠加外部可观参数，还原设备真实场景状态；
35.s5、结合历史运行数据，对设备运行和健康状态进行评估，即动态生成一个孪生的智慧电柜。
36.本发明实施例，步骤s4中外部可观参数为温度参数、电流参数和电压参数。
37.综上，本发明可实现通过基于数字孪生多物理场仿真软件装置，能针对不同来源的状态数据，进行多物理场多参数反演计算和推演分析，达到智慧电柜信息与物理等价映射，使智慧电柜仅展示柜内电子元器的数据信息和二维的数据信息能够直观让用户将设备与数据建立关联，对电力设备运行状态具有精确的刻画，能够全面准确地撑握设备状态，实现对设备不同工况、故障模拟和仿真，简化设备的故障机理。
38.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
39.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
40.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。