一种基于数字孪生智慧电网推演系统的制作方法

1.本发明涉及智慧电网的技术领域，特别是涉及一种基于数字孪生智慧电网推演系统。


背景技术：

2.随着电网建设规模的扩大和数字经济的推动,电网数字化和智能化越来越成为电力行业发展的迫切需求。数字孪生技术基于数字化标识、自动化感知、网络化连接、普惠化计算、智能化控制和平台化服务等信息技术体系,为推进电网安全稳定运行、建设能源互联网企业提供了新思路和途径。
3.传统电力系统建模以物理模型为主，基于物理场建模仿真，以假设-建模-设置参数-仿真-验证为步骤，通过物理机理和运行过程反映设备、电网信息，但难以将设备、电网拟运行历史数据纳入物理模型的仿真过程，在目前的智慧电网中无法解决实际问题，其实用价值低。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供一种基于数字孪生智慧电网推演系统，以解决上述的问题。
5.本发明提供一种基于数字孪生智慧电网推演系统，其结构为：包括3d可视化电网监测子系统、电网推演智能判定子系统和语音调令智能核对子系统；所述3d可视化电网监测子系统包括3d沙盘和实体电网，实体电网通过大数据将实体电网的数据推送至3d沙盘，在3d沙盘中映射出实体电网的状况；所述实体电网的设备需要全网实现数字化标识。
6.所述电网推演智能判定子系统，包括3d沙盘和数字孪生电网，所述数字孪生电网全息模拟、动态监控、实时诊断、精准预测反映物理实体电网在现实环境中的状态，进而推动电网数字化和虚拟化、实时化和可视化、电网运行管理协同化和智能化，实现物理电网与数字电网协同交互平行运转；所述数字孪生电网需通过智能化感知体系与互联网感知。
7.所述语音调令智能核对子系统包括分词数据库、电力业务知识库、语音识别模块、语义分析模块、命令校验模块、和人机交互模块，所述分词数据库和电力业务知识库连接语义分析模块和人机交互模块，所述语音识别模块连接语义分析模块，所述命令校验模块连接语义分析模块、分词数据库和电力业务知识库。
8.所述人机交互模块通过语音模型、通信服务及功能的检测，当调度人员下令时，通过语音识别模块进行识别，在通过语义分析模块进行分析，通过命令校验模块与分词数据库和电力业务知识库比对校验，进行人机交互或下发指令。
9.所述数字孪生电网为电网级数据闭环赋能体系，通过数据全域标识、状态精准感知、数据实时分析、模型科学决策、智能精准执行，实现电网的模拟、监控、诊断、预测和控
制，提高电网的物质资源、智力资源、信息资源配置效率和运作状态，开辟新型数字化智能电网建设和运行管理模式。
10.所述实体电网设备通过物联管理进行设备之间的连接和提供后续服务。
11.所述数字孪生电网通过不断导入数据，来实现依托和运行管理实体电网。
12.所述数字孪生电网通过智能传感设备采集数据进行汇集。
13.通过物联感知和信息传输，实现由实入虚，再通过科学决策和智能控制由虚入实，实现对物理电网的运行管理优化，优化后的物理电网和数字电网不断进行虚实迭代，持续优化，逐步形成深度学习自我优化的内生发展模式，实现电网运行的自主管理。
14.数字化标识对设备进行全域全量数字化标识，开展规范的编码设计和建立规范的数字化标识体系是在数字空间中区分实体身份的基础，同时是实现数字电网与物理电网的一一映射的基础，通过设备实物“id”赋码贴签，为实现数字孪生电网模型与物理实体电网设备精准匹配，需要在已有设备实物“id”赋码贴签的基础上，继续开展设备增量存量设备赋码贴签和数据溯源，建立统一规范的数字化标识体系。
15.智能化感知体系是数字孪生电网感知互联的入口和通道，电力设备数量多、自身参数复杂、静态参数与动态参数并存，但设备类型清晰、关联性强、易于分类管理，在已有设备，选择代表性设备布设微型化、物联化、高精度传感装置，融合低功耗通信技术，实现感传一体化，再基于建模技术构建同类型设备一体化模型，通过仿真验证及模型不断迭代后可达到全域布设传感装置的效果，针对新增设备，可在生产制造阶段按照相应的标准规范，集成必要的传感及通信装置，实现设备智能化感知。
16.设备物联管理提供设备连接和后续服务，数字孪生电网下的设备物联管理技术需适应多语言、多操作系统不同终端设备的接入和数据通信需求，并保证通信安全性、实时性和稳定性，还需具备多种开发工具，以接受任何安装有协议驱动程序的设备发送的数据。
17.设备、子系统和电网数字孪生模型的构建和迭代优化需要依赖全域智能化传感设备采集数据的汇集，在构建的数据平台需要实现各种来源、各种结构数据资源的汇集、管理和共享，通过元数据规范和统一转换格式，以及统一的数据服务接口，实现横向跨专业、纵向不同层级间的数据共享、分析挖掘和融通。
18.数字孪生电网模型构建采取模型驱动建模和数据驱动建模相结合，初始化建模综合采用实际感知测量、设备3 维建模、数字建模来获取原始数据，通过数据融合处理，叠加系统建模及动态建模，生成数字孪生模型，建模策略以设备建模为基础，然后连接构成子系统数字孪生模型和整个电网数字孪生模型。
19.人机交互将调度运行人员的专业调度数据转化为计算机能够理解识别的机器语言，从而实现人类指令下发至计算机得到有效执行，电力系统调度信息包括结构化数据和非结构化数据，对于非结构化数据的语义分析，建立结构化数据和非结构化数据统一的数据索引，这由于电网设备信息涉及到检修信息、设备故障信息、调度日志信息、设备缺陷信息、组织机构信息、调度规程信息、运行细则信息和投入审批信息等电网调控信息，利用自然语言处理技术，结合电力调控的关键性业务，将自然语言处理的结果映射到电网调度操作的流程中，对电力相关业务的文档和信息进行归纳，实现分词的数据库建立；结合现有电力业务知识库模型，对分词的拆分结果进行语义分析，将自然语言解析分解，并针对电网业务的语义重构，实现人机交互的语音识别和语义分析。
20.本发明的有益效果在于：信息立体呈现、业务一体化管理，多维度辅助管理，实现电网不同层级的全景覆盖，满足电网线路、调管设备、负荷性质、潮流走向、电网规划等具体业务需要，提高工作效率，让数字孪生系统更准确、全面、智能的支持电网的调度管理，同时，将工作中的语音调令纠错、人员培训提升等需求进行数字化升级，以提高工作效率、提升工作准确率，并与数字孪生系统结合，实现在数字孪生的统一管理。
具体实施方式
21.实施例1本发明提供一种基于数字孪生智慧电网推演系统，其结构为：包括3d可视化电网监测子系统、电网推演智能判定子系统和语音调令智能核对子系统；进一步地，所述3d可视化电网监测子系统包括3d沙盘和实体电网，实体电网通过大数据将实体电网的数据推送至3d沙盘，在3d沙盘中映射出实体电网的状况；进一步地，所述实体电网的设备需要全网实现数字化标识。
22.进一步地，所述电网推演智能判定子系统，包括3d沙盘和数字孪生电网，所述数字孪生电网全息模拟、动态监控、实时诊断、精准预测反映物理实体电网在现实环境中的状态，进而推动电网数字化和虚拟化、实时化和可视化、电网运行管理协同化和智能化，实现物理电网与数字电网协同交互平行运转；进一步地，所述数字孪生电网需通过智能化感知体系与互联网感知。
23.进一步地，所述语音调令智能核对子系统包括分词数据库、电力业务知识库、语音识别模块、语义分析模块、命令校验模块、和人机交互模块，所述分词数据库和电力业务知识库连接语义分析模块和人机交互模块，所述语音识别模块连接语义分析模块，所述命令校验模块连接语义分析模块、分词数据库和电力业务知识库。
24.进一步地，所述人机交互模块通过语音模型、通信服务及功能的检测，当调度人员下令时，通过语音识别模块进行识别，在通过语义分析模块进行分析，通过命令校验模块与分词数据库和电力业务知识库比对校验，进行人机交互或下发指令。
25.进一步地，所述数字孪生电网为电网级数据闭环赋能体系，通过数据全域标识、状态精准感知、数据实时分析、模型科学决策、智能精准执行，实现电网的模拟、监控、诊断、预测和控制，提高电网的物质资源、智力资源、信息资源配置效率和运作状态，开辟新型数字化智能电网建设和运行管理模式。
26.进一步地，所述实体电网设备通过物联管理进行设备之间的连接和提供后续服务。
27.进一步地，所述数字孪生电网通过不断导入数据，来实现依托和运行管理实体电网。
28.进一步地，所述数字孪生电网通过智能传感设备采集数据进行汇集。
29.运行管理通过数字孪生电网与实体电网两个主体虚实互动、孪生并行、以虚控实，通过物联感知和信息传输，实现由实入虚，再通过科学决策和智能控制由虚入实，实现对物理电网的运行管理优化，优化后的物理电网和数字电网不断进行虚实迭代，持续优化，逐步形成深度学习自我优化的内生发展模式，实现电网运行的自主管理。
30.数字化标识对设备进行全域全量数字化标识，开展规范的编码设计和建立规范的
数字化标识体系是在数字空间中区分实体身份的基础，同时是实现数字电网与物理电网的一一映射的基础，通过设备实物“id”赋码贴签，为实现数字孪生电网模型与物理实体电网设备精准匹配，需要在已有设备实物“id”赋码贴签的基础上，继续开展设备增量存量设备赋码贴签和数据溯源，建立统一规范的数字化标识体系。
31.智能化感知体系是数字孪生电网感知互联的入口和通道，电力设备数量多、自身参数复杂、静态参数与动态参数并存，但设备类型清晰、关联性强、易于分类管理，在已有设备，选择代表性设备布设微型化、物联化、高精度传感装置，融合低功耗通信技术，实现感传一体化，再基于建模技术构建同类型设备一体化模型，通过仿真验证及模型不断迭代后可达到全域布设传感装置的效果，针对新增设备，可在生产制造阶段按照相应的标准规范，集成必要的传感及通信装置，实现设备智能化感知。
32.设备物联管理提供设备连接和后续服务，数字孪生电网下的设备物联管理技术需适应多语言、多操作系统不同终端设备的接入和数据通信需求，并保证通信安全性、实时性和稳定性，还需具备多种开发工具，以接受任何安装有协议驱动程序的设备发送的数据。
33.设备、子系统和电网数字孪生模型的构建和迭代优化需要依赖全域智能化传感设备采集数据的汇集，在构建的数据平台需要实现各种来源、各种结构数据资源的汇集、管理和共享，通过元数据规范和统一转换格式，以及统一的数据服务接口，实现横向跨专业、纵向不同层级间的数据共享、分析挖掘和融通。
34.数字孪生电网模型构建采取模型驱动建模和数据驱动建模相结合，初始化建模综合采用实际感知测量、设备3维建模、数字建模来获取原始数据，通过数据融合处理，叠加系统建模及动态建模，生成数字孪生模型，建模策略以设备建模为基础，然后连接构成子系统数字孪生模型和整个电网数字孪生模型。
35.人机交互将调度运行人员的专业调度数据转化为计算机能够理解识别的机器语言，从而实现人类指令下发至计算机得到有效执行，电力系统调度信息包括结构化数据和非结构化数据，对于非结构化数据的语义分析，建立结构化数据和非结构化数据统一的数据索引，这由于电网设备信息涉及到检修信息、设备故障信息、调度日志信息、设备缺陷信息、组织机构信息、调度规程信息、运行细则信息和投入审批信息等电网调控信息，利用自然语言处理技术，结合电力调控的关键性业务，将自然语言处理的结果映射到电网调度操作的流程中，对电力相关业务的文档和信息进行归纳，实现分词的数据库建立；结合现有电力业务知识库模型，对分词的拆分结果进行语义分析，将自然语言解析分解，并针对电网业务的语义重构，实现人机交互的语音识别和语义分析。