(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210870415.9 (22)申请日 2022.07.22 (71)申请人 东方电子股份有限公司 地址 264000 山东省烟台市芝罘区机场路2 号 (72)发明人 尚国鹏　裴辉东　郭瑞瑞　任祥伟　 刘军　王建功　 (74)专利代理 机构 烟台浪知淘知识产权代理事 务所(普通 合伙) 37358 专利代理师 冯贺珍 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 电网二次设备连续运行测试专用数字孪生 系统及构建方法 (57)摘要 本发明公开了一种电网二次设备连续运行 实验室测试专用数字孪生系统及构建方法， 涉及 电网故障监测技术领域。 包括建立电网二次设备 各模块的数字孪生3D 模型； 采集电网二次设备测 试数据； 数据联动3D 模型WEB展 示； 当实时状态数 据超出电网二次设备正常运行参数范围时， 与邮 件、 微信集成发送告警信息， 预测现场设备问题 并提出应对措施； 输入不同工况设备状态模拟数 据进行仿真模拟， 在3D可视化平台查看正常、 异 常状态下设备的模拟运行情况。 本发 明通过动态 调整3D仿真模型的参数， 加速故障的重现， 实现 对测试产品软硬件长期工作性能的验证， 为产品 质量的提升提供了保障。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115062493 A 2022.09.16 CN 115062493 A 1.一种电网二次设备连续运行测试专用数字孪生系统的构建方法， 其特征在于， 包括 如下步骤： S1建立连续 运行实验室中电网二次设备 各模块的数字 孪生3D模型； S2采集电网二次设备测试 数据； S3数据联动3D模型WEB展示， 在 浏览器中展示各设备实时状态； S4当实时状态数据超出电网二次设备正常运行参数范围时， 与邮件、 微信集成发送告 警信息， 预测现场设备问题并提出应对措施； S5输入不同工况设备状态模拟数据进行仿真模拟， 在3D可视化平台查看正常、 异常状 态下设备的模拟运行情况。 2.根据权利要求1所述的电网二次设备连续运行测试专用数字孪生系统构建方法， 其 特征在于， 所述建立连续 运行实验室中电网二次设备 各模块的数字 孪生3D模型， 包括： S1.1进行组件的数字建模和3D渲染， 形成组件的数字 孪生3D模型， 构建基础组件库； S1.2将连续运行实验室的数字孪生模型导入可视化平台， 同时设置需要接入的参数及 展示方式。 3.根据权利要求2所述的电网二次设备连续运行测试专用数字孪生系统构建方法， 其 特征在于， 所述组件的数字建模和3D渲染， 包括 S1.1.1抽象模型的共同属性特征。 按照大小、 颜色、 形状、 内部安装 的设备类型等属性 建立电力二次设备的数据模型； S1.1.2基于Redis缓存模型数据， 按照模型的特征ID信息作为Key键信息， 关联 映射模 型的属性； S1.1.3基于Thre e.js的渲染引擎； S1.1.4采用K ‑D树和八叉树相结合的混合算法， 应用八叉树首先进行大粒度的划分和 查找， 而后使用K ‑D树进行细分。 4.根据权利要求1所述的电网二次设备连续运行测试专用数字孪生系统构建方法， 其 特征在于， 所述采集电网二次设备测试 数据， 包括： S2.1按照电力系统自动化领域全球通用IE C61850标准进行 数据采集； S2.2使用DF80 03C系统进行 数据采集， 将数据实时上传连续 运行实验室数字 孪生系统； S2.3数据以Jso n格式文件发送。 5.根据权利要求4所述的电网二次设备连续运行测试专用数字孪生系统构建方法， 其 特征在于， 所述DF80 03C系统， 包括： S2.2.1根据电力二次设备模型中定义的设备型号、 电压、 电流等信息采集连续运行实 验室中的实时数据； S2.2.2采用Websocket全双工通信方式， 将采集到的数据实时传输 到数字孪生模型中； S2.2.3解析数字孪生模型中的自定义属性， 生成各指示灯、 电压表、 电流表等仪表数 据， 并通过配置将仪表的状态与监控数据进行关联； S2.2.4采用可视化配置的方式实现3D模型和实时数据的关联， 并在数字孪生模型中实 时展示各设备的运行状态。 6.根据权利要求1所述的电网二次设备连续运行测试专用数字孪生系统构建方法， 其 特征在于， 所述预测现场设备问题并提出应对措施， 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115062493 A 2S4.1通过对连续运行实验室的数字孪生仿真模拟， 动态调整3D仿真模型的参数， 加速 故障的重现； S4.2针对仿真模拟运行过程中出现的故障提出应对策略， 通过更换硬件或升级软件排 除可能发生的故障。 7.根据权利要求1所述的电网二次设备连续运行测试专用数字孪生系统构建方法， 其 特征在于， 所述输入不同工况设备状态模拟数据， 包括： S5.1加压带电， 调节电流和电压， 关闭空调， 在温度剧烈变化， 比实际工况更严苛的情 况下， 加速电子产品由于应力变化引起 一些芯片或焊接的变化过程； S5.2通过机器学习实时计算告警阈值， 在数字孪生模型中制作基于粒子的烟雾效果仿 真电子元器件的极端效果图。 8.一种电网二次设备 连续运行测试专用数字 孪生系统， 其特 征在于： 包括 M1模型库构建模块， 建立连续运行实验室的数字孪生模型库， 存储电网二次设备的数 字孪生3D模型； M2数据采集模块， 采集电网二次设备测试 数据； M3实时监视模块， 数据联动3D模型WEB展示， 在 浏览器中展示各设备及实时状态； M4策略预警模块， 当实时状态数据超出电网二次设备正常运行参数范围时， 与邮件、 微 信集成， 发送告警信息， 并提出应对策略； M5仿真模拟模块， 输入不同工况设备状态的模拟数据， 实现不同工况状态的仿真。 9.根据权利要求8所述的电网二 次设备连续运行测试专用数字孪生系统， 其特征在于， 所述电网二次设备包括远动通信柜、 电源柜、 智能控制柜、 保护测控柜、 网络 分析记录仪柜、 线路保护测控柜。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115062493 A 3