(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 202210725656.4 (22)申请日 2022.06.24 (71)申请人 国网山东省电力公司青岛市 即墨区 供电公司 地址 266200 山东省青岛市 即墨市青石路3 号 (72)发明人 张嘉玮　许世明　蔡启亮　颜爽　 王俊武　胡青海　于淑英　 (74)专利代理 机构 青岛华慧泽专利代理事务所 (普通合伙) 37247 专利代理师 孟令彩 (51)Int.Cl. H02J 13/00(2006.01) H02J 3/06(2006.01) G01R 31/08(2006.01)G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种基于数字孪生技术的虚拟变电站故障 排查定位方法 (57)摘要 本发明涉及变电站维管技术领域， 具体地 说， 涉及一种基于数字孪生技术的虚拟变电站故 障排查定位方法。 包括： 构建虚拟变电站系统； 制 作三维故障定位系统； 进行数据可视化显示； 进 行电网态势 推算。 本发明设计能将变电站运行方 式可视化， 可以对变电站现行运行状况进行展示 并进行预测模拟推演； 可 以快速、 精准定位变电 站一二次故障位置， 并进行故障反推演， 省去繁 琐的变电站故障排查工作， 可以对检修工作进行 流程管控， 并可以针对新进经验不足的电力检修 人员提供辅助决策； 基于时间空间数据等多个维 度进行态势监测预警、 可视化分析， 可协同调度、 检修、 运维专业部门进行大规模联动配合工作， 可以辅助决策电网方式转变、 潮流态势给变电站 带来的影响。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115085378 A 2022.09.20 CN 115085378 A 1.一种基于数字孪生技术的虚拟变电站故障排查定位方法， 其特征在于： 包括如下步 骤： S1、 构建虚拟变电站系统： 利用数字孪生技术， 对变电站一次系 统进行模拟仿真， 构造 出变电站数字孪生系统； 利用采集到的各种数据， 进行多引擎快速构建； 运用三维建模技 术， 形成高清的3D图像； 通过数字建模技术、 立体合成技术、 交互技术模拟变电站中的虚拟 运行情况； S2、 制作三维故障定位系统： 采取多装置数据实现运行方式即时构建， 将各个装置从一 次设备采集的海量数据进 行汇总建模； 运用边缘计算技术， 集成一个三 维空间变电站、 设备 位置信息及物理参数显示为一体的三维故障定位系统； 采用虚拟 高效建模， 智能化实时显 示， 进行高性能故障定位， 并进行故障反推演； S3、 进行数据可视化显示： 各类数据瞬时搭建， 多元数据实时集成， 数据实时响应整合， 依据变电站网关采集的数据生成大数据 平台； 支持多设备接口接入、 支持各类型通信协 议， 可实现自动化数据萃取， 分布式进行 数据存储， 为虚拟变电站提供全面的可视化数据支持； S4、 进行电网态势推算： 建立复式数字网络， 依据即时数据设立未来函数， 对电网运行 方式进行计算预演； 在现有电网运行方式中， 结合多个变电站进 行电力潮流预演， 对于电网 运行方式转变进行辅助决策。 2.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的虚拟变电站故障排查定位方法， 其特征 在于： 所述S1中构建的虚拟 变电站系统展现构架 为： 以一次土 建结构图为基准， 用一次电缆 做连接线， 用二次电缆辅助连接； 其中， 一次电缆即动力缆， 二次电缆即交直流电缆， 且交直 流分开。 3.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的虚拟变电站故障排查定位方法， 其特征 在于： 所述S2中， 通过三 维故障定位系统进 行故障定位的具体方法为： 先在三 维故障定位系 统汇总各个保护装置的参数， 参数包括但不限于电压、 电流、 频率等； 如果参数发生数值突 变或者异样， 则发出故障信号， 并对出现参数异常的保护装置在三维空间变电站中的位置 进行标记展示。 4.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的虚拟变电站故障排查定位方法， 其特征 在于： 所述S2中， 故障反推演的具体方法为： 首先将故障处理方式进行分类处理； 其次收集 故障处理方式并建立故障处理方法数据库； 当类似情形故障发生时， 可以直接从故障处理 方法数据库中获取对应的故障管理方法， 并进行故障处 理方式展示。 5.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的虚拟变电站故障排查定位方法， 其特征 在于： 所述S3中， 多元 数据实时集成可以通过应用边 缘计算来实现。 6.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的虚拟变电站故障排查定位方法， 其特征 在于： 所述S4中， 电网态势推算即用复式数字网络形成的数据， 依据电网潮流计算 公式进行 潮流推算； 其中， 电网潮流计算公式包括但不限于牛 顿‑拉夫逊法、 PQ分解法。 7.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的虚拟变电站故障排查定位方法， 其特征 在于： 所述S4中， 复式数字网络主要包括三层结构， 分别为： 电气设备形成的主架构图； 一、 二次电缆形成的连接图； 各种保护设备采集到的电气参数 形成的“水流”图。 8.根据权利要求1所述的基于数字孪生技术的虚拟变电站故障排查定位方法， 其特征 在于： 所述S4中， 在现有电网运行方式中， 结合多个变电站进行电力潮流预演的具体方法权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115085378 A 2为： 首先将各个变电站形成的数据， 进 行统一汇总保存； 再依次将 每一个变电站 转化为一个 点； 然后分别记录每个点的输入输出值； 最后通过每个点输出输入值的波动来体现其潮流 态势。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115085378 A 3