本发明属于输配电,具体涉及一种仿真计算模型构建、仿真评估方法、系统、设备和介质。
背景技术:
1、目前,电网自然灾害是指引起电网设施停运、故障跳闸、供电中断,对电网设施运行安全和电网业务行为造成影响的自然灾害。影响区域电网设施安全的自然灾害,具有灾害种类多、分布地域广、发生频率高、灾害损失重、灾害风险高五个特点;而电网的建设则有分布地域较广、监测参数多、运行环境复杂等特点。
2、在输变电发展过程中,变电领域状态评估研究发展较为深入,同时大多数时候的研究都集中在单个设备的发展中,造成这种情况的是由于单个设备具有参数集中、监测范围小、容易监测等特点,而区输电线路比较于单个设备来说监测工作难度更大,相应的状态评估技术发展也相对落后,风险权重设置单一,并且区域电网覆盖变电和输电线路涉及到设施更多样、监测数据源头和类型更多、运行环境更复杂,将面临多类自然灾害数据自动加载、多种设施在线实时仿真评估、多类设施相互关联不成体系等难题,最终导致区域电网内设施的灾害评估结果准确度和可靠性较低。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足,本发明提出一种仿真计算模型构建方法,包括:
2、基于获取的区域内各电网设施的结构关联信息,构建串联所述各电网设施的数字孪生模型;
3、将获取的区域内各电网设施的灾损限值和所述数字孪生模型中对应的电网设施建立关联,得到所述区域内电网设施的灾害信息化模型;
4、利用有限元分析法,对所述灾害信息化模型进行网格剖分,形成不同的网格单元,得到区域内电网设施的仿真计算模型。
5、优选的,所述将获取的区域内各电网设施的灾损限值和所述数字孪生模型中对应的电网设施建立关联,包括:
6、将获取的区域内各电网设施的灾损限值储存至预设的数据库中;
7、基于所述数据库,获取区域内各电网设施的灾损限值对应的序列号;
8、将所述区域内各电网设施的灾损限值对应的序列号和所述数字孪生模型中对应的电网设施之间建立关联。
9、优选的,所述结构关联信息至少包括下述的一种或多种:基础构件信息、仿真组合信息和传感器监测信息。
10、优选的,所述基于获取的区域内各电网设施的结构关联信息,构建串联所述各电网设施的数字孪生模型,包括:
11、基于获取的区域内各电网设施的基础构件信息,构建所述区域内各电网设施的仿真几何模型;
12、将获取的区域内各电网设施的仿真组合信息和所述仿真几何模型中对应的电网设施建立关联,得到串联各电网设施的多维信息化模型;
13、将获取的区域内各电网设施的传感器监测信息和所述多维信息化模型中对应的电网设施建立关联,得到串联所述各电网设施的数字孪生模型;
14、优选的,所述基础构件信息至少包括下述的一种或多种:本体部分和辅助部分;所述本体部分至少包括下述的一种或多种:杆塔、导地线、基础、绝缘子和金具;所述辅助部分至少包括下述的一种或多种:接地装置、附属设施和通道环境;所述仿真组合信息至少包括下述的一种或多种:基础信息、运行信息、历史信息和环境信息;所述基础信息至少包括下述的一种或多种:台账信息、地理位置信息和责任单位;所述运行信息至少包括下述的一种或多种:当前运行状态、持续运行时间和管理单位;所述历史信息至少包括下述的一种或多种:故障信息、关联因子和影响因子;所述环境信息至少包括下述的一种或多种:气象信息、山火信息、地震信息和台风信息;所述传感器监测信息至少包括下述的一种或多种:视频监测信息、传感器采集信息、无人机监测信息和rfid监测信息。
15、基于同一发明构思,本发明还提供了一种仿真计算模型构建系统,包括:
16、数字孪生模型构建模块:用于基于获取的区域内各电网设施的结构关联信息,构建串联所述各电网设施的数字孪生模型;
17、灾害信息化模型构建模块:用于将获取的区域内各电网设施的灾损限值和所述数字孪生模型中对应的电网设施建立关联,得到所述区域内电网设施的灾害信息化模型;
18、仿真计算模型构建模块:用于利用有限元分析法,对所述灾害信息化模型进行网格剖分,形成不同的网格单元,得到区域内电网设施的仿真计算模型。
19、优选的,所述灾害信息化模型构建模块中将获取的区域内各电网设施的灾损限值和所述数字孪生模型中对应的电网设施建立关联,包括:
20、将获取的区域内各电网设施的灾损限值储存至预设的数据库中;
21、基于所述数据库,获取区域内各电网设施的灾损限值对应的序列号;
22、将所述区域内各电网设施的灾损限值对应的序列号和所述数字孪生模型中对应的电网设施之间建立关联。
23、优选的,所述数字孪生模型构建模块中的结构关联信息至少包括下述的一种或多种:基础构件信息、仿真组合信息和传感器监测信息。
24、优选的,所述数字孪生模型构建模块,具体用于:
25、基于获取的区域内各电网设施的基础构件信息,构建所述区域内各电网设施的仿真几何模型;
26、将获取的区域内各电网设施的仿真组合信息和所述仿真几何模型中对应的电网设施建立关联,得到串联各电网设施的多维信息化模型;
27、将获取的区域内各电网设施的传感器监测信息和所述多维信息化模型中对应的电网设施建立关联,得到串联所述各电网设施的数字孪生模型;
28、优选的,所述数字孪生模型构建模块中的基础构件信息至少包括下述的一种或多种:本体部分和辅助部分;所述本体部分至少包括下述的一种或多种:杆塔、导地线、基础、绝缘子和金具;所述辅助部分至少包括下述的一种或多种:接地装置、附属设施和通道环境;所述仿真组合信息至少包括下述的一种或多种:基础信息、运行信息、历史信息和环境信息;所述基础信息至少包括下述的一种或多种:台账信息、地理位置信息和责任单位;所述运行信息至少包括下述的一种或多种:当前运行状态、持续运行时间和管理单位;所述历史信息至少包括下述的一种或多种:故障信息、关联因子和影响因子;所述环境信息至少包括下述的一种或多种:气象信息、山火信息、地震信息和台风信息;所述传感器监测信息至少包括下述的一种或多种:视频监测信息、传感器采集信息、无人机监测信息和rfid监测信息。
29、基于同一发明构思,本发明还提供了一种仿真评估方法,包括:
30、针对仿真计算模型中的各网格单元进行风险计算,得到各网格单元的评分数值;
31、基于所述各网格单元的评分数值,得到区域内各电网设施对应的评分数值;
32、基于区域内各电网设施对应的评分数值和预先计算的各电网设施的风险权重,计算所述各电网设施对应的风险得分;
33、根据所述各电网设施的风险得分,确定所述风险得分对应的风险等级作为各电网设施的灾害仿真评估结果。
34、优选的,所述各电网设施的风险权重对应的计算过程包括:
35、获取各电网设施的损伤次数、损伤程度、关联因子和专家权重;
36、基于所述各电网设施的损伤次数、损伤程度、关联因子和专家权重,确定所述各电网设施对应的风险权重。
37、优选的,所述针对仿真计算模型中的各网格单元进行风险计算,得到各网格单元的评分数值,包括:
38、获取所述仿真计算模型中各网格单元的网格类型,根据不同的网格类型进行对应的风险计算,得到各网格单元的评分数值;其中,所述网格类型包括:三角网格、四角网格、杠单元网格和梁单元网格。
39、优选的,所述基于所述各网格单元的评分数值,得到区域内各电网设施对应的评分数值,包括:
40、获取所述仿真计算模型中各电网设施下对应的网格单元的评分数值,将各电网设施下对应的网格单元的评分数值进行累加,得到区域内各电网设施对应的评分数值。
41、基于同一发明构思,本发明还提供了一种仿真评估系统,包括:
42、网格风险计算模块:用于针对仿真计算模型中的各网格单元进行风险计算,得到各网格单元的评分数值;
43、设施评分计算模块:用于基于所述各网格单元的评分数值,得到区域内各电网设施对应的评分数值;
44、风险得分计算模块:用于基于区域内各电网设施对应的评分数值和预先计算的各电网设施的风险权重,计算所述各电网设施对应的风险得分;
45、仿真结果输出模块:用于根据所述各电网设施的风险得分,确定所述风险得分对应的风险等级作为各电网设施的灾害仿真评估结果。
46、优选的,所述风险得分计算模块中各电网设施的风险权重对应的计算过程包括:
47、获取各电网设施的损伤次数、损伤程度、关联因子和专家权重;
48、基于所述各电网设施的损伤次数、损伤程度、关联因子和专家权重,确定所述各电网设施对应的风险权重。
49、优选的,所述网格风险计算模块,具体用于:
50、获取所述仿真计算模型中各网格单元的网格类型,根据不同的网格类型进行对应的风险计算,得到各网格单元的评分数值;其中,所述网格类型包括:三角网格、四角网格、杠单元网格和梁单元网格。
51、优选的,所述设施评分计算模块,具体用于:
52、获取所述仿真计算模型中各电网设施下对应的网格单元的评分数值,将各电网设施下对应的网格单元的评分数值进行累加,得到区域内各电网设施对应的评分数值。
53、基于同一发明构思,本发明还提供一种计算机设备,包括:一个或多个处理器;
54、存储器,用于存储一个或多个程序;
55、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,实现如前所述的一种仿真评估方法。
56、基于同一发明构思,本发明还提供一种计算机可读存储介质,其上存有计算机程序,所述计算机程序被执行时,实现如前所述的一种仿真评估方法。
57、与最接近的现有技术相比,本发明具有的有益效果如下:
58、1.本发明提供了一种仿真计算模型构建方法和系统,包括:基于获取的区域内各电网设施的结构关联信息,构建串联所述各电网设施的数字孪生模型;将获取的区域内各电网设施的灾损限值和所述数字孪生模型中对应的电网设施建立关联,得到所述区域内电网设施的灾害信息化模型;利用有限元分析法,对所述灾害信息化模型进行网格剖分,形成不同的网格单元,得到区域内电网设施的仿真计算模型;本发明通过构建串联区域内各电网设施的数字孪生模型,能够将区域电网设施作为一个整体单元,有利于增加区域电网中多类设施之间的关联性;通过将数字孪生模型和各电网设施的灾损限值建立关联而构建的灾害信息化模型,能够快速获取各类电网设施对应的灾损情况,从而有利于提高灾损判断的效率;通过利用有限元分析法实现对仿真计算模型的网格剖分,有利于细化网格单元,直接针对仿真计算模型开展灾损分析,并提高灾损分析的准确率;
59、2.本发明还提供了一种仿真评估方法和系统,包括:针对仿真计算模型中的各网格单元进行风险计算,得到各网格单元的评分数值;基于所述各网格单元的评分数值,得到区域内各电网设施对应的评分数值;基于区域内各电网设施对应的评分数值和预先计算的各电网设施的风险权重,计算所述各电网设施对应的风险得分;根据所述各电网设施的风险得分,确定所述风险得分对应的风险等级作为各电网设施的灾害仿真评估结果;本发明通过预先构建的仿真计算模型计算各电网设施的风险得分,并结合对应的风险权重考虑综合损伤来评估各电网设施的风险等级,从而对后续故障维修给出针对性意见,有效保证了故障判断和维护的时效性、准确性和设施运行的可靠性。
1.一种仿真计算模型构建方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将获取的区域内各电网设施的灾损限值和所述数字孪生模型中对应的电网设施建立关联,包括:
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述结构关联信息至少包括下述的一种或多种:基础构件信息、仿真组合信息和传感器监测信息。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于获取的区域内各电网设施的结构关联信息,构建串联所述各电网设施的数字孪生模型,包括:
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基础构件信息至少包括下述的一种或多种:本体部分和辅助部分;所述本体部分至少包括下述的一种或多种:杆塔、导地线、基础、绝缘子和金具;所述辅助部分至少包括下述的一种或多种:接地装置、附属设施和通道环境;所述仿真组合信息至少包括下述的一种或多种:基础信息、运行信息、历史信息和环境信息;所述基础信息至少包括下述的一种或多种:台账信息、地理位置信息和责任单位;所述运行信息至少包括下述的一种或多种:当前运行状态、持续运行时间和管理单位;所述历史信息至少包括下述的一种或多种:故障信息、关联因子和影响因子;所述环境信息至少包括下述的一种或多种:气象信息、山火信息、地震信息和台风信息;所述传感器监测信息至少包括下述的一种或多种:视频监测信息、传感器采集信息、无人机监测信息和rfid监测信息。
6.一种仿真计算模型构建系统,其特征在于,包括:
7.一种仿真评估方法,其特征在于,包括:
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述各电网设施的风险权重对应的计算过程包括:
9.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述针对仿真计算模型中的各网格单元进行风险计算,得到各网格单元的评分数值,包括:
10.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述基于所述各网格单元的评分数值,得到区域内各电网设施对应的评分数值,包括:
11.一种仿真评估系统,其特征在于,包括:
12.一种计算机设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器;
13.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存有计算机程序,所述计算机程序被执行时,实现如权利要求7至10中任意一项所述的一种仿真评估方法。