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专利号: 2025105294616
申请人: 南京欧冶子自动化科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于数字孪生的智能变电站运行状态监测方法,其特征在于,包括:

步骤1.变电站环境数据获取:获取变电站在监测时间段的预估降雨量、风向方向和风速值;

步骤2.变电站数字孪生模型预测:派遣无人机对变电站所属各绝缘子进行表面扫描,从而获取在当前监测时间点的变电站所属各绝缘子的表面建模,分析变电站所属各绝缘子的各沾污建模预估形成的导电层厚度值;

所述分析变电站所属各绝缘子的各沾污建模预估形成的导电层厚度值,其具体分析方法为:

从本地数据库获取变电站所属各绝缘子的初始表面建模,依据变电站所属各绝缘子的表面建模,将其减去变电站所属各绝缘子的初始表面建模,获得变电站所属各绝缘子的各沾污建模及其体积值,并获取变电站所属各绝缘子的各沾污建模的环境接触外表面及其各特征点;

依据变电站在监测时间段的风向方向,筛选变电站所属各绝缘子的各沾污建模的环境接触外表面的各雨水冲击特征点;

依据变电站在监测时间段的预估降雨量和风速值,分析变电站所属各绝缘子的各沾污建模的预估剩余体积值,并据此计算变电站所属各绝缘子的各沾污建模预估形成的导电层厚度值;

所述筛选变电站所属各绝缘子的各沾污建模的环境接触外表面的各雨水冲击特征点,其具体筛选方法为:对变电站所属各绝缘子的各沾污建模的环境接触外表面的各特征点进行表面切线绘图,从而获得变电站所属各绝缘子的各沾污建模的环境接触外表面的各特征点的切线,根据切线上的特征点做一垂直线,并将该垂直线指向沾污建模内部的方向做为该垂直线的方向,从而得到变电站所属各绝缘子的各沾污建模的环境接触外表面的各特征点的切线的垂直线的方向;

依据变电站在监测时间段的风向方向,计算变电站所属各绝缘子的各沾污建模的环境接触外表面的各特征点的切线的垂直线的方向和风向方向的夹角,并将其标记为变电站所属各绝缘子的各沾污建模的环境接触外表面的各特征点的比对夹角;

从本地数据库获取比对夹角阈值,若变电站所属某绝缘子的某沾污建模的环境接触外表面的某特征点的比对夹角小于比对夹角阈值,则将该特征点标记为雨水冲击特征点,从而筛选变电站所属各绝缘子的各沾污建模的环境接触外表面的各雨水冲击特征点;

所述分析变电站所属各绝缘子的各沾污建模的预估剩余体积值,其具体分析方法为:

依据变电站所属各绝缘子的各沾污建模的环境接触外表面的各特征点的比对夹角,提取变电站所属各绝缘子的各沾污建模的环境接触外表面的各雨水冲击特征点的比对夹角axni,其中x表示为各绝缘子的编号,x=1,2,...,y,y为大于2的正整数,n表示为各沾污建模的编号,n=1,2,...,m,m为大于2的正整数,i表示为各雨水冲击特征点的编号,i=1,

2,...,j,j为大于2的正整数;

从本地数据库获取在各降雨量区间的预估初始冲击力、在各风速值区间的预估增加冲击力,依据变电站在监测时间段的预估降雨量和风速值,映射得到变电站在监测时间段的预估初始冲击力A和预估增加冲击力B,计算变电站所属各绝缘子的各沾污建模的总预估雨水冲击力从本地数据库获取各总预估雨水冲击力区间对应的去除沾污体积值,映射得到变电站所属各绝缘子的各沾污建模的去除沾污体积值bxn,依据变电站所属各绝缘子的各沾污建模的体积值cxn,计算变电站所属各绝缘子的各沾污建模的预估剩余体积值步骤3.变电站威胁监测及处理:判断变电站所属各绝缘子是否有闪络危害,从而筛选变电站所属各闪络危害绝缘子,并通过变电站终端派遣无人机进行冲洗操作。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能变电站运行状态监测方法,其特征在于,所述计算变电站所属各绝缘子的各沾污建模预估形成的导电层厚度值,其具体计算方法为:从本地数据库获取各降雨量区间对应的湿度值,依据变电站在监测时间段的预估降雨量,映射得到变电站在监测时间段的湿度值;

从本地数据库获取在各湿度值区间和各预估剩余体积值区间对应的导电层厚度值,依据变电站所属各绝缘子的各沾污建模的预估剩余体积值,映射得到变电站所属各绝缘子的各沾污建模预估形成的导电层厚度值。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能变电站运行状态监测方法,其特征在于,所述判断变电站所属各绝缘子是否有闪络危害,其具体判断方法为:获取在当前监测时间点变电站所属各绝缘子的泄漏电流,分析变电站所属各绝缘子的老化危害系数;

依据变电站所属各绝缘子的老化危害系数和各沾污建模预估形成的导电层厚度值,计算变电站所属各绝缘子的导电危害系数;

从本地数据库获取导电危害系数阈值,若变电站所属某绝缘子的导电危害系数大于导电危害系数阈值,则判断变电站所属该绝缘子有闪络危害。

4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的智能变电站运行状态监测方法,其特征在于,所述分析变电站所属各绝缘子的老化危害系数,其具体分析方法为:从本地数据库获取变电站所属各绝缘子的适宜使用时长fx、当前使用时长gx和在各当前使用时长区间对应的允许泄漏电流,映射得到变电站所属各绝缘子的允许泄漏电流hx,依据变电站所属各绝缘子的泄漏电流kx,计算变电站所属各绝缘子的老化危害系数其中e表示为自然常数。

5.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的智能变电站运行状态监测方法,其特征在于,所述计算变电站所属各绝缘子的导电危害系数,其具体计算方法为:从本地数据库获取变电站所属各绝缘子在各对应历史监测时间段的瞬时电流最大值,从变电站所属各绝缘子的各对应历史监测时间段中提取最大的瞬时电流最大值,并将其标记为变电站所属各绝缘子的历史瞬时电流最大值rx;

从本地数据库获取各老化危害系数区间对应的电流安全余量比例值,依据变电站所属各绝缘子的老化危害系数,映射得到变电站所属各绝缘子的电流安全余量比例值sx;

从本地数据库获取各导电层厚度值区间对应的安全瞬时电流值,依据变电站所属各绝缘子的各沾污建模预估形成的导电层厚度值,映射得到变电站所属各绝缘子的各沾污建模的安全瞬时电流值,并提取最大的安全瞬时电流值作为变电站所属各绝缘子的目标安全瞬时电流值wx;

计算变电站所属各绝缘子的导电危害系数

6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能变电站运行状态监测方法,其特征在于,所述派遣无人机进行冲洗操作,其具体操作方法为:依据变电站所属各绝缘子的各沾污建模的体积值,提取变电站所属各闪络危害绝缘子的各沾污建模的体积值,相加统计得到变电站所属各闪络危害绝缘子的沾污建模总体积值;

从本地数据库获取各沾污建模总体积值区间对应的所需带电水冲洗量,映射得到变电站所属各闪络危害绝缘子的所需带电水冲洗量,并将其发送至变电站终端,操控无人机装载所需带电水冲洗量对对应各闪络危害绝缘子的各沾污进行冲洗。

7.一种执行权利要求1‑6任一项所述的一种基于数字孪生的智能变电站运行状态监测方法的运行监测系统,其特征在于,包括:变电站环境数据获取模块,用于获取变电站在监测时间段的预估降雨量、风向方向和风速值;

变电站数字孪生模型预测模块,用于派遣无人机对变电站所属各绝缘子进行表面扫描,从而获取在当前监测时间点的变电站所属各绝缘子的表面建模,分析变电站所属各绝缘子的各沾污建模预估形成的导电层厚度值;

变电站威胁监测及处理模块,用于判断变电站所属各绝缘子是否有闪络危害,从而筛选变电站所属各闪络危害绝缘子,并通过变电站终端派遣无人机进行冲洗操作。