(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 202211251863.7 (22)申请日 2022.10.13 (71)申请人 国网山西省电力公司 地址 030021 山西省太原市晋源区谐园路3 号 申请人 国网山西省电力公司电力科 学研究 院 (72)发明人 慕国行　刘珊　周自强　李瑞　 史宇欣　祗会强　赵金　王婷　 (74)专利代理 机构 广州新诺专利商标事务所有 限公司 4 4100 专利代理师 吴泽燊 (51)Int.Cl. H02J 13/00(2006.01) G06F 30/18(2020.01)G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种基于数字孪生的数字电网系统 (57)摘要 本申请公开了一种基于数字孪生的数字电 网系统， 包括： 数据采集模块， 用于对电网运行数 据进行采集， 得到建模参数， 包括电网线路名称、 设备坐标点集合、 操作类型和操作用户； 数据处 理模块， 用于对建模参数进行预处理， 包括数据 去噪、 冗余点与离群点筛选以及数据传输时延补 偿， 得到优化数据； 拓扑结构建立模块， 用于根据 优化数据， 利用预设的操作类型与设备类型的关 联关系， 确定操作类型对应的设备类型， 以建立 电网图形拓扑结构； 数字电网构建模块， 用于利 用电网图形拓扑结构和数字孪生技术， 按照预设 的映射规则， 构建数字电网系统。 本申请通过根 据电网图形拓扑结构来建模， 大大减少数据处理 花费的时间， 提高了数字电网建模结果的准确 性。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115425760 A 2022.12.02 CN 115425760 A 1.一种基于数字 孪生的数字电网系统， 其特 征在于， 包括： 数据采集模块， 用于对电网运行数据进行采集， 得到建模参数， 包括电网线路名称、 设 备坐标点 集合、 操作类型和操作用户； 数据处理模块， 用于对所述建模参数进行预处理， 包括数据去噪、 冗余点与离群点筛选 以及数据传输时延补偿， 得到优化数据； 拓扑结构建立模块， 用于根据优化数据， 利用预设的操作类型与设备类型的关联关系， 确定所述操作类型对应的设备类型， 以建立电网图形拓扑 结构； 数字电网构建模块， 用于利用电网图形拓扑结构和数字孪生技术， 按照预设的映射规 则， 构建数字电网系统。 2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的数字电网系统， 其特征在于， 所述设备包括母 线、 发电机、 负荷、 变压器、 并联电容电抗器、 交流线、 直 流线、 串联电容电抗器、 开关和刀闸。 3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的数字电网系统， 其特征在于， 所述数据采集模 块， 还用于利用SCADA系统采集电网运行 数据。 4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的数字电网系统， 其特征在于， 还包括安全隔离 模块， 用于根据预设规则判断数据采集模块采集的电网运行数据中是否存在入侵信息； 若 存在入侵信息则生成告警信息， 并停止数据采集操作。 5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的数字电网系统， 其特征在于， 所述安全 隔离模 块， 包括入侵检测器、 内网处 理器和外网处 理器； 所述入侵检测器， 用于接收数据采集模块采集的电网运行数据并判断是否存在入侵信 息； 并在存在入侵信息时生成告警信息； 所述内网处 理器， 用于根据告警信息停止与外网处 理器之间的数据传输 。 6.根据权利要求1所述的基于数字孪生的数字电网系统， 其特征在于， 所述拓扑结构建 立模块， 包括： 第一数据对象建立单元， 用于若设备类型中的某一设备类型对应点设备， 则根据所述 建模参数， 构建与所述设备类型对应的各点设备的数据对象； 第二数据对象建立单元， 用于若设备类型中的某一设备类型对应线设备， 则根据所述 建模参数， 构建与所述设备类型对应的各线设备的数据对象； 拓扑数据建立单元， 用于若所述设备类型中的两个设备类型存在拓扑连接关系， 则根 据所述两个设备类型对应的各设备的位置数据， 构建拓扑 数据。 7.根据权利要求6所述的基于数字孪生的数字电网系统， 其特征在于， 所述第 一数据对 象建立单 元， 还用于： 若设备类型中的某一设备类型对应点设备， 则依次根据所述坐标点集合中各坐标数 据， 构建与所述设备类型对应的各点设备的位置数据； 根据所述设备类型， 查找对应的电网设备图符， 构建所述各点设备的第 一图符数据， 所 述第一图符数据包括图符、 颜色和大小； 根据所述线路名称、 各点设备的位置数据在所述坐标点集合中的顺序以及所述操作用 户， 分别构建所述各点设备的属性数据； 根据同一 点设备的位置数据、 图符数据和 属性数据， 构建所述同一 点设备的数据对象。 8.根据权利要求6所述的基于数字孪生的数字电网系统， 其特征在于， 所述第 二数据对权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115425760 A 2象建立单 元， 还用于： 若所述设备类型中的某一设备类型对应线设备， 则依次根据所述坐标点集合中相邻 两 个坐标数据， 构建所述设备类型对应的各线设备的位置数据； 根据所述设备类型， 查找对应的电网设备图符， 构建所述各线设备的第 二图符数据， 所 述第二图符数据包括线型、 颜色和粗细； 根据所述线路名称、 各线设备的位置数据在坐标点集合中的顺序、 同一线设备的位置 数据之间的距离以及所述操作用户， 分别构建所述各线设备的属性数据； 根据同一线设备的位置数据、 图符数据和 属性数据， 构建所述同一线设备的数据对象。 9.根据权利要求6所述的基于数字孪生的数字电网系统， 其特征在于， 所述拓扑数据建 立单元， 还用于： 将所述两个设备类型对应的设备分别作为第 一设备和第 二设备； 若第 一设备的位置数 据中的坐标数据与第二设备的位置数据中的坐标数据满足预设条件， 则构建所述第一设备 和所述第二设备的拓扑关系， 以得到 拓扑数据。 10.根据权利要求1所述的基于数字孪生的数字电网系统， 其特征在于， 还包括可视化 显示模块， 包括： 可视化设计单元， 用于根据输入的界面定制命令生成界面规范文件， 并将所述界面规 范文件发送至可视化 播放单元； 可视化播放单元， 用于根据所述界面规范文件确定界面播放格式， 并将数字电网系统 的电网数据按照所述界面 播放格式进行播 放。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115425760 A 3