山东鲁软数字科技有限公司王立峰获国家专利权
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龙图腾网获悉山东鲁软数字科技有限公司申请的专利一种基于数字孪生的智能保电场景搭建方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119722929B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-05发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411702744.8,技术领域涉及:G06T17/00;该发明授权一种基于数字孪生的智能保电场景搭建方法是由王立峰;苏彪;张云鹏;刘波;卢愿;王涛;刘刚;付鹏;支应辉;王克山;武传奇设计研发完成,并于2024-11-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于数字孪生的智能保电场景搭建方法在说明书摘要公布了:本发明属于计算机制图的三维建模领域,尤其涉及一种基于数字孪生的智能保电场景搭建方法。本发明先全面采集设备运行、状态及电网拓扑数据。运用改进图神经网络结合多尺度和时序特性建模,深入分析设备关系。关键在于基于数字孪生模型,综合考虑设备故障概率、故障传播及负荷波动来构建保电场景。通过动态仿真模拟电网演变,精准评估场景对电网稳定性影响。此方法能依据实际工况动态调整场景,有效提升保电场景构建的科学性与有效性,确保电网稳定运行,为电力系统保电工作提供有力支持。
本发明授权一种基于数字孪生的智能保电场景搭建方法在权利要求书中公布了:1.一种基于数字孪生的智能保电场景搭建方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、首先采集设备的运行数据、设备状态以及电网拓扑数据; S2、其次运用改进图神经网络和拓扑数据进行建模,考虑到设备之间的相互作用存在不同的尺度以及时序问题,引入多尺度以及时序特性,最终的节点特征表示公式可以整合为以下形式:其中为最终的节点特征表示,ωl为第l层特征的权重,为考虑的时序特征,为考虑的多尺度; S3、最后基于数字孪生模型,方法生成多种保电场景,并对生成的保电场景进行运行工况仿真,动态评估保电场景对电网稳定性;所述步骤S3中实现保电场景和运行工况仿真的具体实现为: S31、首先利用改进的动态故障概率公式计算每个设备的故障概率,考虑设备运行状态、环境条件和邻近设备的故障传播影响:其中动态修正因子ψmt包括负荷波动ΔLm,电压偏差和温度变化ΔTm,关联性因子φmt反应邻近设备的故障影响; S32、基于设备的故障概率Pfm,t生成初始故障设备集合:Fkt={m|rand<Pfm,t},扩展初始故障集合,考虑故障传播至邻近设备:其中Nm是设备m的邻居设备集合,ξmnt是设备n因设备m的故障传播而发生故障的影响因子; S33、结合生成的故障集合Fk′t和负荷波动,定义保电场景:Skt={Fk′t,Lt+ΔLt},其中为Lt时间t的负荷分布,ΔLt是场景中的电荷波动,确保场景包含故障和负荷条件的动态调整; S34、最后对每个场景进行动态仿真,通过时序积分模拟电网运行状态的演变: 其中Pxt为节点x在时间t的有功功率,Qxt为无功功率,Vxt,Vyt节点x和节点y在时间t的电压幅值,Gxy,Bxy为节点x和y之间的导纳的实部和虚部,θxyt是节点x和节点y的电压相位差,ΔPxt,ΔQxt是节点x在时间t的动态功率修正项,动态更新电压和相位,模拟保电的仿真演变; 所述步骤S2中建模的具体步骤为: S21、首先定义电力系统图是G=V,E,其中V是设备节点集,E表示设备之间的连接关系,节点i的特征表示为图的邻接矩阵为A,时间步为t; S22、在多尺度图卷积层中,通过不同尺度的邻接矩阵Al处理电力设备之间的相互作用,对于每个尺度l,节点i的更新公式为:其中,Nli表示第l层的邻接关系中节点i的邻居集合,为图注意力机制计算得到的动态注意力系数,Wl l为第l层的权重矩阵,为偏置项,σ为ReLU函数; S23、结合时序建模捕捉电力设备和网络的动态行为,在图卷积输出的特征基础上,引入LSTM建模时间依赖,节点i在时间步t的时序建模公式为:其中是节点i在上一时间步的状态,是节点i在当前时间步的输入特征; S24、最后结合多尺度以及时序特性得到最终的节点特征表示: 其中,所述步骤S22中图注意力机制计算得到的动态注意力系数的计算公式为:其中是节点i和节点j之间在第l层的动态注意力系数,a是学习得到的注意力权重向量 所述步骤S32中故障的影响因子其中,Pfn,t为n在时间t的动态故障概率,dmn为设备m和n的距离。
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