[发明专利]一种数字孪生变电站的虚实同步运行装置

说明书

本发明公开了电力设备控制技术领域的一种数字孪生变电站的虚实同步运行装置，包括数据获取系统、数据组装模块、接口模块、CPU、AD转换模块、数据采集模块、数据库系统、验证系统和电源模块，数据获取系统双向信号连接有待接入实体变电站和数据组装模块，CPU双向信号连接有数据库系统和AD转换模块，CPU单向信号连接有验证系统，验证系统单向信号连接有电源模块，数据采集模块双向信号连接有变电站孪生后台，在待接入实体变电站和变电站孪生后台之间依次连接数据获取系统、数据组装模块、接口模块、CPU、AD转换模块和数据采集模块，实现双向数据传输，使变电站本体和孪生体虚实同步运行，具有市场推广价值。

技术领域

本发明涉及电力设备控制技术领域，具体为一种数字孪生变电站的虚实同步运行装置。

背景技术

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反应相对应的实体装备的全生命周期过程。在电力系统技术领域，变电站数字孪生基础建设已经成为各个变电站研究的热点。本体变电站是物理世界真实运行的变电站，孪生体变电站是以数字化方式为物理对象创建的虚拟模型。通过孪生体变电站的建设，能够提升设备精准运维，减少现场作业次数，实现变电站设备运行状态的沉浸式、可视化在线监测，现有技术中变电站本体和孪生体虚实同步运行方法主要有基于服务通信和发布/订阅模式。基于服务通信的方式，虽然在时效性方面有优势，但是服务通信不能跨安全隔离装置，数据只能单向传输，不能双向，这限制了服务通信方式的使用范围；而基于发布/订阅模式的方式，虽然可以跨安全隔离装置运行，但是需要在本体侧和孪生体侧部署两套消息总线，同时要保证两条总线之间的数据同步，该方式配置复杂，运维成本较高，例如CN113837586A公开了一种数字孪生变电站的虚实同步运行方法及装置，通过将设备的实时运行状态数据打上时标保存至本体实时库，并同步至孪生实时库，以根据该带有时标的数据更新孪生体设备的状态。本技术方案通过数据的时标同步变电站本体和孪生体的设备状态，克服了现有技术中配置复杂运维成本较高以及配置逻辑复杂的缺陷，通过简单的方式实现了数据的强一致性，从而保证了变电站孪生体和本体的同步运行，但是数据暂时存储量大，对设备算力要求高，实用性不强，故实际生活中亟需设计一种虚实同步且数据可以双向传输的数字孪生变电站，基于此，本发明设计了一种数字孪生变电站的虚实同步运行装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数字孪生变电站的虚实同步运行装置，以解决上述背景技术中提出的实际生活中亟需设计一种虚实同步且数据可以双向传输的数字孪生变电站的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数字孪生变电站的虚实同步运行装置，包括数据获取系统、数据组装模块、接口模块、CPU、AD转换模块、数据采集模块、数据库系统、验证系统和电源模块，所述数据获取系统双向信号连接有待接入实体变电站和数据组装模块，所述数据组装模块双向信号连接有接口模块，所述接口模块双向信号连接有CPU，所述CPU双向信号连接有数据库系统和AD转换模块，所述CPU单向信号连接有验证系统，所述验证系统单向信号连接有电源模块，所述AD转换模块双向信号连接有数据采集模块，所述数据采集模块双向信号连接有变电站孪生后台。

优选的，所述数据获取系统通过USB总线与数据组装模块双向信号连接。

优选的，所述数据获取系统包括多路传感器接口模块、多路信号调节器、多路复用器、模数转换器，中央处理器和数据发送模块，多路所述传感器接口模块一一对应连接多路信号调节器，多路所述信号调节器一一对应连接多路复用器，所述多路复用器信号连接模数转换器，所述模数转换器信号连接中央处理器，所述中央处理器信号连接数据发送模块。