[发明专利]一种基于数字孪生的电网故障隐患管理系统及方法

权利要求书

1.一种基于数字孪生的电网故障隐患管理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S100：根据数字孪生技术，对电网设备进行数字孪生映射，建立数字孪生故障数据库，存储模拟电网设备发生故障时的全部故障处理操作；对电网设备和故障处理操作进行统一编号，生成故障处理操作流样本集合；

步骤S200：构建历史故障事件库，存储历史每一次电网体系中电网设备发生故障时的故障处理操作，生成历史故障处理操作流集合；根据故障处理操作流样本集合和历史故障处理操作流集合，生成故障处理操作的流动变化集合；

步骤S300：根据故障处理操作流样本集合、历史故障处理操作流集合和流动变化集合，计算故障处理操作的标签值，捕捉核心故障处理操作，生成核心故障处理操作流集合；根据核心故障处理操作流集合，找寻任意两个电网设备的关联关系，计算任意两个电网设备的关联度，并生成关联隐患故障设备集合；

步骤S400：实时获取电网体系中发生故障的电网设备，生成故障排查设备清单，根据工作时间，生成故障排查时间表，获取故障排查时间表中每次排查的工作时长，构建排查随机化迭代模型，生成故障排查顺序表，计算故障的隐患排查度；迭代停止后，分析故障排查顺序表的隐患规避度，选取隐患规避度最大时对应的故障排查顺序表，并输出故障排查顺序表；

所述步骤S100的具体实施过程包括：

步骤S101：对电网体系中的全部电网设备进行数字孪生映射，根据每个电网设备发生故障时的故障处理操作流，建立数字孪生故障数据库，所述数字孪生故障数据库中存储模拟电网设备发生故障时的全部故障处理操作；

步骤S102：分别对电网设备和故障处理操作进行统一编码，统筹不同电网设备对应的全部故障处理操作，并生成故障处理操作流样本集合，记为I_i={O₁，O₂，...，O_n}，其中，i表示电网设备编码，O₁，O₂，...，O_n分别表示电网设备i对应的第1，2，...，n个故障处理操作；

所述步骤S200的具体实施过程包括：

步骤S201：构建历史故障事件库，所述历史故障事件库中存储历史每一次电网体系中电网设备发生故障时的故障处理操作，并生成历史故障处理操作流集合，记为i_k={O₁，O₂，...，O_m}，其中，i_k表示电网设备i在历史第k次发生故障时的历史故障处理操作流集合，O₁，O₂，...，O_m分别表示电网设备i在历史第k次发生故障时的第1，2，...，m个故障处理操作；

步骤S202：根据故障处理操作流样本集合和历史故障处理操作流集合，获取故障处理操作的流动变化集合，记为FC_i(k→k+1)=i_k∩i_k+1，其中，FCi(k→k+1)表示电网设备i在第k次到第k+1发生故障时产生的故障处理操作的流动变化集合，i_k+1表示电网设备i在历史第k+1次发生故障时的历史故障处理操作流集合；

所述步骤S300的具体实施过程包括：

步骤S301：根据故障处理操作流样本集合、历史故障处理操作流集合和流动变化集合，计算任意一个故障处理操作的标签值，具体计算公式如下：

LV(O_v)=∑_k=1^Nk-1h[O_v∈FC_i(k→k+1)]/∑_k=1^NkH(O_v∈i_k)

其中，LV(O_v)表示任意一个故障处理操作O_v的标签值，且O_v∈I_i，Nk表示电网设备i在历史发生故障时的总次数；

如果O_v∈FC_i(k→k+1)，则令h[O_v∈FC_i(k→k+1)]=1，否则，令h[O_v∈FC_i(k→k+1)]=0；

如果O_v∈i_k，则令H(O_v∈i_k)=1，否则，令H(O_v∈i_k)=0；

预设标签值阈值，如果任意一个故障处理操作O_v的标签值大于等于标签值阈值，则将任意一个故障处理操作O_v标记为任意一个电网设备i的核心故障处理操作；统计任意一个电网设备i的所有核心故障处理操作，并生成核心故障处理操作流集合，记为CI_i；

步骤S302：根据核心故障处理操作流集合，找寻任意两个电网设备的关联关系，计算任意两个电网设备的关联度，具体计算公式如下：

CD_ij=1-NUM^-1(CI_i∩CI_j)×[NUM(CI_i-CI_i∩CI_j)/NUM(CI_i)+NUM(CI_j-CI_i∩CI_j)/NUM(CI_j)]

其中，CD_ij表示电网设备i与电网设备j之间的关联度，j表示电网设备的编号且i≠j，CI_j表示电网设备j对应生成的核心故障处理操作流集合，NUM(CI_i∩CI_j)、NUM(CI_i-CI_i∩CI_j)、NUM(CI_i)、NUM(CI_j-CI_i∩CI_j)和NUM(CI_j)分别表示集合CI_i∩CI_j、CI_i-CI_i∩CI_j、CI_i、CI_j-CI_i∩CI_j和CI_j中包含的核心故障处理操作的数量；

预设关联度阈值，如果关联度大于等于关联度阈值，则表示电网设备i与电网设备j之间存在关联关系；在电网体系中，统计与电网设备i存在关联关系的全部电网设备，并生成关联隐患故障设备集合，记为RHD_i。