[发明专利]一种关口电能计量装置性能诊断系统

说明书

本发明公开了一种关口电能计量装置性能诊断系统，包括：实体模型构建模块；虚拟模型构建模块；数据传输层，所述数据传输层作为连接数字孪生所有部分的通道，交互实体模型构建模块和所述虚拟模型构建模块之间的信息；数据收集层，用于获取关口电能计量装置正常运行的数据，形成第一数据集，获取关口电能计量装置异常时的数据，形成第二数据集；数字孪生数据库，将所述第一数据集和所述第二数据集进行存储、处理和治理；服务支持层，自主识别和解决数字孪生中的问题，并进行关口电量计量装置数字孪生优化处理；应用表示层，基于可视化和交互技术,实时状态,故障预警,诊断结果、健康状况和其他环境信息在操作过程中可以通过数字孪生显示。

技术领域

本发明属于电能计量技术领域，特别涉及一种关口电能计量装置性能诊断系统。

背景技术

随着电力技术的发展，智能电表已经开始普及，电力计量装置是分析电力设备运行状态的重要数据来源，通过对计量数据的异常诊断实现电力设备自动远程监控。一旦出现计量数据异常，可以快速定位异常设备或线路，避免因设备故障而引发安全事故。另一方面，电能计量数据发生异常会给电网带来不可估量的经济损失。因此，电能计量数据异常诊断具有重要意义，但是受到环境、人为、设计因素的影响，智能电表也会出现故障，若通过人工排查，工作量太大，且不能及时发现故障，给用户带来不便，给电力部门带来损失，若能通过对计量数据的分析处理及时发现故障，将会带来大大的便利，但大量计量数据的采集和处理面临着大数据量和高处理速度的要求，给现有的电能计量提出了很高的要求。如何提高电能计量装置的快速高效的诊断，这是值得深入研究的问题。

发明内容

本发明公开了一种关口电能计量装置性能诊断系统，包括：实体模型构建模块、虚拟模型构建模块、数据传输层、数据收集层、数字孪生数据库、服务支持层和应用表示层；

实体模型构建模块，用于根据关口电能计量装置构建物理实体模型；

虚拟模型构建模块，用于根据实体模型构建模块构建的物理实体映射到虚拟空间；

数据传输层，所述数据传输层作为连接数字孪生所有部分的通道，交互实体模型构建模块和所述虚拟模型构建模块之间的信息；

数据收集层，用于获取关口电能计量装置正常运行的数据，形成第一数据集，获取关口电能计量装置异常时的数据，形成第二数据集；

数字孪生数据库，将所述第一数据集和所述第二数据集进行存储、处理和治理；

服务支持层，用于针对所述第一数据集和第二数据集分别进行分析，通过第一数据集进行能量损耗预测判断，通过第二数据集进行故障诊断、评估，自主识别和解决数字孪生中的问题，并进行关口电量计量装置数字孪生优化处理；

应用表示层，基于可视化和交互技术,实时状态,故障预警,诊断结果、健康状况和其他环境信息在操作过程中可以通过数字孪生显示。

所述的关口电能计量装置性能诊断系统，所述虚拟模型构建模块在构建过程中，需要不断进行优化，通过公式(1)基于优化控制函数J不断更新虚拟模型构建的控制参数，

其中，θ为控制参数，W1为超调的权重，W2为校正时间的权重，W3为积分平方误差指数的权重，OV(θ)为控制参数的超调百分比，T_s(θ)为控制参数的校正时间，e(t，θ)²为控制参数基于时间t的平方误差指数。

所述的关口电能计量装置性能诊断系统，在优化过程中，需要不断考虑优化问题：

将公式(2)中优化问题转换为递归形式为：

其中，xk表示x在第k次迭代时的估算值，ak为正标量系数序列，xk的近似值为：