[发明专利]电网数字孪生系统构建方法、装置、电子设备和存储介质

说明书

本发明提供了一种电网数字孪生系统构建方法、装置、电子设备和存储介质，其中，该方法包括：采集电网内的设备的电气量及非电气量数据；对电气量及非电气量数据进行特征提取后与设备的孪生模型关联，建立设备级数字孪生体，其中，设备的孪生模型根据设备实体建模生成；对设备级数字孪生体根据预划分区域的用电需求以及设备属性进行聚合；根据优化调度目标对聚合后的设备级数字孪生体分层，建立多层级虚拟电厂数字孪生体。通过本发明，解决了相关技术中存在的缺少利用数字孪生对大量分布式能源进行协调管理的问题。

技术领域

本发明涉及数字孪生技术领域，尤其涉及一种电网数字孪生系统构建方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

随着光伏、风电等新能源的开发和利用，能源供应朝着分散生产和网络共享的方向转变，但能源行业仍普遍存在体制、技术和市场壁垒，能源供应侧、传输侧和消费侧都存在大量信息不透明、不共享的问题。构建智慧能源互联网是能源行业的发展趋势，而信息技术的发展，如云计算、AI、大数据、数字孪生等新兴热点技术，为能源行业的创新与变革、能源系统的数字化转型提供了技术支持。

由于电网数字孪生体涉及电力、物联网、5G通信、人工智能、大数据等技术，较为复杂且难以描述，目前数字孪生对于电网数字孪生体的研究还处于初级阶段。因此，现有技术中存在缺少利用数字孪生对大量分布式能源进行协调管理的问题。

发明内容

本发明提供了一种电网数字孪生系统构建方法、装置、电子设备和存储介质，以至少解决相关技术中存在缺少利用数字孪生对大量分布式能源进行协调管理的问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种电网数字孪生系统构建方法，该方法包括：采集电网内的设备的电气量及非电气量数据；对所述电气量及非电气量数据进行特征提取后与设备的孪生模型关联，建立设备级数字孪生体，其中，所述设备的孪生模型根据设备实体建模生成；对所述设备级数字孪生体根据预划分区域的用电需求以及设备属性进行聚合；根据优化调度目标对聚合后的设备级数字孪生体分层，建立多层级虚拟电厂数字孪生体。

可选地，所述对所述电气量及非电气量数据进行特征提取后与设备的孪生模型关联，建立设备级数字孪生体，其中，所述设备的孪生模型根据设备实体建模生成，包括：对所述电气量及非电气量数据采用主成分分析法去除冗余信息；利用神经网络对去除冗余信息后的电气量及非电气量数据进行特征提取，得到特征信息；根据实体设备的结构、实体设备包含的器件属性、设备的纹理建立设备的孪生模型；将所述特征信息与所述设备的孪生模型关联，建立设备级数字孪生体。

可选地，在所述对所述电气量及非电气量数据进行特征提取后与设备的孪生模型关联，建立设备级数字孪生体之后，所述方法还包括：根据设备物理实体属性信息建立数字孪生子模型，其中，所述数字孪生子模型包括：机理子模型、数据驱动子模型、电磁暂态模型、稳态模型；根据设备级数字孪生体对所述数字孪生子模型进行组合；采用自动路由分配实现所述数字孪生子模型和所述设备级数字孪生体间的数据传输。

可选地，在所述对所述电气量及非电气量数据进行特征提取后与设备的孪生模型关联，建立设备级数字孪生体之后，所述方法还包括：采用模型适配器为设备级数字孪生体提供访问接口；采用自适应计算单元根据预设规则对设备级数字孪生体的数据类型以及数据范围进行合理性校验。

可选地，所述方法还包括：获取虚拟电厂数字孪生体中设备级数字孪生体的运行数据；对所述运行数据进行特征提取和融合；根据特征提取和融合后的运行数据以及所述优化调度目标控制虚拟电厂数字孪生体中设备级数字孪生体的运行状态。

可选地，所述对所述运行数据进行特征提取和融合，包括：对所述运行数据中的非结构化数据进行特征提取，得到多个特征向量；将多个特征向量映射至公共子空间或者以任一特征向量作为基准向量将其他特征向量映射至基准向量所在的空间；对映射后的多个特征向量进行融合。