本發(fā)明涉及電力，尤其涉及一種靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生系統(tǒng)、方法、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、靜止無功發(fā)生器在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，其通過快速和動(dòng)態(tài)的無功功率調(diào)節(jié)，可以維持電壓穩(wěn)定，提高系統(tǒng)效率，減少線損，節(jié)能降耗，并且抑制電壓波動(dòng)和閃變，從而保障電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。然而，隨著電力系統(tǒng)的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性不斷增加，傳統(tǒng)的靜止無功發(fā)生器設(shè)備在監(jiān)控、維護(hù)和優(yōu)化方面面臨著諸多挑戰(zhàn)。

2、數(shù)字孿生是集建模、仿真、傳感量測(cè)等各環(huán)節(jié)于一體的，在數(shù)字空間中對(duì)真實(shí)物理系統(tǒng)構(gòu)建的鏡像?；跀?shù)字孿生技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止無功發(fā)生器的高精度全景仿真與實(shí)時(shí)系統(tǒng)信息交互，實(shí)時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全景監(jiān)控，得到更全面的監(jiān)測(cè)信息，有效降低靜止無功發(fā)生器的運(yùn)維難度與成本。

3、現(xiàn)有的靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生方法，通常僅對(duì)靜止無功發(fā)生器的關(guān)鍵部分進(jìn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)量測(cè)和采集，如靜止無功發(fā)生器變流器端口電壓、電流等，目的是對(duì)靜止無功發(fā)生器的物理狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和故障預(yù)警，卻未考慮靜止無功發(fā)生器與電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及電網(wǎng)的精細(xì)化運(yùn)維。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生系統(tǒng)、方法、設(shè)備及介質(zhì)。

2、本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本公開實(shí)施例中提供了一種靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括實(shí)際靜止無功發(fā)生器設(shè)備、靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置和遠(yuǎn)程終端，所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器設(shè)備包括實(shí)際靜止無功發(fā)生器變流器和實(shí)際靜止無功發(fā)生器變流器控制器；

4、所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置，用于基于所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器設(shè)備的設(shè)備參數(shù)和預(yù)設(shè)二進(jìn)制文件，構(gòu)建靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生模型；

5、所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置，還用于接收所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器變流器控制器傳輸?shù)臏y(cè)量數(shù)據(jù)，并將所述測(cè)量數(shù)據(jù)寫入所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生模型，生成電磁暫態(tài)仿真初始化斷面；

6、所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置，還用于對(duì)含有所述電磁暫態(tài)仿真初始化斷面的靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生模型進(jìn)行仿真，生成仿真結(jié)果，并將所述仿真結(jié)果傳輸至所述遠(yuǎn)程終端。

7、可選地，所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生模型包括主電路模型和黑盒控制器模型，所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置包括可視化建模模塊和黑盒控制器建模模塊；

8、所述可視化建模模塊，用于基于所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器設(shè)備的設(shè)備參數(shù)構(gòu)建所述主電路模型，其中，所述主電路模型包括靜止無功發(fā)生器變流器子模型、直流電容子模型和濾波電感子模型中的至少一項(xiàng)；

9、所述黑盒控制器建模模塊，用于將所述預(yù)設(shè)二進(jìn)制文件接入虛擬仿真引擎中運(yùn)行，生成動(dòng)態(tài)鏈接庫文件，并通過所述預(yù)設(shè)二進(jìn)制文件的輸入輸出接口信息，在所述可視化建模模塊中構(gòu)建前臺(tái)元件，將所述前臺(tái)元件與所述動(dòng)態(tài)鏈接庫文件進(jìn)行關(guān)聯(lián)，構(gòu)建所述黑盒控制器模型。

10、可選地，所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置還包括數(shù)字孿生模型建模模塊；

11、所述數(shù)字孿生模型建模模塊，用于將所述黑盒控制器模型接入所述主電路模型，并設(shè)置信號(hào)輸入輸出連接關(guān)系，生成靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生模型。

12、可選地，所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置還包括通信模塊，所述通信模塊包括無線通信接口、rs-485通信接口和有線網(wǎng)絡(luò)接口；

13、所述通信模塊，用于通過所述無線通信接口或所述rs-485通信接口接收所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器變流器控制器傳輸?shù)臏y(cè)量數(shù)據(jù)；

14、所述通信模塊，還用于通過所述有線網(wǎng)絡(luò)接口將所述仿真結(jié)果傳輸至所述遠(yuǎn)程終端。

15、可選地，所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置還包括實(shí)時(shí)斷面生成模塊；

16、所述通信模塊，還用于將所述測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送至所述實(shí)時(shí)斷面生成模塊；

17、所述實(shí)時(shí)斷面生成模塊，用于接收來自所述通信模塊發(fā)送的測(cè)量數(shù)據(jù)，并將所述測(cè)量數(shù)據(jù)寫入所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生模型，生成所述電磁暫態(tài)仿真初始化斷面，其中，所述測(cè)量數(shù)據(jù)包括所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器變流器的端口電壓、所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器變流器的端口電流和所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器設(shè)備的控制信號(hào)。

18、可選地，所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置還包括數(shù)字孿生仿真模塊；

19、所述數(shù)字孿生仿真模塊，用于利用數(shù)值積分算法對(duì)含有所述電磁暫態(tài)仿真初始化斷面的靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生模型內(nèi)所有電氣元件的暫態(tài)方程離散化，得到各所述電氣元件的諾頓等值方程，根據(jù)各所述諾頓等值方程構(gòu)造節(jié)點(diǎn)矩陣，并對(duì)所述節(jié)點(diǎn)矩陣求解，得到所述仿真結(jié)果，并將所述仿真結(jié)果傳輸至所述通信模塊。

20、可選地，所述遠(yuǎn)程終端用于接收所述仿真結(jié)果，并根據(jù)所述仿真結(jié)果對(duì)所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器變流器的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)所述仿真結(jié)果對(duì)所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器變流器的內(nèi)部狀態(tài)量進(jìn)行模擬，根據(jù)所述仿真結(jié)果對(duì)所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器變流器進(jìn)行功能測(cè)試。

21、第二方面，本公開實(shí)施例中提供了一種靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生方法，應(yīng)用于如第一方面所述的靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括實(shí)際靜止無功發(fā)生器設(shè)備、靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置和遠(yuǎn)程終端，所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器設(shè)備包括實(shí)際靜止無功發(fā)生器變流器和實(shí)際靜止無功發(fā)生器變流器控制器，所述方法包括：

22、通過所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置基于所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器設(shè)備的設(shè)備參數(shù)和預(yù)設(shè)二進(jìn)制文件，構(gòu)建靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生模型；

23、通過所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置接收所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器變流器控制器傳輸?shù)臏y(cè)量數(shù)據(jù)，并將所述測(cè)量數(shù)據(jù)寫入所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生模型，生成電磁暫態(tài)仿真初始化斷面；

24、通過所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置對(duì)含有所述電磁暫態(tài)仿真初始化斷面的靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生模型進(jìn)行仿真，生成仿真結(jié)果，并將所述仿真結(jié)果傳輸至所述遠(yuǎn)程終端。

25、第三方面，本公開實(shí)施例中提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，所述計(jì)算機(jī)設(shè)備包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)第二方面中所述的靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生方法的步驟。

26、第四方面，本公開實(shí)施例中提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)第二方面中所述的靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生方法的步驟。

27、本技術(shù)的有益效果：

28、本技術(shù)實(shí)施例提供的靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生系統(tǒng)，包括實(shí)際靜止無功發(fā)生器設(shè)備、靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置和遠(yuǎn)程終端，所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器設(shè)備包括實(shí)際靜止無功發(fā)生器變流器和實(shí)際靜止無功發(fā)生器變流器控制器；所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置，用于基于所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器設(shè)備的設(shè)備參數(shù)和預(yù)設(shè)二進(jìn)制文件，構(gòu)建靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生模型；所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置，還用于接收所述實(shí)際靜止無功發(fā)生器變流器控制器傳輸?shù)臏y(cè)量數(shù)據(jù)，并將所述測(cè)量數(shù)據(jù)寫入所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生模型，生成電磁暫態(tài)仿真初始化斷面；所述靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生裝置，還用于對(duì)含有所述電磁暫態(tài)仿真初始化斷面的靜止無功發(fā)生器數(shù)字孿生模型進(jìn)行仿真，生成仿真結(jié)果，并將所述仿真結(jié)果傳輸至所述遠(yuǎn)程終端。本技術(shù)為靜止無功發(fā)生器、電網(wǎng)的控制策略研究提供了精細(xì)化分析手段，提升電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

29、為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯和易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，做詳細(xì)說明如下。