一种模拟电站数据环境的数字孪生方法、系统、设备及存储介质与流程

本发明涉及电站数字孪生，具体为一种模拟电站数据环境的数字孪生方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、随着社会数字化，信息化的发展，各行各业都要面对大量数据的分析、展示、存储等。电力监控软件也是如此，scada(supervisorycontrolanddata acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统，广泛应用于电力系统中，该系统可以对现场设备监视控制，实现对设备数据的采集、设备控制、监测、设备参数的调节、告警、设备数据的存储等，在当今变电站综合自动化建设中起了相当重要的作用。

2、介于scada系统丰富的功能需求，复杂的逻辑处理，对scada系统软件及硬件提出了较高的要求，scada系统软件系统具有以下特征：1、数据的采集及存储，将数据通过tcp、udp、串口等通过应用层通信协议的方式采集到scada服务器，对数据解析后存储，供整个电站、集控或者远端用户使用，2、实时数据和历史数据趋势，将实时数据记录下来，使用算法分析数据，得出行业需要的重要资料，3、系统的动态模拟，图形界面展示，将采集的数据、分析得出的数据、以及电站的设备等进行图形化的直观展示，4、报表输出，在生产行为中产生的数据，以报表的形式输出，5、报警，现场在设备或者启动、运行、控制过程中产生异常，需要以声音、文字、灯光、语音等形式报警及记录。

3、该类型监控软件功能繁多，性能要求严苛，因此在使用过程中需要充分测试，以期在现场使用时能够减少bug的产生，让系统快速部署稳定运行。与此同时scada也要适应不同的操作系统及硬件系统，每当更换操作系统及硬件设备，数据库时，组合的系统要经过回归测试，然而实际部署时，存在工期紧张，现场调试环境受限，安全性不足等问题，一般都需要在实验室搭建测试系统尽量的模拟现场环境，做到充分测试，然而实验室缺乏相关现场设备，即使是有设备，也缺乏实际运行的数据，scada系统有时存在测试不充分的情况，造成bug产生，影响系统安全稳定运行。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、因此，本发明的目的是提供一种模拟电站数据环境的数字孪生方法、系统、设备及存储介质，基于数字孪生概念、导入设备模型，智能模拟各个设备或系统的运行状况，产生大量数据，并输出至scada系统，满足scada系统对电站数据调试，测试系统功能。

3、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

4、一种模拟电站数据环境的数字孪生方法，其包括：

5、配置设备信息生成文件devinfo_plc.xml文件以及配置点表信息生成deviopoint.csv文件，并保存后形成一个基于项目的配置文件夹；

6、根据deviopoint.csv文件中某点的限制值设值，更改某点的状态和数值，生成的alarmconfig.xml文件，并以项目的方式保存生成的alarmconfig.xml文件；

7、基于配置文件，加载一体化scada系统的通讯协议，读取上述根据deviopoint.csv文件设置的本地数据库数据，将数据通过配置的通讯通道发送给一体化sacada系统；

8、加载生成的alarmconfig.xml文件，根据配置启动运行指定的算法，更新deviopoint.csv文件设置的本地数据库数据。

9、作为本发明所述的一种模拟电站数据环境的数字孪生方法的一种优选方案，其中，所述通讯协议包括modbus协议、104协议或者自定义协议。

10、作为本发明所述的一种模拟电站数据环境的数字孪生方法的一种优选方案，其中，配置设备信息生成文件devinfo_plc.xml文件的步骤如下：

11、创建设备，并选择设备类型：

12、设置通信方式及通信参数，生成devinfo_plc.xml文件。

13、作为本发明所述的一种模拟电站数据环境的数字孪生方法的一种优选方案，其中，所述通信方式为tcp、udp、http，设备类型为modbus、104、cdt。

14、作为本发明所述的一种模拟电站数据环境的数字孪生方法的一种优选方案，其中，所述根据deviopoint.csv文件中某点的限制值设值，更改某点的状态和数值的步骤如下：

15、打开本地或远程访问数据库图形化界面，读取数据库信息；

16、选择输入输出并判断输入输出数据类型；

17、根据输入输出数据类型判断算法类型，如果是脚本则编写计算脚本，如果是库，则编写自定义算法库；

18、检查脚本语句合法性，并生成算法配置的alarmconfig.xml文件。

19、一种实现一种模拟电站数据环境的数字孪生方法的模拟电站数据环境的数字孪生系统，包括：

20、设备模型配置可视化单元，用于配置设备信息生成文件devinfo_plc.xml文件以及配置点表信息生成deviopoint.csv文件，并保存后形成一个基于项目的配置文件夹；

21、算法设计配置可视化单元，用于根据deviopoint.csv文件中某点的限制值设值，更改某点的状态和数值，生成的alarmconfig.xml文件，并以项目的方式保存生成的alarmconfig.xml文件；

22、协议解析控制单元，用于基于配置文件，加载一体化scada系统的通讯协议，读取上述根据deviopoint.csv文件设置的本地数据库数据，将数据通过配置的通讯通道发送给一体化sacada系统；

23、算法运行控制单元，用于加载生成的alarmconfig.xml文件，根据配置启动运行指定的算法，更新deviopoint.csv文件设置的本地数据库数据。

24、作为本发明所述的一种模拟电站数据环境的数字孪生系统的一种优选方案，其中，可在嵌入式设备上运行，也可以在主机上运行，既可以在linux环境下运行，也可以在windows下运行。

25、一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行一种模拟电站数据环境的数字孪生方法中的任一步骤。

26、一种计算设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行一种模拟电站数据环境的数字孪生方法中的指令。

27、与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：本发明通过数字孪生，导入设备模型，智能模拟各个设备或系统的运行状况，产生大量数据，并输出至scada系统，提供一个可供单元测试、集成测试、动态测试、自动化测试的场景，节省一体化scada系统的测试、调试成本。

28、而且本系统既可以在嵌入式设备上运行，也可以在主机上运行，既可以在linux环境下运行，也可以在windows下运行，目最大程度的利用软硬件资源，方便搭建测试环境，快速提供测试数据单元。