一种配电网可视化仿真方法、系统、设备及介质与流程

本发明专利申请属于配电网仿真，具体涉及一种配电网可视化仿真方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、可视化技术是一种通过图形、图表、图像等视觉元素来呈现数据和信息的方法。它可以帮助人们更好地理解和分析复杂的数据，发现数据中的模式和趋势。常见的可视化技术包括折线图、柱状图、饼图、散点图、三维图像等。它可以将复杂的数据或场景通过虚拟的模型、动画或交互式界面来展示和呈现，使用户能够更直观地理解和分析目标对象或系统。

2、目前，可视化技术的应用已经相对成熟，并且已经获得了广泛的应用，很多知名企业已经将可视化技术应用到生产制造、物流、工业、航空航天、能源、医疗等领域。例如，德国的西门子公司已经建立了许多可视化模型，用于支持工业自动化、机器人技术和智能制造等领域的发展。美国的通用电气公司也利用可视化技术进行零部件维修和供应链管理，还有波音、通用汽车等公司也都已经实现了可视化技术在产品研发和生产制造等方面的应用。

3、但是，也有一些领先企业开始探索可视化技术的应用，例如，长飞光纤采用可视化技术对其生产线进行优化和改进。随着数字化转型的推进和产业升级的需求，可视化技术在配电网领域也正在逐渐得到关注和应用。

4、配电网领域的可视化技术主要是利用相关软件进行建模和可视化，以精确再现实际配电网的物理特性和运行情况，提供可视化的电网模型和环境，从而实现以下目标：1)精确建模和场景还原:通过收集实际配电网的数据和设计图纸，精确建模配电网的各个组成部分，包括变电站、环网柜、开关、线路等。还原配电网的真实场景，确保模型的准确性和可信度。2)可视化展示和交互性：利用软件的渲染和可视化功能，将建模结果以逼真的图形和动画形式展示出来。通过合理设置视角、光照效果和材质质感，使电网模型具有良好的视觉效果，并提供用户交互性，方便用户观察和探索电网模型。

5、配电网领域的可视化技术与仿真技术的结合，可以将仿真结果以可视化的方式呈现，使用户能够更直观地理解和解读仿真结果，从而进行系统优化和决策支持。目前国内在配电网仿真可视化领域尚在探索完善，主要有2个方面的问题：1)配电网可视化仿真模型往往存在数据不准确的问题，这可能导致仿真结果的偏差，影响决策的准确性；2)可视化仿真模型缺乏实时更新，从而可能导致仿真结果与真实系统同步滞后，无法准确验证状态变化情况下控制策略的有效性和可行性。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明专利申请提出了一种配电网可视化仿真方法，包括：

2、基于获取到的与配电网相关联的多个系统的系统数据，通过粒子群优化聚类方法得到配电网中各个设备的数据，并将各个设备的数据关联到所述配电网的基础模型中的各个设备中，得到配电网设备拓扑图；

3、基于配电网设备数据拓扑图，结合绘制完成的配电网中各个设备的三维模型，构建配电网可视化仿真模型并进行仿真；

4、所述配电网设备拓扑图中包含各个设备的数据。

5、作为优选的，所述基于获取到的与配电网相关联的多个系统的系统数据，通过粒子群优化聚类方法得到配电网中各个设备的数据，包括：

6、将获取到的与配电网相关联的多个系统的系统数据，对应到粒子的各个维度；

7、初始化各个粒子的位置和速度，基于粒子的位置计算粒子的适应度，并根据粒子的适应度迭代粒子的位置和速度，基于粒子的位置计算粒子的适应度，直至粒子的适应度小于阈值，输出各个粒子的位置和速度，得到最优的粒子的各个维度；

8、基于设备的个数确定聚类数，初始化各个聚类中心并设置惯性因子的初始值，基于惯性因子得到最优的粒子的各个维度，迭代惯性因子，并基于迭代的惯性因子迭代最优的粒子的各个维度，直至各个聚类中心不再变化，输出各个聚类中心的粒子维度；

9、基于各个聚类中心的粒子维度，得到配电网中各个设备的数据。

10、作为优选的，所述与配电网相关联的多个系统，包括以下的一种或多种：配电网监控和数据采集系统、配电网智能测量基础设施系统、配电网能源管理系统。

11、作为优选的，所述配电网可视化仿真模型中的可视化展示方式包括以下的一种或多种：设备参数图表展示、三维展示或者设备状态指示展示。

12、作为优选的，基于配电网可视化仿真模型进行仿真，包括：

13、基于配电网可视化仿真模型，对配电网中的故障进行检测，得到配电网中异常的节点或线路；

14、将所述配电网中异常的节点或线路，通过图形化界面呈现。

15、作为优选的，所述配电网的基础模型的构建包括：

16、获取配电网中各个设备的物理关系，以及各个设备的基本参数；

17、基于各个设备的物理关系和基本参数，构建配电网的基础模型。

18、作为优选的，所述基于获取到的与配电网相关联的多个系统的系统数据，通过粒子群优化聚类方法得到配电网中各个设备的数据，包括：

19、对获取到的与配电网相关联的多个系统的系统数据进行预处理；

20、基于预处理后的所述系统数据，通过粒子群优化聚类方法得到配电网中各个设备的数据。

21、作为优选的，所述预处理的方式包括以下的一种或多种：数据清洗和异常值处理。

22、基于同一发明构思，本发明专利申请还提出了一种配电网可视化仿真系统，包括：

23、配网设备拓扑图绘制模块，用于基于获取到的与配电网相关联的多个系统的系统数据，通过粒子群优化聚类方法得到配电网中各个设备的数据，并将各个设备的数据关联到所述配电网的基础模型中的各个设备中，得到配电网设备拓扑图；

24、配电网可视化仿真模块，用于基于配电网设备数据拓扑图，结合绘制完成的配电网中各个设备的三维模型，构建配电网可视化仿真模型并进行仿真；

25、所述配电网设备拓扑图中包含各个设备的数据。

26、作为优选的，所述配网设备拓扑图绘制模块基于获取到的与配电网相关联的多个系统的系统数据，通过粒子群优化聚类方法得到配电网中各个设备的数据，包括：

27、将获取到的与配电网相关联的多个系统的系统数据，对应到粒子的各个维度；

28、初始化各个粒子的位置和速度，基于粒子的位置计算粒子的适应度，并根据粒子的适应度迭代粒子的位置和速度，基于粒子的位置计算粒子的适应度，直至粒子的适应度小于阈值，输出各个粒子的位置和速度，得到最优的粒子的各个维度；

29、基于设备的个数确定聚类数，初始化各个聚类中心并设置惯性因子的初始值，基于惯性因子得到最优的粒子的各个维度，迭代惯性因子，并基于迭代的惯性因子迭代最优的粒子的各个维度，直至各个聚类中心不再变化，输出各个聚类中心的粒子维度；

30、基于各个聚类中心的粒子维度，得到配电网中各个设备的数据。

31、作为优选的，所述配网设备拓扑图绘制模块中的与配电网相关联的多个系统，包括以下的一种或多种：配电网监控和数据采集系统、配电网智能测量基础设施系统、配电网能源管理系统。

32、作为优选的，所述配电网可视化仿真模块中的配电网可视化仿真模型中的可视化展示方式包括以下的一种或多种：设备参数图表展示、三维展示或者设备状态指示展示。

33、作为优选的，所述配电网可视化仿真模块基于配电网可视化仿真模型进行仿真，包括：

34、基于配电网可视化仿真模型，对配电网中的故障进行检测，得到配电网中异常的节点或线路；

35、将所述配电网中异常的节点或线路，通过图形化界面呈现。

36、作为优选的，所述配网设备拓扑图绘制模块中配电网的基础模型的构建包括：

37、获取配电网中各个设备的物理关系，以及各个设备的基本参数；

38、基于各个设备的物理关系和基本参数，构建配电网的基础模型。

39、作为优选的，所述配网设备拓扑图绘制模块基于获取到的与配电网相关联的多个系统的系统数据，通过粒子群优化聚类方法得到配电网中各个设备的数据，包括：

40、对获取到的与配电网相关联的多个系统的系统数据进行预处理；

41、基于预处理后的所述系统数据，通过粒子群优化聚类方法得到配电网中各个设备的数据。

42、作为优选的，所述配网设备拓扑图绘制模块中预处理的方式包括以下的一种或多种：数据清洗和异常值处理。

43、基于同一发明构思，本发明专利申请又提出了一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；所述处理器，用于存储一个或多个程序；

44、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现上述的一种配电网可视化仿真方法。

45、基于同一发明构思，本发明专利申请再提出了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现上述的一种配电网可视化仿真方法。

46、与最接近的现有技术相比，本发明专利申请具有的有益效果如下：

47、本发明专利申请提供了一种配电网可视化仿真方法、系统、设备及介质，包括：基于获取到的与配电网相关联的多个系统的系统数据，通过粒子群优化聚类方法得到配电网中各个设备的数据，并将各个设备的数据关联到所述配电网的基础模型中的各个设备中，得到配电网设备拓扑图；基于配电网设备数据拓扑图，结合绘制完成的配电网中各个设备的三维模型，构建配电网可视化仿真模型并进行仿真；所述配电网设备拓扑图中包含各个设备的数据，本发明专利申请通过将与配电网相关的多个系统的系统数据处理优化后，关联到各个设备中得到配电网设备数据拓扑图，然后在基于配电网设备数据拓扑图构建配电网可视化仿真模型并进行仿真，从而为配电网建模与仿真技术可视化提供了技术支持，解决了配电网可视化仿真模型中数据不准确的问题，使得仿真结果准确无偏差，同时实时更新的配电网可视化仿真模型，与真实的配电网系统同步，进而实现了配电网在仿真过程全面可视化的监测，对配电网的可视化智能化的分析和运行策略优化提供了支撑。