一种用于配电柜智能运维的区块链数字孪生应用平台的制作方法

本发明涉及电力系统配电柜，具体涉及到一种用于配电柜智能运维的区块链数字孪生应用平台。

背景技术：

1、区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链本质上是一个去中心化的数据库，具有公开透明的特点，是一种互联网数据库技术，区块链技术可以保证数据的不可篡改、公开透明，但数据源头的真实性无法得到准确保证。

2、数字孪生，是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生可以虚拟构建产品数字化模型，对其进行仿真测试和验证。生产制造时，可以模拟设备的运转，还有参数调整带来的变化。能够有效提升产品的可靠性和可用性，同时降低产品研发和制造风险。

3、配电柜是配电系统的末级设备，主要功能是对电路负荷提供保护、监视和控制。目前，由于配电需求的不断上升，许多新型技术应用到配电柜上。然而，对于配电的持续稳定、故障监测方面，系统成熟的解决方案少之又少，智能化程度不足，尤其表现在智能元件良莠不齐的实用性以及过高的成本需求，往往由于故障问题处理不及时，会造成设备故障等难以挽回的后果。

4、因此，为了实现配电柜的智能运维，很有必要提供一种用于配电柜智能运维的区块链数字孪生应用平台，以便及时发现解决故障问题。

技术实现思路

1、针对现有技术所存在的不足，本发明目的在于提出一种用于配电柜智能运维的区块链数字孪生应用平台，具体方案如下：

2、一种用于配电柜智能运维的区块链数字孪生应用平台，配电柜中包含多个电气设备，所述应用平台通过建立各电气设备的数字孪生模型，以此获取各电气设备在不同工作条件下的数据预测信息，并将数据预测信息与实际数据信息比对以计算数据误差，当数据误差超过最大允许值时，配电柜发出故障警告并自动切断电源。

3、进一步的，所述应用平台包括数据采集模块、数字孪生模块、区块链应用节点、大数据分析模块、通讯模块；

4、所述数据采集模块用于采集配电柜实际运作过程中各电气设备的实际数据信息，通过通讯模块与数字孪生模块、区块链应用节点、大数据分析模块通讯连接；

5、所述数字孪生模块用于接收来自数据采集模块的实际数据信息并对实际数据信息进行转换、存储、处理以及建立数字孪生模型；

6、所述区块链应用节点用于存储每个电气设备在不同工作状态下对应的各个标准成像图片；

7、所述大数据分析模块用于进行实际数据信息、数据预测信息的比较与分析。

8、进一步的，所述数据采集模块包括传感器组件、实况监测组件；

9、传感器组件包括安装在配电柜中的红外传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器、振动传感器、弧光传感器；

10、所述实况监测组件包括安装在配电柜中的图像采集装置、图像锐化装置、声音采集装置。

11、进一步的，所述通讯模块包括通讯端口、扩展接口。

12、进一步的，所述通讯端口采用rs485或以太网通讯接口，所述扩展接口用于连接网络服务器。

13、进一步的，所述数字孪生模块包括数据库组件、数据转换组件、数据处理组件、虚拟数字系统、智能显示组件；

14、所述数据库组件用来存储各电气设备的三维及二维图像，并与数据采集模块通过通讯模块通讯连接；

15、所述数据转换组件从数据库组件中读取相应的数据信号以实现实际数据信息与虚拟数字系统之间的数据传输与转换；

16、所述虚拟数字系统用于根据数据处理组件传输的数据信息，建立相应的数字孪生模型；

17、所述智能显示组件用于显示数字孪生模型生成的数据预测信息。

18、进一步的，所述数据信号包括各电气设备的三维及二维图像、传感器信号、实况监测信号。

19、进一步的，区块链应用节点与实况监测组件通过通讯模块通讯连接，区块链应用节点的各个电气设备不同工作状态下对应的各个标准成像图片对实况监测组件采集到的锐化图片信息进行分析比对，以辅助故障诊断。

20、进一步的，所述故障警告包括预警状态、一般故障状态、严重故障状态，分别通过不同颜色的指示灯显示于配电柜的上方。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

22、(1)本发明的用于配电柜智能运维的区块链数字孪生应用平台操纵智能，运维方便，而且，能够基于数字孪生模型精确模拟配电柜实际运作过程，以此获取各设备在不同工作条件下的数据预测信息，通过与实际运行的数据信息进行数据分析比对，有效确定故障位置。本发明的智能应用平台带来的配电柜智能运维功能，极大地减轻运维人员维修工作的负担，具有智能化和前瞻性的特点。

23、(2)其中，运用数字孪生技术，建立各电气设备的数字孪生模型，能有效预测各电气设备在不同工作条件下的数据信息。

24、(3)其中，通过设置区块链应用节点，存储各电气设备在不同工作条件下的成像图片，为之后运行所产生的故障情况提供关键图像鉴别。

技术特征：

1.一种用于配电柜智能运维的区块链数字孪生应用平台，配电柜中包含多个电气设备，其特征在于，所述应用平台通过建立各电气设备的数字孪生模型，以此获取各电气设备在不同工作条件下的数据预测信息，并将数据预测信息与实际数据信息比对以计算数据误差，当数据误差超过最大允许值时，配电柜发出故障警告并自动切断电源。

2.根据权利要求1所述的用于配电柜智能运维的区块链数字孪生应用平台，其特征在于，所述应用平台包括数据采集模块(3)、数字孪生模块(1)、区块链应用节点(2)、大数据分析模块(4)、通讯模块(5)；

3.根据权利要求2所述的用于配电柜智能运维的区块链数字孪生应用平台，其特征在于，所述数据采集模块(3)包括传感器组件(31)、实况监测组件(32)；

4.根据权利要求2所述的用于配电柜智能运维的区块链数字孪生应用平台，其特征在于，所述通讯模块(5)包括通讯端口、扩展接口。

5.根据权利要求4所述的用于配电柜智能运维的区块链数字孪生应用平台，其特征在于，所述通讯端口采用rs485或以太网通讯接口，所述扩展接口用于连接网络服务器。

6.根据权利要求2所述的用于配电柜智能运维的区块链数字孪生应用平台，其特征在于，所述数字孪生模块(1)包括数据库组件(11)、数据转换组件(12)、数据处理组件(13)、虚拟数字系统(14)、智能显示组件(15)；

7.根据权利要求6所述的用于配电柜智能运维的区块链数字孪生应用平台，其特征在于，所述数据信号包括各电气设备的三维及二维图像、传感器信号、实况监测信号。

8.根据权利要求3所述的用于配电柜智能运维的区块链数字孪生应用平台，其特征在于，区块链应用节点(2)与实况监测组件(32)通过通讯模块(5)通讯连接，区块链应用节点(2)的各个电气设备不同工作状态下对应的各个标准成像图片对实况监测组件(32)采集到的锐化图片信息进行分析比对，以辅助故障诊断。

9.根据权利要求1所述的用于配电柜智能运维的区块链数字孪生应用平台，其特征在于，所述故障警告包括预警状态、一般故障状态、严重故障状态，分别通过不同颜色的指示灯显示于配电柜的上方。

技术总结
本发明提供一种用于配电柜智能运维的区块链数字孪生应用平台，涉及电力系统配电柜技术领域，配电柜中包含多个电气设备，应用平台通过建立各电气设备的数字孪生模型，以此获取各电气设备在不同工作条件下的数据预测信息，并将数据预测信息与实际数据信息比对以计算数据误差，当数据误差超过最大允许值时，配电柜发出故障警告并自动切断电源，本发明的应用平台带来的配电柜智能运维功能，极大地减轻运维人员维修工作的负担，具有智能化和前瞻性的特点。

技术研发人员：黄建,楚德良,李嘉宾,刘阳,黄安平,陈晨,吉维祺
受保护的技术使用者：上海广电电气（集团）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1