本发明涉及一种基于数字孪生技术的抽水蓄能电站继电保护远程系统。
背景技术：
1、随着抽水蓄能电站的发展，抽水蓄能电站继电保护设备变得多种多样，继电保护设备的操作变得复杂。目前关于抽水蓄能电站继电保护运维人员的培训大多采用的是传统的知识题库、现场视频、虚拟动画等方式对运维学员进行操作培训。这种培训仅仅停留在理论知识层面，脱离了现场实际。培训效果往往不能满足要求，目前最佳的培训方式是让员工在真实的现场操作环境下去学习并完成各种复杂的继电保护操作，去体验真实的继电保护操作步骤，而大多数情况下新员工没有这样实际操作的机会，即使有真实的操作机会，但如果操作过程中某一步骤出现失误也会造成巨大的经济损失，危害机组安全运行，故普通员工很少有机会在真实的操作环境下进行学习。
2、为此，提出设计一个可以广泛适用于抽水蓄能电站的继电保护培训系统，该系统基于数字孪生技术设计，该系统可以根据具体的抽水蓄能电站机组及保护设置情况进行继电保护动态仿真。同时该系统还可以完成继电保护新员工的继电保护专业技能培训，学员可以通过该系统完成抽水蓄能电站继电保护基本知识学习，通过该系统完成继电保护操作仿真培训 ，该系统可以让员工在最接近现场的操作环境下进行完整的操作流程学习，了解系统设置步骤，解决继电保护新员工的继电保护操作知识仅仅停留在理论层面，没有实际操作经验的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于数字孪生技术的抽水蓄能电站继电保护远程系统，用于解决继电保护新员工没有实际操作经验的问题。
2、为了解决上述问题，本发明的技术方案为：
3、一种基于数字孪生技术的抽水蓄能电站继电保护远程系统，包括现场继电保护装置、录波装置、通信模块和客户端，所述现场继电保护装置上安装有多个传感器，传感器将检测到的运行数据传输到培训系统，培训系统发出继电保护操作或跳闸指令到现场继电保护装置；录波装置用于记录一次系统正常运行和不正常运行情况下系统电气量变化情况、记录故障发生时间和记录继电保护装置动作时间，以及展示一次系统运行情况；所述通信模块用于继电保护远程操控；所述客户端是在下载远程系统后，在客户端上对现场继电保护装置操控，在客户内存储有用户层、功能层、模型层和数据层。
4、所述模型层包括物理模型、几何模型、规则模型，所述物理模型包括抽水蓄能电站发电机模型、变压器模型、以及与之配套使用的继电保护设备模型，其中继电保护设备模型包括电磁动作机构，机械动作关系，以及每个部件之间的动作关系以及每个子系统之间的相互关系；几何模型则是根据实际测量数据，根据抽水蓄能电站实际是设备放置情况在虚拟的计算机环境按照对应是几何关系建立，通过将物体或空间的几何特征进行建模，准确地表示其形状、尺寸、位置、姿态和变化等信息；规则模型用于建立规则模型来预测和解释抽水蓄能电站继电保护动作的行为和结果。
5、所述数据层包括模型数据、故障数据、培训数据，模型数据用于记录各模型的位置、几何尺寸和装配关系；故障数据则用于记录真实系统发生故障时不同部位的电气测量数据，以及发生故障时继电保护跳闸数值；培训数据包括视频、动画和语音学习资料，包括虚拟场景、虚拟设备、虚拟操作等储存文件，同时记录培训过程中学员的各项考核记录。
6、所述用户层包括系统管理员，继电保护仿真测试人员、继电保护教员和继电保护学员。
7、本发明的有益效果为：
8、1. 通过培训和演练，能继电保护系统的操作技能和应急处理能力，提高电站安全运行的保障能力。
9、2. 通过多样化的场景测试，能够提高继电保护操作人员操作的可靠性和正确性，提高抽水蓄能电站的稳定性。
10、3.通过仿真模型和培训演练，能够提高电站继电保护系统的安全可靠性，保障电站的稳定性和可靠性，具有广泛的应用前景。
1.一种基于数字孪生技术的抽水蓄能电站继电保护远程系统，其特征在于：包括现场继电保护装置、录波装置、通信模块和客户端，所述现场继电保护装置上安装有多个传感器，传感器将检测到的运行数据传输到培训系统，培训系统发出继电保护操作或跳闸指令到现场继电保护装置；录波装置用于记录一次系统正常运行和不正常运行情况下系统电气量变化情况、记录故障发生时间和记录继电保护装置动作时间，以及展示一次系统运行情况；所述通信模块用于继电保护远程操控；所述客户端是在下载远程系统后，在客户端上对现场继电保护装置操控，在客户内存储有用户层、功能层、模型层和数据层。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的抽水蓄能电站继电保护远程系统，其特征在于：所述模型层包括物理模型、几何模型、规则模型，所述物理模型包括抽水蓄能电站发电机模型、变压器模型、以及与之配套使用的继电保护设备模型，其中继电保护设备模型包括电磁动作机构，机械动作关系，以及每个部件之间的动作关系以及每个子系统之间的相互关系；几何模型则是根据实际测量数据，根据抽水蓄能电站实际是设备放置情况在虚拟的计算机环境按照对应是几何关系建立，通过将物体或空间的几何特征进行建模，准确地表示其形状、尺寸、位置、姿态和变化等信息；规则模型用于建立规则模型来预测和解释抽水蓄能电站继电保护动作的行为和结果。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的抽水蓄能电站继电保护远程系统，其特征在于：所述数据层包括模型数据、故障数据、培训数据，模型数据用于记录各模型的位置、几何尺寸和装配关系；故障数据则用于记录真实系统发生故障时不同部位的电气测量数据，以及发生故障时继电保护跳闸数值；培训数据包括视频、动画和语音学习资料，包括虚拟场景、虚拟设备、虚拟操作等储存文件，同时记录培训过程中学员的各项考核记录。
4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的抽水蓄能电站继电保护远程系统，其特征在于：所述用户层包括系统管理员，继电保护仿真测试人员、继电保护教员和继电保护学员。
