(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210687099.1 (22)申请日 2022.06.16 (71)申请人 国网河北省电力有限公司经济技 术 研究院 地址 050001 河北省石家庄市裕华区富强 大街27号 申请人 国网河北省电力有限公司 　 国家电网有限公司 (72)发明人 冯喜春　韩璟琳　王涛　陈志永　 王聪　张章　翟广心　李铁良　 宋航程　 (74)专利代理 机构 石家庄国为知识产权事务所 13120 专利代理师 付晓娣(51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 一种数字孪生模 型构建方法、 装置及终端设 备 (57)摘要 本申请适用于数字孪生技术领域， 提供了一 种数字孪生模型构建方法、 装置及终端设备， 该 方法包括： 接收来自电网系统中物理传感器发送 的多个设备的设备信息， 其中， 设备信息包括设 备位置信息和设备业务信息； 聚类多个 设备的设 备位置信息， 获得多个位置聚类簇， 每个位置聚 类簇对应一个 设备集群， 每个位置聚类簇包括该 设备集群中每个 设备的设备位置信息； 采用自动 编码器对多个 设备的设备业务信息进行融合， 获 得不同设备间的业务关联信息； 基于位置聚类簇 和业务关联信息， 构建多尺度模型目标函数； 将 目标函数映射到数字孪生系统， 获得电网系统的 数字孪生模 型。 本申请可以对未来时刻的电网运 行提供指导依据， 从而提升电网运行效率。 权利要求书3页 说明书12页 附图4页 CN 115238568 A 2022.10.25 CN 115238568 A 1.一种数字 孪生模型构建方法， 应用于电网系统， 其特 征在于， 包括： 接收来自所述电网系统中物理传感器发送的多个设备的设备信息， 其中， 所述设备信 息包括设备位置信息和设备业 务信息； 聚类所述多个设备的设备位置信息， 获得多个位置聚类簇， 每个位置聚类簇对应一个 设备集群， 每 个所述位置聚类簇包括该设备集群中每 个设备的设备位置信息； 采用自动编码器对所述多个设备的设备业务信 息进行融合， 获得不同设备间的业务关 联信息； 基于所述 位置聚类簇和所述 业务关联信息， 构建多尺度模型目标函数； 将所述目标函数映射到数字 孪生系统， 获得 所述电网系统的数字 孪生模型。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述采用自动编码器对所述多个设备的设备 业务信息进行融合， 获得不同设备间的业 务关联信息， 包括： 构建数据重构模型， 将所述多个设备的设备业 务信息重构为第一数据； 编码所述多个设备的设备业务信息的关联规则， 其中， 所述关联规则服从第一损 失函 数模型； 解码基于所述第 一数据和所述关联规则， 获得不同设备间的业务关联信息， 其中， 所述 业务关联信息服从第二损失函数模型。 3.如权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述构建数据重构模型， 将所述多个设备的 设备业务信息重构为第一数据， 包括： 将所述多个设备的业 务信息输入到所述自动 编码器； 构建数据重构模型， 获得 所述第一数据， 所述数据重构模型的表达式为： 式中， xi表示第一数据， 第一数据包 括第i个设备的设备业务信息以及与第i个设备相邻 设备的设备业务信息， vi表示第i个设备， vj表示第j个设备， vj∈N(vi)表示第j个设备与第i 个设备相邻， 表示第i个设备在t时刻的设备业务信息， 表示第j个设备在t时 刻的设备业务信息， ωij表示第i个设备的设备业务信息与第j个设备的设备业务信息之间 的关联权 重， ωij＞0表示有权网络， ωij＝1表示无权网络 。 4.如权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述编码所述多个设备的设备业务信 息的关 联规则， 包括： 在编码层构建构编码层模型， 以制定对所述多个设备的设备业务信息的关联规则， 构 建的所述编码层模型包括： 编码层前 K‑2层的表达式为： 编码层第K ‑1层的表达式为： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115238568 A 2编码层第K层的表达式为： 式中， σ(·)表示激活函数， ωk表示转移矩阵， bk表示偏置向量， K表示的是编码层与解 码层的层数， yu和yσ表示第K‑1层通过学习得到的向量输出， E表示分布函数， E～(0， 1)服从 标准正态分布， 表示第K层通过学习得到的向量输出， 所述向量输出 为所述关联规 则； 其中， 所述编码层模型服从第一损失函数模型， 所述第一损失函数模型的表达式为： 5.如权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述解码基于所述第一数据和所述关联规 则， 获得不同设备间的业 务关联信息， 包括： 在解码层构建解码层模型， 其中， 构建的所述解码层模型与所述编码层模型的层数和 参数相同； 基于所述第一数据xi和所述关联规则 获得是解码层的输 出结果Xi， 所述输出结果Xi 即不同设备间的业 务关联信息； 其中， 将输出结果Xi和第i个设备业务信息以及与第i个设备相邻的设备业务信息xi进 行比较， 且比较结果 服从第二损失函数模型， 所述第二损失函数模型的表达式为： 6.如权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述位置聚类簇和所述业务关联信 息， 构建多尺度模型目标函数， 包括： 所述多尺度模型目标函数的表达式为： L＝α LRE+β LKL+γdis 式中， α 表示超参数保证编码器及Skip ‑gram之间参数平衡， LRE表示第二损失函数模型， β 表示保证关联规则服从设定 函数分布， LKL表示第一损失函 数模型， γ表示偏执矩阵及权重 矩阵的超参数， dis表示所述设备位置信息 。 7.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述设备信息表达式为 表示第i个设备在t时刻的设备位置信息， 表示第i个设备在t时刻的设备业务信 息， 其中， 所述设备位置信息包括设备的三维坐标 表示第i个设备在t时 刻X轴向上的坐标， 表示第i个设备在t时刻Y轴向上的坐标， 表示第i个设备在t时刻Z 轴向上的坐标； 所述聚类所述多个设备的设备位置信息， 获得多个位置聚类簇， 包括： 采用DBSCAN法聚 类所述多个设备的设备位置信息， 获得多个位置聚类簇 。 8.一种数字 孪生模型构建装置， 应用于电网系统， 其特 征在于， 包括： 接收模块， 用于接收来自所述电网系统中物理传感器发送的多个设备的设备信息， 其权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115238568 A 3