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电力系统数字孪生技术设计.docx
资料介绍
电力系统数字孪生技术设计
1 引言
数字孪生技术通过构建物理实体的高保真虚拟镜像，实现物理世界与数字世界的实时映射、仿真推演和双向交互。在电力系统中，数字孪生技术可应用于设备状态监测、电网运行分析、故障模拟推演和运维策略优化等场景，是提升电力系统智能化水平的关键技术手段。本文基于STM32G474嵌入式平台，探讨电力系统数字孪生的技术架构和实现方案。
2 数字孪生架构设计
2.1 五维模型
电力系统数字孪生采用五维模型架构：物理实体（PE，电力设备、电网结构）、虚拟实体（VE，高保真仿真模型）、服务系统（Ss，孪生数据驱动的应用服务）、孪生数据（DD，实时数据与历史数据）、连接系统（CC，数据交互通道）。五维模型实现物理世界到虚拟世界的实时映射和虚拟世界到物理世界的反向控制。
2.2 数据驱动机制
基于STM32G474的智能终端是实现数据驱动的核心环节。终端以1kHz采样率采集电压、电流、温度、振动等参数，通过DMA乒乓缓冲实现连续采样，数据经预处理后以100ms周期上送至数字孪生平台。上送数据包含时间戳和质量标签，确保数据时序准确性和可信度。
3 关键建模技术
3.1 设备级数字孪生
变压器数字孪生模型包括：电磁场模型（基于有限元法，计算铁芯磁通密度、绕组电流分布）、热场模型（基于热网络法，计算热点温度、油温分布）、机械模型（基于振动分析，评估绕组变形和铁芯松动状态）。模型参数通过STM32G474终端采集的实时数据驱动更新，模型更新频率1Hz，计算精度误差<3%。
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| STM32G474逆变器_技术文件_1103_电力系统数字孪生技术设计.docx | 38K |
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