一种用于配电网数字孪生空间建模的边缘优化方法及系统与流程

本技术涉及数据处理相关领域，尤其涉及一种用于配电网数字孪生空间建模的边缘优化方法及系统。

背景技术：

1、随着现代社会的发展，电力行业正在发生改革与变化，特别是配电网领域的发展，配电网是指从电源到终端用户的电力传输和分配系统，负责将电力从发电厂输送到用户家庭、企业等终端。随着电力需求的增长和电力系统的发展，此时配电网边缘规划和优化变得尤为重要，而如今配电网内存在边缘数据传输延迟、响应速度慢，导致配电网运行效率低的技术问题。

技术实现思路

1、本技术通过提供一种用于配电网数字孪生空间建模的边缘优化方法及系统，解决了配电网边缘数据传输延迟、响应速度慢，导致配电网运行效率低的技术问题，实现通过构建数字孪生空间建模对配电网进行边缘优化，达到提高配电网运行效率的技术效果。

2、本技术提供一种用于配电网数字孪生空间建模的边缘优化方法，所述方法应用于一种用于配电网数字孪生空间建模的边缘优化系统，包括：分别采集得到配电网的环境特征信息和所述配电网中配电设备的设备特征信息；

3、结合所述环境特征信息、所述设备特征信息与动态监测到的所述配电设备的运行状态信息构建所述配电网的数字孪生教师模型；

4、获取知识蒸馏边缘优化模型，所述知识蒸馏边缘优化模型用于对所述数字孪生教师模型进行蒸馏优化，其中，所述知识蒸馏边缘优化模型包括第一蒸馏优化通道、第二蒸馏优化通道和第三蒸馏优化通道；

5、所述第一蒸馏优化通道基于预定关系蒸馏逻辑对所述环境特征信息进行蒸馏处理，得到环境蒸馏结果；

6、所述第二蒸馏优化通道基于预定特征蒸馏逻辑对所述设备特征信息进行蒸馏处理，得到设备蒸馏结果；

7、所述第三蒸馏优化通道基于预定响应蒸馏逻辑对所述运行状态信息进行蒸馏处理，得到运行蒸馏结果；

8、根据所述环境蒸馏结果、设备蒸馏结果和所述运行蒸馏结果得到数字孪生学生模型，所述数字孪生学生模型表征所述数字孪生教师模型的蒸馏优化模型。

9、在可能的实现方式中，结合所述环境特征信息、所述设备特征信息与动态监测到的所述配电设备的运行状态信息构建所述配电网的数字孪生教师模型，执行以下处理：基于所述设备特征信息与所述运行状态信息构建所述配电网的初始数字孪生教师模型；

10、提取历史配电网记录中的第一历史记录；

11、对所述第一历史记录中的第一历史环境特征信息与第一历史设备状态指数进行相关性分析，得到第一历史相关性分析结果；

12、以曼哈顿距离对所述第一历史相关性分析结果进行可视化表征，并将其可视化表征结果渲染至所述初始数字孪生教师模型，得到所述数字孪生教师模型。

13、在可能的实现方式中，所述第一蒸馏优化通道基于预定关系蒸馏逻辑对所述环境特征信息进行蒸馏处理，得到环境蒸馏结果，执行以下处理：提取所述预定关系蒸馏逻辑中的预定关系相似度概率分布，所述预定关系相似度概率分布用于对所述环境特征信息进行蒸馏处理；

14、其中，所述预定关系相似度概率分布的表达式如下：；其中，用于表征所述环境特征信息与所述环境蒸馏结果的关系相似度散度，以趋于0为约束对所述环境特征信息进行降维处理，表征所述环境特征信息与所述环境蒸馏结果之间关系相似度的散度，表征所述环境特征信息中环境特征点与所述配电设备的状态指数的关系相似度概率，表征所述环境蒸馏结果中环境特征点与所述配电设备的状态指数的关系相似度概率。在可能的实现方式中，执行以下处理：所述运行状态信息包括电压参数、电流参数和功率参数；

15、对所述电压参数、所述电流参数和所述功率参数的归一化处理结果进行加权计算，得到所述配电设备的实时状态指数；

16、其中，所述实时状态指数用于评估所述配电网的故障并进行预警。

17、在可能的实现方式中，所述第二蒸馏优化通道基于预定特征蒸馏逻辑对所述设备特征信息进行蒸馏处理，得到设备蒸馏结果，执行以下处理：所述设备特征信息包括多个设备物理特性参数和多个设备电气特性参数；

18、对所述多个设备物理特性参数和所述多个设备电气特性参数进行权重系数分配，得到设备特征权重分配结果；

19、根据所述设备特征权重分配结果对所述多个设备物理特性参数和所述多个设备电气特性参数进行降序排列，得到设备特征降序列表；

20、基于所述预定特征蒸馏逻辑对所述设备特征降序列表中预定末位比例阈值的特征进行剪枝处理，得到所述设备蒸馏结果。

21、在可能的实现方式中，所述第三蒸馏优化通道基于预定响应蒸馏逻辑对所述运行状态信息进行蒸馏处理，得到运行蒸馏结果，执行以下处理：提取所述预定响应蒸馏逻辑中的预定学生准确性概率；

22、读取预定蒸馏损失函数，并结合所述预定学生准确性概率和所述实时状态指数得到所述运行蒸馏结果，其中，所述预定蒸馏损失函数的表达式如下：；其中，表征所述预定蒸馏损失函数，表征所述数字孪生教师模型得到的所述实时状态指数与所述数字孪生学生模型得到的学生实时状态指数之间的散度，表征温度系数，表征所述数字孪生教师模型得到的个实时状态指数中的第个实时状态指数。在可能的实现方式中，执行以下处理：获取所述学生实时状态指数与所述实时状态指数间的指数差；

23、判断所述指数差是否达到预定差范围；

24、若所述指数差未达到所述预定差范围，对所述预定末位比例阈值进行缩小调整。

25、本技术还提供了一种用于配电网数字孪生空间建模的边缘优化系统，包括：信息采集模块，所述信息采集模块用于分别采集得到配电网的环境特征信息和所述配电网中配电设备的设备特征信息；

26、第一模型构建模块，所述第一模型构建模块用于结合所述环境特征信息、所述设备特征信息与动态监测到的所述配电设备的运行状态信息构建所述配电网的数字孪生教师模型；

27、蒸馏优化模块，所述蒸馏优化模块用于获取知识蒸馏边缘优化模型，所述知识蒸馏边缘优化模型用于对所述数字孪生教师模型进行蒸馏优化，其中，所述知识蒸馏边缘优化模型包括第一蒸馏优化通道、第二蒸馏优化通道和第三蒸馏优化通道；

28、第一蒸馏处理模块，所述第一蒸馏处理模块用于所述第一蒸馏优化通道基于预定关系蒸馏逻辑对所述环境特征信息进行蒸馏处理，得到环境蒸馏结果；

29、第二蒸馏处理模块，所述第二蒸馏处理模块用于所述第二蒸馏优化通道基于预定特征蒸馏逻辑对所述设备特征信息进行蒸馏处理，得到设备蒸馏结果；

30、第三蒸馏处理模块，所述第三蒸馏处理模块用于所述第三蒸馏优化通道基于预定响应蒸馏逻辑对所述运行状态信息进行蒸馏处理，得到运行蒸馏结果；

31、第二模型构建模块，所述第二模型构建模块用于根据所述环境蒸馏结果、设备蒸馏结果和所述运行蒸馏结果得到数字孪生学生模型，所述数字孪生学生模型表征所述数字孪生教师模型的蒸馏优化模型。

32、本技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

33、本技术提供的一种用于配电网数字孪生空间建模的边缘优化方法及系统，涉及数据处理技术领域，解决了配电网边缘数据传输延迟、响应速度慢，导致配电网运行效率低的技术问题，实现通过构建数字孪生空间建模对配电网进行边缘优化，达到提高配电网运行效率的技术效果。