本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)仿真和處理，具體涉及一種水電站多模塊協(xié)同仿真和管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在水電站中，只有水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行處于最佳狀態(tài)時(shí)，水電站才能提升運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)水電站具有多個(gè)機(jī)組時(shí)，要提升運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性還要依據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)分配給水電站負(fù)荷大小和水電站的具體情況確定機(jī)組最佳運(yùn)行狀態(tài)，通過最佳運(yùn)行機(jī)組數(shù)量的確定實(shí)現(xiàn)發(fā)電效率的最大限度提升。對水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成影響的因素較多，綜合性的利用水力資源是水電站運(yùn)行的特點(diǎn)，在人為控制的情況下水電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求很難得到滿足。只有應(yīng)用電氣自動化的條件下，才能夠通過水電站自動控制裝置的充分利用提升水電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

2、水電站綜合自動化向著模塊化方向發(fā)展，體現(xiàn)在水電站電氣自動化功能的模塊化。每一個(gè)電氣自動化模塊可以實(shí)現(xiàn)不同的功能，例如技術(shù)供水系統(tǒng)管理模塊、調(diào)速器和發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)管理模塊等。不同的水電站根據(jù)自己的實(shí)際需求選擇相應(yīng)的模塊進(jìn)行組合大大提高了水電站機(jī)組自動化控制的通用性和時(shí)效性。

3、水電站進(jìn)行電能生產(chǎn)的過程，就是如何利用仿真模型得到各個(gè)模塊設(shè)備最佳運(yùn)行參數(shù)，并且如何在多模塊協(xié)同工作時(shí)達(dá)到整體系統(tǒng)的最佳狀態(tài)和效率。

4、現(xiàn)有技術(shù)中，可以通過協(xié)同仿真系統(tǒng)針對各個(gè)區(qū)域設(shè)備進(jìn)行多模塊的單獨(dú)或者協(xié)同運(yùn)行模擬和數(shù)據(jù)仿真，根據(jù)結(jié)果進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和調(diào)整，達(dá)到水電站各個(gè)區(qū)域設(shè)備的最大效能和區(qū)域設(shè)備之間的高效協(xié)同工作。

5、但是現(xiàn)有的協(xié)同仿真系統(tǒng)針對大型水電站系統(tǒng)的多個(gè)區(qū)域模塊，設(shè)置較多復(fù)雜的模型結(jié)構(gòu)，在實(shí)時(shí)模擬過程中，需要啟動全部模塊或者需要大部分模型進(jìn)行協(xié)同仿真，才能完成整體系統(tǒng)或者單獨(dú)模塊的數(shù)據(jù)分析，并且需要存儲大量暫時(shí)無用的數(shù)據(jù)，對于協(xié)同仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)運(yùn)行和存儲的資源利用帶來較大的壓力和能耗的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種水電站多模塊協(xié)同仿真和管理系統(tǒng)，提高仿真系統(tǒng)運(yùn)行和數(shù)據(jù)存儲的配合度，合理利用資源，提高協(xié)同仿真的效率。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、水電站多模塊協(xié)同仿真和管理系統(tǒng)，包括協(xié)同管理子系統(tǒng)、模塊仿真子系統(tǒng)和通信子系統(tǒng)；

4、協(xié)同管理子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)共享單元、鑒權(quán)單元、仿真協(xié)調(diào)單元、異常監(jiān)控單元和分區(qū)存儲單元；

5、仿真協(xié)調(diào)單元，控制各個(gè)分區(qū)模塊之間的數(shù)據(jù)交互和資源分配，同時(shí)，仿真協(xié)調(diào)單元進(jìn)行仿真過程中的基于時(shí)間和頻率的分區(qū)模塊同步管理；

6、分區(qū)存儲單元，用于數(shù)據(jù)存儲資源動態(tài)調(diào)整，即按照分區(qū)情況進(jìn)行仿真數(shù)據(jù)存儲資源的動態(tài)調(diào)整。

7、上述的仿真協(xié)調(diào)單元控制各個(gè)分區(qū)模塊之間的資源分配，具體包括：

8、1）根據(jù)所需協(xié)同仿真的模塊數(shù)量和運(yùn)行規(guī)模，計(jì)算所需完成模擬仿真的資源；

9、2）判斷當(dāng)前協(xié)同仿真系統(tǒng)是否可以提供完成模擬仿真的資源；

10、3）根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)存儲和協(xié)同仿真的資源需求，協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)存儲資源；

11、4）按照各個(gè)模塊仿真的優(yōu)先級順序，進(jìn)行協(xié)同仿真或者分布仿真。

12、上述的分區(qū)存儲單元動態(tài)調(diào)整具體包括：

13、1）獲取數(shù)據(jù)存儲資源在設(shè)定時(shí)間范圍內(nèi)的多個(gè)仿真過程中資源使用量采樣值；

14、2）計(jì)算上述采樣值的均值,并判斷該均值是否大于設(shè)定閾值；

15、3）如果大于閾值則進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲資源的調(diào)整和顯示。

16、上述的模塊仿真子系統(tǒng)包括一個(gè)或者多個(gè)分區(qū)以及公共區(qū)域，每一個(gè)分區(qū)可以同步運(yùn)行水電站多模塊中的一個(gè)，并且每個(gè)分區(qū)相對獨(dú)立，分區(qū)之間的協(xié)同通過協(xié)同管理子系統(tǒng)完成；公共區(qū)域用于數(shù)據(jù)交互和公共信息處理等。

17、上述的水電站多模塊包括水電站中的水力模塊、機(jī)械模塊和產(chǎn)能模塊。

18、上述的通信子系統(tǒng)包括傳輸單元和顯示單元；傳輸單元與遠(yuǎn)程服務(wù)器或者用戶移動終端通信，獲取用戶輸入信息和仿真模型，并將仿真分析結(jié)果發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器或者用戶移動終端通信；顯示單元顯示公共信息或者異常監(jiān)控信息。

19、上述的模塊仿真子系統(tǒng)根據(jù)協(xié)同管理子系統(tǒng)的控制信號生成一個(gè)或者多個(gè)分區(qū)，控制信號包括協(xié)同仿真過程中請求仿真的具體模塊以及對應(yīng)的仿真模型，即模塊仿真子系統(tǒng)根據(jù)控制信號中不同模塊的數(shù)量進(jìn)行分區(qū)，并分配資源來運(yùn)行仿真模型。

20、上述的協(xié)同管理子系統(tǒng)中，鑒權(quán)單元，用于進(jìn)行用戶身份驗(yàn)證，確定訪問的權(quán)限，即通過用戶人臉或者輸入id判斷用戶屬性，并確認(rèn)用戶對應(yīng)的操作和查看權(quán)限；

21、數(shù)據(jù)共享單元，用于生成和獲取共享數(shù)據(jù)，共享數(shù)據(jù)用于各個(gè)分區(qū)模塊之間的協(xié)調(diào)仿真。

22、上述的異常監(jiān)控單元，用于實(shí)時(shí)提取各個(gè)區(qū)域模塊仿真過程中或者仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析；當(dāng)其中一個(gè)或者多個(gè)區(qū)域模塊的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，則通知異常數(shù)據(jù)對應(yīng)的區(qū)域模塊以及與之協(xié)同工作的區(qū)域模塊，以便對整體系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，保證整體模塊設(shè)備的正常運(yùn)行；同時(shí)，異常信息發(fā)送到顯示單元進(jìn)行公共顯示。

23、本發(fā)明提供的一種水電站多模塊協(xié)同仿真和管理系統(tǒng)，單獨(dú)模塊的仿真、多模塊協(xié)同仿真、數(shù)據(jù)共享與仿真需求結(jié)合，基于不同仿真方式，進(jìn)行協(xié)同仿真和數(shù)據(jù)存儲規(guī)劃，協(xié)調(diào)協(xié)同仿真系統(tǒng)的運(yùn)行和數(shù)據(jù)存儲的資源分配，優(yōu)化協(xié)同仿真運(yùn)行管理；通過多模塊協(xié)同仿真資源分配系統(tǒng)，不但提高各個(gè)模塊仿真模擬的準(zhǔn)確度，也可以提高仿真系統(tǒng)運(yùn)行和數(shù)據(jù)存儲的配合度，合理利用資源，提高協(xié)同仿真的效率。

技術(shù)特征：

1.水電站多模塊協(xié)同仿真和管理系統(tǒng)，其特征在于，包括協(xié)同管理子系統(tǒng)、模塊仿真子系統(tǒng)和通信子系統(tǒng)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的水電站多模塊協(xié)同仿真和管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的仿真協(xié)調(diào)單元控制各個(gè)分區(qū)模塊之間的資源分配，具體包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的水電站多模塊協(xié)同仿真和管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的分區(qū)存儲單元動態(tài)調(diào)整具體包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的水電站多模塊協(xié)同仿真和管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的模塊仿真子系統(tǒng)包括一個(gè)或者多個(gè)分區(qū)以及公共區(qū)域，每一個(gè)分區(qū)可以同步運(yùn)行水電站多模塊中的一個(gè)，并且每個(gè)分區(qū)相對獨(dú)立，分區(qū)之間的協(xié)同通過協(xié)同管理子系統(tǒng)完成；公共區(qū)域用于數(shù)據(jù)交互和公共信息處理等。

5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的水電站多模塊協(xié)同仿真和管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的水電站多模塊包括水電站中的水力模塊、機(jī)械模塊和產(chǎn)能模塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的水電站多模塊協(xié)同仿真和管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的通信子系統(tǒng)包括傳輸單元和顯示單元；傳輸單元與遠(yuǎn)程服務(wù)器或者用戶移動終端通信，獲取用戶輸入信息和仿真模型，并將仿真分析結(jié)果發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器或者用戶移動終端通信；顯示單元顯示公共信息或者異常監(jiān)控信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的水電站多模塊協(xié)同仿真和管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的模塊仿真子系統(tǒng)根據(jù)協(xié)同管理子系統(tǒng)的控制信號生成一個(gè)或者多個(gè)分區(qū)，控制信號包括協(xié)同仿真過程中請求仿真的具體模塊以及對應(yīng)的仿真模型，即模塊仿真子系統(tǒng)根據(jù)控制信號中不同模塊的數(shù)量進(jìn)行分區(qū)，并分配資源來運(yùn)行仿真模型。

8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的水電站多模塊協(xié)同仿真和管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的協(xié)同管理子系統(tǒng)中，鑒權(quán)單元，用于進(jìn)行用戶身份驗(yàn)證，確定訪問的權(quán)限，即通過用戶人臉或者輸入id判斷用戶屬性，并確認(rèn)用戶對應(yīng)的操作和查看權(quán)限。

9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的水電站多模塊協(xié)同仿真和管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的所述的數(shù)據(jù)共享單元，用于生成和獲取共享數(shù)據(jù)，共享數(shù)據(jù)用于各個(gè)分區(qū)模塊之間的協(xié)調(diào)仿真。

10.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的水電站多模塊協(xié)同仿真和管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的異常監(jiān)控單元，用于實(shí)時(shí)提取各個(gè)區(qū)域模塊仿真過程中或者仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析；當(dāng)其中一個(gè)或者多個(gè)區(qū)域模塊的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，則通知異常數(shù)據(jù)對應(yīng)的區(qū)域模塊以及與之協(xié)同工作的區(qū)域模塊，以便對整體系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，保證整體模塊設(shè)備的正常運(yùn)行；同時(shí)，異常信息發(fā)送到顯示單元進(jìn)行公共顯示。

技術(shù)總結(jié)
水電站多模塊協(xié)同仿真和管理系統(tǒng)，包括協(xié)同管理子系統(tǒng)、模塊仿真子系統(tǒng)和通信子系統(tǒng)；協(xié)同管理子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)共享單元、鑒權(quán)單元、仿真協(xié)調(diào)單元、異常監(jiān)控單元和分區(qū)存儲單元；仿真協(xié)調(diào)單元，控制各個(gè)分區(qū)模塊之間的數(shù)據(jù)交互和資源分配，同時(shí)，仿真協(xié)調(diào)單元進(jìn)行仿真過程中的基于時(shí)間和頻率的分區(qū)模塊同步管理；分區(qū)存儲單元，用于數(shù)據(jù)存儲資源動態(tài)調(diào)整。單獨(dú)模塊的仿真、多模塊協(xié)同仿真、數(shù)據(jù)共享與仿真需求結(jié)合，基于不同仿真方式，進(jìn)行協(xié)同仿真和數(shù)據(jù)存儲規(guī)劃；通過多模塊協(xié)同仿真資源分配系統(tǒng)，不但提高各個(gè)模塊仿真模擬的準(zhǔn)確度，也可以提高仿真系統(tǒng)運(yùn)行和數(shù)據(jù)存儲的配合度，合理利用資源，提高協(xié)同仿真的效率。

技術(shù)研發(fā)人員：呂蕊,鄧友漢,賈利濤,蔣定國,華小軍,陳靜,陳圣哲,郭江,辜億峰,柯軼銘
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國長江電力股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6