CN110289630A - 基于无人营业厅中混合现实场景的分布式能源仿真控制系统及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于无人营业厅中混合现实场景的分布式能源仿真控制系统，包括：分布式能源控制器，分布式能源管理服务器，摄像头，MR全息智能眼镜，分布式能源网络系统，用于存储供能侧的供能参数，并将该供能参数通过分布式能源管理服务器上传至MR全息智能眼镜；网络接口模块，电能参数监控装置，控制装置，根据供需参数及供能参数生成控制信号，并将控制信号发送至分布式能源管理服务器。本发明的有益效果是监测控制分布式能源网络无需搭建复杂的硬件环境，只需要佩戴采用MR全息智能眼镜，使用全息投影技术，突破空间的限制，能够有效的展示分布式能源网络系统中现场图像，结合电网提供的供需参数，远程监测控制分布式能源网络系统的运行状态。
Description
技术领域
本发明属于电力系统技术领域，尤其是涉及一种基于无人营业厅中混合现实场景的分布式能源仿真控制系统及其操作方法。
背景技术
能源互联网是未来能源供用体系的发展趋势。能源互联网基于先进的互联网技术，以电能为核心的能源替代转化技术扩展了能源供用的范围。
在电力行业中，分布式能源是未来的发展趋势，电网系统采用多种类型的发用电联合体，如何有效管理和调度这些大量分布并且供电能力和供电规模不同的能源设备，成为电网企业面临的全新课题。
目前，国内对不同能源间的替代转化技术的研究不多，难以有效并远程控制能源，因此难以达到降低成本，优化资源配置的目的，难以适应能源供用体系内部精细化能源管理的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、能够虚拟出分布式能源系统中发用电联合体的供电营业厅中现场场景、实现远程控制、降低成本、优化资源配置的基于混合现实技术的分布式能源仿真控制系统。
本发明的技术方案如下：
一种基于无人营业厅中混合现实场景的分布式能源仿真控制系统，包括：
分布式能源控制器，用于实时监测所述分布式能源仿真控制系统中供能侧的供能参数；
分布式能源管理服务器，用于获取所述供能侧的供能参数；
摄像头，用于获取所述分布式能源仿真控制系统中各级供能侧的设备的物理环境图像信息；
MR全息智能眼镜，用于接收所述物理环境图像信息生成物理环境模型，并将所述供能参数经处理后投射到物理环境模型中获得混合显示场景，且与所述分布式能源管理服务器实时通信；
分布式能源网络系统，用于存储所述供能侧的供能参数，并将该供能参数通过所述分布式能源管理服务器上传至MR全息智能眼镜；
网络接口模块，用于将所述分布式能源管理服务器与互联网连接；
电能参数监控装置，用于连接电网，实时监测所述电网的供需参数；
控制装置，用于获取所述电网的供需参数，通过网络接口模块与互联网连接，且通过互联网获取所述供能参数，根据上述供需参数及供能参数生成控制信号，并将控制信号发送至所述分布式能源管理服务器。
在上述技术方案中，所述MR全息智能眼镜包括：
设备信息模块，用于存储实时的所述供能参数及物理环境图像信息；
任务信息模块，用于接收并处理实时的所述供能参数和物理环境图像信息，生成并传递控制任务、分工信息；
智能交互模块，用于获取并处理所述MR全息智能眼镜穿戴者的状态和运动信息，实现手势识别、语音识别及在线交流信号并将感测到的信号发送至分布式能源管理服务器中；
虚拟同步模块，用于将所述物理环境图像信息投射到物理环境模型中，形成混合现实场景。
在上述技术方案中，所述MR全息智能眼镜还包括：
语音识别模块，用于感测并识别MR全息智能眼镜穿戴者的语音信号；
手势识别模块，用于感测并识别MR全息智能眼镜穿戴者的手势动作信号；
过程识别模块，用于交互所述语音信号及手势动作信号。
在上述技术方案中，所述分布式能源管理服务器中包括实时数据库、信息数据库、管理数据库和物理模型数据库，上述数据库与所述MR全息智能眼镜中的设备信息模块、任务信息模块、智能交互模块和智能交互模块实时通信。
在上述技术方案中，所述分布式能源网络系统包括：
分布式供能设备，用于提供分布式能源；
分布式能源采集装置，用于采集所述分布式能源；
能源转化装置，用于将所述分布式能源转化为电能；
能源储存装置，用于获取储能控制信息，并根据所述储能控制信息存储电能。
在上述技术方案中，所述能源存储装置包括电量记录仪、储能模块及储能控制器，所述储能控制器分别与所述电量记录仪和储能模块连接，所述电量记录仪用于接收所述能源转化装置的电能。
在上述技术方案中，所述电能参数监控装置包括转化参数测试电路、调理电路、同步检测电路、主控芯片及存储器，所述转化参数测量电路与所述调理电路连接，所述主控芯片分别与所述调理电路和同步检测电路连接，所述主控芯片与存储器相互通信，所述主控芯片还与所述分布式能源管理服务器连接。
在上述技术方案中，所述网络接口模块包括微处理器、媒体接入控制器、程序控制端口、介质独立接口、物理层芯片和晶振，所述媒体接入控制器分别与所述微处理器和程序控制端口连接，所述程度控制端口通过介质独立接口与所述物理层芯片连接，所述物理层芯片与晶振连接。
在上述技术方案中，所述供需参数包括馈线输入功率、开关节点功率、电压和电网内各馈线开关节点的开关状态。
本发明的另一个目的是提供一种基于无人营业厅中混合现实场景的分布式能源仿真控制系统的操作方法，包括以下步骤：
(1)分布式能源采集装置采集所述分布式能源网络系统中的各个供能侧设备的分布式能源，经能源转化装置将所述分布式能源转化为电能后，通过能源储存装置得到储能控制信息完成电能储存生成供能参数，并将供能参数发送至分布式能源控制器；
(2)所述分布式能源管理服务器获取所述分布式能源控制器中的供能参数，所述MR全息智能眼镜获取到供能参数；
(3)摄像头获取所述分布式能源仿真控制系统中各级供能侧设备的物理环境图像信息，并通过MR全息智能眼镜进行物理建模，生成物理环境模型；
(4)所述MR全息智能眼镜经运算处理后以全息影像的形式投射到物理环境模型中，生成混合现实场景；
(5)所述MR全息智能眼镜穿戴者在混合现实场景中结合供需参数及供能参数，通过语音、手势控制方式生成控制信号，将控制信号发送至所述分布式能源管理服务器中，并通过互联网将控制信号发送到控制装置中，完成远程控制操作。
本发明具有的优点和积极效果是：
1.无需搭建复杂的硬件环境，只需要佩戴采用MR全息智能眼镜，使用全息投影技术，突破空间的限制，能够有效的展示分布式能源网络系统中现场图像，结合电网提供的供需参数，实现实时监测、远程控制分布式能源网络系统中的发用电单体的运行状态场景。
2.通过全息投影技术，能够对分布式能源设备的研制、营业厅相关展示系统、相关试验检测业务等提供有利的数据支撑，从而促进分布式能源上下游产业链的健康快速发展，利于推动电力人工智能工作的开展。
附图说明
图1是本发明的基于混合现实技术的分布式能源仿真控制系统结构示意图；
图2是本发明中MR全息智能眼镜的功能结构图；
图3是本发明中电能参数监控装置的结构示意图；
图4是本发明中能源存储装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，决不限制本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示，本发明的基于无人营业厅中混合现实场景的分布式能源仿真控制系统，包括：
分布式能源控制器，用于实时监测分布式能源仿真控制系统中供能侧的供能参数；
分布式能源管理服务器，用于获取供能侧的供能参数；
摄像头，用于获取分布式能源仿真控制系统中各级供能侧的设备的物理环境图像信息；
MR全息智能眼镜，用于接收物理环境图像信息生成物理环境模型，并将供能参数经处理后投射到物理环境模型中获得混合显示场景，且与分布式能源管理服务器实时通信；
分布式能源网络系统，用于存储供能侧的供能参数，并将该供能参数通过分布式能源管理服务器上传至MR全息智能眼镜；
网络接口模块，用于将分布式能源管理服务器与互联网连接；
电能参数监控装置，用于连接电网，实时监测电网的供需参数；
控制装置，用于获取电网的供需参数，通过网络接口模块与互联网连接，且通过互联网获取供能参数，根据上述供需参数及供能参数生成控制信号，并将控制信号通过网络接口模块发送至分布式能源管理服务器。
上述供需参数包括连接的大电网的馈线输入功率、开关节点功率、电压和电网内各馈线开关节点的开关状态，其中大电网的馈线输入功率为电网供能指标，各馈线开关节点的功率为需求主要指标，其他指标为约束条件。
如图2所示，进一步地说，上述MR全息智能眼镜包括：
设备信息模块，用于存储供能侧的各个设备信息、实时参数以及物理环境模型；
任务信息模块，用于接收并处理实时的供能参数和物理环境图像信息，用于上传下载能源转化信息，生成并传递每一项的任务内容、分工信息和分布流程；
智能交互模块，用于获取并处理MR全息智能眼镜穿戴者的状态和运动信息，实现手势识别、语音识别及在线交流信号并将感测到的信号发送至分布式能源管理服务器中；
虚拟同步模块，用于通过空间定位、三维重构和虚拟呈现的功能，将物理环境图像信息投射到物理环境模型中，形成混合现实场景；
语音识别模块，用于感测并识别MR全息智能眼镜穿戴者的语音信号；
手势识别模块，用于感测并识别MR全息智能眼镜穿戴者的手势动作信号；
过程识别模块，用于交互语音信号及手势动作信号。
如图2所示，进一步地说，上述电能参数监控装置包括转化参数测试电路、调理电路、同步检测电路、主控芯片及存储器，转化参数测量电路与调理电路连接，主控芯片分别与调理电路和同步检测电路连接，主控芯片与存储器相互通信，主控芯片还与分布式能源管理服务器连接。
网络接口模块包括微处理器、媒体接入控制器、程序控制端口、介质独立接口、物理层芯片和晶振，媒体接入控制器分别与微处理器和程序控制端口连接，程度控制端口通过介质独立接口与物理层芯片连接，物理层芯片与晶振连接。
上述分布式能源网络系统中包括分布式供能设备，用于提供分布式能源；
分布式能源采集装置，用于采集分布式能源；
能源转化装置，用于将分布式能源转化为电能；
能源储存装置，用于获取储能控制信息，并根据储能控制信息存储电能。
如图3所示，进一步地说，上述能源储存装置包括电量记录仪、储能模块及储能控制器，储能控制器分别与电量记录仪和储能模块连接，电量记录仪用于接收能源转化装置的电能。
一种基于无人营业厅中混合现实场景的分布式能源仿真控制系统的操作方法，包括以下步骤：
(1)分布式能源采集装置采集分布式能源网络系统中的各个供能侧设备的分布式能源，经能源转化装置将分布式能源转化为电能后，通过能源储存装置得到储能控制信息完成电能储存生成供能参数，并将供能参数发送至分布式能源控制器；
(2)分布式能源管理服务器获取分布式能源控制器中的供能参数，MR全息智能眼镜获取到供能参数；
(3)摄像头获取分布式能源仿真控制系统中各级供能侧设备的物理环境图像信息，并通过MR全息智能眼镜进行物理建模，生成物理环境模型；
(4)MR全息智能眼镜经运算处理后以全息影像的形式投射到物理环境模型中，生成混合现实场景；
(5)MR全息智能眼镜穿戴者在混合现实场景中结合供需参数及供能参数，通过语音、手势控制方式生成控制信号，将控制信号发送至分布式能源管理服务器中，并通过互联网将控制信号发送到控制装置中，完成远程控制操作。
实施例2
在实施例1的基础上，在分布式能源仿真控制系统中各级供能侧的设备为4个，在每个供能侧的设备上安装有摄像头，摄像头用于拍摄供能侧设备的现场图像，形成物理环境图像信息；MR全息智能眼镜中的语音识别模块具有扬声器，以用于进行语音交互。
在使用MR全息智能眼镜中，通过扬声器实现远程在线交流工作，接收到分布式能源网络系统中的信息，实现设备的现场场景与虚拟信息的动态叠加，将一切信息可视化、智能化的指导能源控制作业，从而提高分布式能源控制的效率，规范了设备管理的制度。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的等同变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种基于无人营业厅中混合现实场景的分布式能源仿真控制系统，其特征在于，包括：
分布式能源控制器，用于实时监测所述分布式能源仿真控制系统中供能侧的供能参数；
分布式能源管理服务器，用于获取所述供能侧的供能参数；
摄像头，用于获取所述分布式能源仿真控制系统中各级供能侧的设备的物理环境图像信息；
MR全息智能眼镜，用于接收所述物理环境图像信息生成物理环境模型，并将所述供能参数经处理后投射到物理环境模型中获得混合显示场景，且与所述分布式能源管理服务器实时通信；
分布式能源网络系统，用于存储所述供能侧的供能参数，并将该供能参数通过所述分布式能源管理服务器上传至MR全息智能眼镜；
网络接口模块，用于将所述分布式能源管理服务器与互联网连接；
电能参数监控装置，用于连接电网，实时监测所述电网的供需参数；
控制装置，用于获取所述电网的供需参数，通过网络接口模块与互联网连接，且通过互联网获取所述供能参数，根据上述供需参数及供能参数生成控制信号，并将控制信号发送至所述分布式能源管理服务器。
2.根据权利要求1所述的分布式能源仿真控制系统，其特征在于：所述MR全息智能眼镜包括：
设备信息模块，用于存储实时的所述供能参数及物理环境图像信息；
任务信息模块，用于接收并处理实时的所述供能参数和物理环境图像信息，生成并传递控制任务、分工信息；
智能交互模块，用于获取并处理所述MR全息智能眼镜穿戴者的状态和运动信息，实现手势识别、语音识别及在线交流信号并将感测到的信号发送至分布式能源管理服务器中；
虚拟同步模块，用于将所述物理环境图像信息投射到物理环境模型中，形成混合现实场景。
3.根据权利要求2所述的分布式能源仿真控制系统，其特征在于：所述MR全息智能眼镜还包括：
语音识别模块，用于感测并识别MR全息智能眼镜穿戴者的语音信号；
手势识别模块，用于感测并识别MR全息智能眼镜穿戴者的手势动作信号；
过程识别模块，用于交互所述语音信号及手势动作信号。
4.根据权利要求3所述的分布式能源仿真控制系统，其特征在于：所述分布式能源管理服务器中包括实时数据库、信息数据库、管理数据库和物理模型数据库，上述数据库与所述MR全息智能眼镜中的设备信息模块、任务信息模块、智能交互模块和智能交互模块实时通信。
5.根据权利要求4所述的分布式能源仿真控制系统，其特征在于，所述分布式能源网络系统包括：
分布式供能设备，用于提供分布式能源；
分布式能源采集装置，用于采集所述分布式能源；
能源转化装置，用于将所述分布式能源转化为电能；
能源储存装置，用于获取储能控制信息，并根据所述储能控制信息存储电能。
6.根据权利要求5所述的分布式能源仿真控制系统，其特征在于：所述能源存储装置包括电量记录仪、储能模块及储能控制器，所述储能控制器分别与所述电量记录仪和储能模块连接，所述电量记录仪用于接收所述能源转化装置的电能。
7.根据权利要求6所述的分布式能源仿真控制系统，其特征在于：所述电能参数监控装置包括转化参数测试电路、调理电路、同步检测电路、主控芯片及存储器，所述转化参数测量电路与所述调理电路连接，所述主控芯片分别与所述调理电路和同步检测电路连接，所述主控芯片与存储器相互通信，所述主控芯片还与所述分布式能源管理服务器连接。
8.根据权利要求7所述的分布式能源仿真控制系统，其特征在于：所述网络接口模块包括微处理器、媒体接入控制器、程序控制端口、介质独立接口、物理层芯片和晶振，所述媒体接入控制器分别与所述微处理器和程序控制端口连接，所述程度控制端口通过介质独立接口与所述物理层芯片连接，所述物理层芯片与晶振连接。
9.根据权利要求8所述的分布式能源仿真控制系统，其特征在于：所述供需参数包括馈线输入功率、开关节点功率、电压和电网内各馈线开关节点的开关状态。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的分布式能源仿真控制系统的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)分布式能源采集装采集所述分布式能源网络系统中的各个供能侧设备的分布式能源，经能源转化装置将所述分布式能源转化为电能后，通过能源储存装置得到储能控制信息完成电能储存生成供能参数，并将供能参数发送至分布式能源控制器；
(2)所述分布式能源管理服务器获取所述分布式能源控制器中的供能参数，所述MR全息智能眼镜获取到供能参数；
(3)摄像头获取所述分布式能源仿真控制系统中各级供能侧设备的物理环境图像信息，并通过MR全息智能眼镜进行物理建模，生成物理环境模型；
(4)所述MR全息智能眼镜经运算处理后以全息影像的形式投射到物理环境模型中，生成混合现实场景；
(5)所述MR全息智能眼镜穿戴者在混合现实场景中结合供需参数及供能参数，通过语音、手势控制方式生成控制信号，将控制信号发送至所述分布式能源管理服务器中，并通过互联网将控制信号发送到控制装置中，完成远程控制操作。
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