CN110474332B - 一种基于数字孪生技术的工业设备控制平台 - Google Patents
一种基于数字孪生技术的工业设备控制平台 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于数字孪生技术的工业设备控制平台,包括数字孪生模块、控制器、存储器、显示单元、管理单元和用电监控单元;本发明通过用电设备进行用电时长监控,并将对应用电设备的用电时长发送到设备库存储,所述设备划分单元用于对设备库内的用电设备进行划分,该处划分主要依据上个月的用电数据进行分析,根据所有用电设备的上个月累计的用电时长,对用电设备进行区分;将用电时长小于等于T1的用电设备标记为低耗设备;将用电时长将用电时长大于等于T2,且需要持续稳定电压对其进行供电的用电设备标记为高稳设备;将剩余的用电设备标记为常规设备。
Description
技术领域
本发明属于设备控制领域,涉及一种数字孪生技术,具体是一种基于数字孪生技术的工业设备控制平台。
背景技术
数字孪生:是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据,集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程,在虚拟空间中完成映射,从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程;
当前,数字孪生技术应用在很多领域之中,也越来越涉及到工业生产的各个领域之中,但是当前针对工业生产的工业设备时,在对工业设备涉及到很多方面的控制,保护设备的正常生产和安全;但是唯独却缺少一种能够工业设备的供电电源进行驱动控制的,借助多种电源综合对工业设备进行控制,在保证工业设备正常使用的情况下,能够减少电能损耗,降低电费投入;为了实现这一技术问题,现提供一种技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于数字孪生技术的工业设备控制平台。
本发明所要解决的技术问题为:
(1):如何对用电设备进行划分,便于分组队用电设备进行控制;
(2):如何划分供电区域的供电时段,并赋予对应的供指,同时获取影响供电决策的关键因素:收费差量、提档次数、偏正值和剩余电量;
(3):如何根据收费差量、提档次数、偏正值和剩余电量和供指这几个因素来进行供电决策,并借助模拟运行为实际操作提供基础。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种基于数字孪生技术的工业设备控制平台,包括数字孪生模块、控制器、存储器、显示单元、管理单元和用电监控单元;
所述数字孪生模块用于工业设备的用电模拟仿真,形成用电优化方案,所述数字孪生模块包括用电设备、设备库、设备划分单元、第一发电单元、第二发电单元、储能单元、供给切换单元、稳定发电单元、常规供电单元和供电监控单元;
所述常规供电单元为供电电网进行供电,所述第一发电单元为光伏发电单元,所述第二发电单元为风力发电单元,所述稳定发电单元为火力发电单元;
第一发电单元和第二发电单元用于将产生的电能传输到储能单元进行存储;所述储能单元还用于实时统计当前储能单元的剩余电量,所述储能单元用于将剩余电量传输到控制器;所述控制器接收储能单元传输的剩余电量;
所述供电监控单元用于对上个月设备库内的用电设备进行用电时长监控,并将对应用电设备的用电时长发送到设备库存储,所述设备划分单元用于对设备库内的用电设备进行划分动作得到用电设备组一、用电设备组二和用电设备组三;
所述用电监控单元用于对用户工厂园区所在供电区域的实时用电量进行监控,并对供电时段进行划分得到闲散时段、常规时段、冲突时段及其各个时段对应的供指Gz具体数值;
所述用电监控单元用于将闲散时段、常规时段、冲突时段及其对应的供指Gz传输到控制器,所述控制器用于将闲散时段、常规时段、冲突时段及其对应的供指Gz传输到存储器进行实时存储;
所述供电监控单元还用于每间隔预设时间T3,获取一次常规供电单元的实时电压,并将实时电压标记为Sd,d=1...m;所述供电监控单元还用于获取用户使用常规供电单元的累计电量,累计电量指代为从本月开始到当下的总用电量;所述监控单元用于将累计电量和实时电压Sd传输到控制器,所述控制器在接收监控单元传输的累计电量和实时电压Sd时,会结合存储器进行供电决策分析产生基础供电信号、部分基础信号、常规供电信号和部分常规信号;所述存储器存储有供电区域的计费规则;
所述控制器还用于在产生基础供电信号时驱动供给切换单元将用电设备组一的供电源切换为储能单元供电,其余不变;所述控制器还用于在产生部分基础信号时驱动供给切换单元将选中设备一的供电源切换为储能单元供电,其余不变;
所述控制器还用于在产生常规供电信号时驱动供给切换单元将用电设备组二的供电源切换为储能单元供电,其余不变;所述控制器还用于在产生部分常规信号时驱动供给切换单元将选中设备二的供电源切换为储能单元供电,其余不变。
进一步地,所述第一发电单元包括安装在用户工厂园区的若干光伏板,借助光伏板进行发电;所述稳定发电单元采用火力发电的方式进行发电;所述第二发电单元为采用风力发电方式进行发电;第一发电单元、第二发电单元均采用实际生活中去年同一时段的光照量和风量进行发电数据模拟,火力发电单元采用市面上所有火力发电设备的平均发电量进行模拟。
进一步地,所述储能单元为借助超导环流储能技术的储能设备。
进一步地,所述用电设备的划分动作具体为:
步一:获取到所有用电设备的用电时长;
步二:根据用电时长对用电设备进行区分;
将用电时长小于等于T1的用电设备标记为低耗设备;
将用电时长将用电时长大于等于T2,且需要持续稳定电压对其进行供电的用电设备标记为高稳设备;
将剩余的用电设备标记为常规设备;T1、T2均为预设值;
步三:利用设备划分单元将低耗设备、常规设备、高稳设备传输到供电单元,供电单元将所有的低耗设备融合形成用电设备组一,将所有的常规设备融合形成用电设备组二,将所有的高稳设备融合形成用电设备组三;从而得到用电设备组一、用电设备组二和用电设备组三。
进一步地,对供电时段划分的具体步骤如下:
步骤一:将一天划分为24个时段,具体为从零时开始到一点整为第一时段,依此类推,得到24个时段;
步骤二:指定一个月,或者其他预设的时间段为积累阶段,在积累阶段对该供电区域的实时用电量进行监控,求取积累阶段单天的24个时段的用电量的均值,将该均值标记为积累均值;
步骤三:将积累均值<X1对应的时段的标记为闲散时段;
将X1≤积累均值≤X2对应的时段标记为常规时段;
将积累均值>X2的时段标记为冲突时段;
步骤四:对闲散时段、常规时段、冲突时段进行供指标定,将供指标记为Gz,供指用于判定该时段借助第一发电单元和第二发电单元供电的适合指数;将闲散时段、常规时段、冲突时段的供指Gz依次标定为0、0.5和1。
进一步地,所述供电决策分析的具体步骤为:
S10:首先获取到当下的实时电压Sd,并将其标记为Ss;
S20:对X3组实时电压Sd进行偏正程度分析,具体分析步骤为:
S21:获取到对应Ss之前X3组实时电压,求取其平均值,将其标记为阶段均值J;
S23:对偏正值Pz进行分析:
当Pz≥X4时,产生高稳供电信号;否则不产生任何动作;此时表明电压出现较大的偏差,需要将用电设备组三的供电设备由常规供电单元切换为稳定发电单元,产生稳切信号,保证用电设备组三内的设备的正常工作;
S30:获取到到累计电量,获取到存储单元内存储的计费规则;计费规则包括设定档的收费电量,因为用户的累计电量到达一个指定阶段时,单位用电量的费用将会增加;
S40:根据累计电量获取到当前用户处于第几档收费电量,并获取该用户的提档次数,提档次数的获取如下:
当用户还在最低档的收费电量时,此时提档次数为0,以后每上升一个收费电量时则提档次数加一;将提档次数标记为Tc;
S50:获取到累计电量,计算得到用户距离下一个收费电量的收费差量,此处为利用下一个收费电量的值减去累计电量得到,将收费差量标记为Fc;
S60:获取到当下时间段,根据存储器内存储的闲散时段、常规时段、冲突时段及其对应的供指Gz;获取到当下对应的供指Gz;
S70:获取到储能单元的剩余电量,并将其标记为Sl;
S80:根据供指Gz、收费差量Fc、提档次数Tc、偏正值Pz、剩余电量Sl来计算决策值,具体计算公式如下Q=[0.583*Pz*(Tc+1)*Gz+0.417*Fc]*(Sl-X5);
式中,因为剩余电量Sl低于一定值时,其供电时长和供电情况都收到很大程度的限制,所以将剩余电量Sl减去一定值,预设好该一定值,令其为X5,之后乘以提档次数,当提档次数越多,表明此时更需要切换供电方式来减少供电网用电量的消耗,控制电费;
S90:得到决策值Q;
在Q≤X6时:
获取到此时的Sl,和用电设备组一所有设备的单位时间耗电量;若Sl能够满足用电设备组一所有设备正常供电2*T3时间,产生基础供电信号;否则选取用电设备一内部分设备,将其标记为选中设备一,选中设备一为Sl能满足其供电2*T3时间的最多设备量,并产生部分基础信号;
当Q>X6时:
获取到此时的Sl,和用电设备组二所有设备的单位时间耗电量;
当Sl能够满足用电设备组二所有设备正常供电2*T3时间,则产生常规供电信号;否则选取用电设备二内部分设备,将其标记为选中设备二,选中设备二为Sl能满足其供电2*T3时间的最多设备量,并产生部分常规信号;
所述控制器用于在产生稳切信号时驱动供给切换单元将用电设备组三的供电源头更换为稳定发电单元。
进一步地,所述供电监控单元还用于监控数字孪生模块模拟一个月之后的供电是否正常,供电正常判定为是否出现超过预设时间的用电设备无法工作的情况,如果有则产生错误信号,否则产生正确信号;
所述供电监控单元在产生正确信号时会向控制器传输执行信号,所述控制器接收供电监控单元传输的执行信号,并驱动执行单元按照数字孪生模块模拟的供电方式进行供电,执行设备为现实中设置的与数字孪生模块相同的设备。
进一步地,所述管理单元用于用户输入所有的预设值X1、X2、X3、X4、X5、T1、T2和T3。
本发明的有益效果:
本发明通过用电设备进行用电时长监控,并将对应用电设备的用电时长发送到设备库存储,所述设备划分单元用于对设备库内的用电设备进行划分,该处划分主要依据上个月的用电数据进行分析,根据所有用电设备的上个月累计的用电时长,对用电设备进行区分;将用电时长小于等于T1的用电设备标记为低耗设备;将用电时长将用电时长大于等于T2,且需要持续稳定电压对其进行供电的用电设备标记为高稳设备;将剩余的用电设备标记为常规设备;
之后指定一个月,或者其他预设的时间段为积累阶段,在积累阶段对该供电区域的实时用电量进行监控,求取积累阶段单天的24个时段的用电量的均值,将该均值标记为积累均值;将积累均值<X1对应的时段的标记为闲散时段;将X1≤积累均值≤X2对应的时段标记为常规时段;将积累均值>X2的时段标记为冲突时段;从而完成最终的时段划分,并为每个时段的划分提供不同的供指;同时借助相关的算法和规则获取影响供电决策的关键因素:收费差量、提档次数、偏正值和剩余电量,并将这些因素以量化的方式展现;
最后根据收费差量、提档次数、偏正值和剩余电量和供指这几个因素来进行供电决策,分别在满足不同的情况下,利用稳定发明单元对用电设备组三进行供电;利用储能单元对用电设备组一和用电设备组二进行供电;在模拟顺利的情况下利用执行设备推动现实中工业设备的控制;本发明简单有效,且易于实用。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解,下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
如图1所示,一种基于数字孪生技术的工业设备控制平台,包括数字孪生模块、控制器、存储器、显示单元、管理单元和用电监控单元;
所述数字孪生模块用于用户工业园区所有工业设备的用电模拟仿真,形成用电优化方案,所述数字孪生模块用于形成用电设备、设备库、设备划分单元、第一发电单元、第二发电单元、储能单元、供给切换单元、稳定发电单元、常规供电单元和供电监控单元;数字孪生技术为现有技术,故此处不再赘述;
其中,所述常规供电单元借助正常的供电电网进行供电,所述第一发电单元包括安装在用户工厂园区的若干光伏板,借助光伏板进行发电;所述稳定发电单元采用火力发电的方式进行发电;所述第二发电单元为采用风力发电等除火力发电和光伏发电以外方式进行发电;第一发电单元、第二发电单元均采用实际生活中去年同一时段的光照量和风量进行发电数据模拟,火力发电单元采用市面上所有火力发电设备的平均发电量进行模拟;
第一发电单元和第二发电单元用于将产生的电能传输到储能单元进行存储,储能单元可为借助超导环流储能技术的储能设备,但不限于此,所述储能单元还用于实时统计当前储能单元的剩余电量,所述储能单元用于将剩余电量传输到控制器;所述控制器接收储能单元传输的剩余电量;
所述供电监控单元用于对上个月设备库内的用电设备进行用电时长监控,并将对应用电设备的用电时长发送到设备库存储,所述设备划分单元用于对设备库内的用电设备进行划分动作,具体动作为:
步一:获取到所有用电设备的用电时长;
步二:根据用电时长对用电设备进行区分;
将用电时长小于等于T1的用电设备标记为低耗设备;
将用电时长将用电时长大于等于T2,且需要持续稳定电压对其进行供电的用电设备标记为高稳设备;
将剩余的用电设备标记为常规设备;T1、T2均为预设值;
步三:利用设备划分单元将低耗设备、常规设备、高稳设备传输到供电单元,供电单元将所有的低耗设备融合形成用电设备组一,将所有的常规设备融合形成用电设备组二,将所有的高稳设备融合形成用电设备组三;从而得到用电设备组一、用电设备组二和用电设备组三;
所述用电监控单元用于对用户工厂园区所在供电区域的实时用电量进行监控,并对供电时段进行划分,具体监控划分步骤如下:
步骤一:将一天划分为24个时段,具体为从零时开始到一点整为第一时段,依此类推,得到24个时段;
步骤二:指定一个月,或者其他预设的时间段为积累阶段,在积累阶段对该供电区域的实时用电量进行监控,求取积累阶段单天的24个时段的用电量的均值,将该均值标记为积累均值;
步骤三:将积累均值<X1对应的时段的标记为闲散时段;
将X1≤积累均值≤X2对应的时段标记为常规时段;
将积累均值>X2的时段标记为冲突时段;
步骤四:对闲散时段、常规时段、冲突时段进行供指标定,将供指标记为Gz,供指用于判定该时段借助第一发电单元和第二发电单元供电的适合指数;将闲散时段、常规时段、冲突时段的供指Gz依次标定为0、0.5和1;
所述用电监控单元用于将闲散时段、常规时段、冲突时段及其对应的供指Gz传输到控制器,所述控制器用于将闲散时段、常规时段、冲突时段及其对应的供指Gz传输到存储器进行实时存储;
所述供电监控单元还用于每间隔预设时间T3,获取一次常规供电单元的实时电压,并将实时电压标记为Sd,d=1...m;所述供电监控单元还用于获取用户使用常规供电单元的累计电量,累计电量指代为从本月开始到当下的总用电量;所述监控单元用于将累计电量和实时电压Sd传输到控制器,所述控制器在接收监控单元传输的累计电量和实时电压Sd时,会结合存储器进行供电决策分析,所述存储器存储有供电区域的计费规则,具体供电决策分析步骤为:
S10:首先获取到当下的实时电压Sd,并将其标记为Ss;
S20:对X3组实时电压Sd进行偏正程度分析,具体分析步骤为:
S21:获取到对应Ss之前X3组实时电压,求取其平均值,将其标记为阶段均值J;
S23:对偏正值Pz进行分析:
当Pz≥X4时,产生高稳供电信号;否则不产生任何动作;此时表明电压出现较大的偏差,需要将用电设备组三的供电设备由常规供电单元切换为稳定发电单元,产生稳切信号,保证用电设备组三内的设备的正常工作;
S30:获取到到累计电量,获取到存储单元内存储的计费规则;计费规则包括设定档的收费电量,因为用户的累计电量到达一个指定阶段时,单位用电量的费用将会增加;
S40:根据累计电量获取到当前用户处于第几档收费电量,并获取该用户的提档次数,提档次数的获取如下:
当用户还在最低档的收费电量时,此时提档次数为0,以后每上升一个收费电量时则提档次数加一;将提档次数标记为Tc;
S50:获取到累计电量,计算得到用户距离下一个收费电量的收费差量,此处为利用下一个收费电量的值减去累计电量得到,将收费差量标记为Fc;
S60:获取到当下时间段,根据存储器内存储的闲散时段、常规时段、冲突时段及其对应的供指Gz;获取到当下对应的供指Gz;
S70:获取到储能单元的剩余电量,并将其标记为Sl;
S80:根据供指Gz、收费差量Fc、提档次数Tc、偏正值Pz、剩余电量Sl来计算决策值,具体计算公式如下Q=[0.583*Pz*(Tc+1)*Gz+0.417*Fc]*(Sl-X5);
式中,因为剩余电量Sl低于一定值时,其供电时长和供电情况都收到很大程度的限制,所以将剩余电量Sl减去一定值,预设好该一定值,令其为X5,之后乘以提档次数,当提档次数越多,表明此时更需要切换供电方式来减少供电网用电量的消耗,控制电费;
S90:得到决策值Q;
在Q≤X6时:
获取到此时的Sl,和用电设备组一所有设备的单位时间耗电量;若Sl能够满足用电设备组一所有设备正常供电2*T3时间,产生基础供电信号;否则选取用电设备一内部分设备,将其标记为选中设备一,选中设备一为Sl能满足其供电2*T3时间的最多设备量,并产生部分基础信号;
当Q>X6时:
获取到此时的Sl,和用电设备组二所有设备的单位时间耗电量;
当Sl能够满足用电设备组二所有设备正常供电2*T3时间,则产生常规供电信号;否则选取用电设备二内部分设备,将其标记为选中设备二,选中设备二为Sl能满足其供电2*T3时间的最多设备量,并产生部分常规信号;
所述控制器用于在产生稳切信号时驱动供给切换单元将用电设备组三的供电源头更换为稳定发电单元;
所述控制器还用于在产生基础供电信号时驱动供给切换单元将用电设备组一的供电源切换为储能单元供电,其余不变;所述控制器还用于在产生部分基础信号时驱动供给切换单元将选中设备一的供电源切换为储能单元供电,其余不变;
所述控制器还用于在产生常规供电信号时驱动供给切换单元将用电设备组二的供电源切换为储能单元供电,其余不变;所述控制器还用于在产生部分常规信号时驱动供给切换单元将选中设备二的供电源切换为储能单元供电,其余不变;
所述供电监控单元还用于监控数字孪生模块模拟一个月之后的供电是否正常,供电正常判定为是否出现超过预设时间的用电设备无法工作的情况,如果有则产生错误信号,否则产生正确信号;
所述供电监控单元在产生正确信号时会向控制器传输执行信号,所述控制器接收供电监控单元传输的执行信号,并驱动执行单元按照数字孪生模块模拟的供电方式进行供电,执行设备为现实中设置的与数字孪生模块相同的设备;
所述管理单元用于用户输入所有的预设值X1、X2、X3、X4、X5、T1、T2和T3。
本发明通过用电设备进行用电时长监控,并将对应用电设备的用电时长发送到设备库存储,所述设备划分单元用于对设备库内的用电设备进行划分,该处划分主要依据上个月的用电数据进行分析,根据所有用电设备的上个月累计的用电时长,对用电设备进行区分;将用电时长小于等于T1的用电设备标记为低耗设备;将用电时长将用电时长大于等于T2,且需要持续稳定电压对其进行供电的用电设备标记为高稳设备;将剩余的用电设备标记为常规设备;
之后指定一个月,或者其他预设的时间段为积累阶段,在积累阶段对该供电区域的实时用电量进行监控,求取积累阶段单天的24个时段的用电量的均值,将该均值标记为积累均值;将积累均值<X1对应的时段的标记为闲散时段;将X1≤积累均值≤X2对应的时段标记为常规时段;将积累均值>X2的时段标记为冲突时段;从而完成最终的时段划分,并为每个时段的划分提供不同的供指;同时借助相关的算法和规则获取影响供电决策的关键因素:收费差量、提档次数、偏正值和剩余电量,并将这些因素以量化的方式展现;
最后根据收费差量、提档次数、偏正值和剩余电量和供指这几个因素来进行供电决策,分别在满足不同的情况下,利用稳定发明单元对用电设备组三进行供电;利用储能单元对用电设备组一和用电设备组二进行供电;在模拟顺利的情况下利用执行设备推动现实中工业设备的控制;本发明简单有效,且易于实用。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于数字孪生技术的工业设备控制平台,其特征在于,包括数字孪生模块、控制器、存储器、显示单元、管理单元和用电监控单元;
所述数字孪生模块用于工业设备的用电模拟仿真,形成用电优化方案,所述数字孪生模块包括用电设备、设备库、设备划分单元、第一发电单元、第二发电单元、储能单元、供给切换单元、稳定发电单元、常规供电单元和供电监控单元;
所述常规供电单元为供电电网进行供电,所述第一发电单元为光伏发电单元,所述第二发电单元为风力发电单元,所述稳定发电单元为火力发电单元;
第一发电单元和第二发电单元用于将产生的电能传输到储能单元进行存储;所述储能单元还用于实时统计当前储能单元的剩余电量,所述储能单元用于将剩余电量传输到控制器;所述控制器接收储能单元传输的剩余电量;
所述供电监控单元用于对上个月设备库内的用电设备进行用电时长监控,并将对应用电设备的用电时长发送到设备库存储,所述设备划分单元用于对设备库内的用电设备进行划分动作得到用电设备组一、用电设备组二和用电设备组三;
所述用电监控单元用于对用户工厂园区所在供电区域的实时用电量进行监控,并对供电时段进行划分得到闲散时段、常规时段、冲突时段及其各个时段对应的供指Gz具体数值;
所述用电监控单元用于将闲散时段、常规时段、冲突时段及其对应的供指Gz传输到控制器,所述控制器用于将闲散时段、常规时段、冲突时段及其对应的供指Gz传输到存储器进行实时存储;
所述供电监控单元还用于每间隔预设时间T3,获取一次常规供电单元的实时电压,并将实时电压标记为Sd,d=1...m;所述供电监控单元还用于获取用户使用常规供电单元的累计电量,累计电量指代为从本月开始到当下的总用电量;所述监控单元用于将累计电量和实时电压Sd传输到控制器,所述控制器在接收监控单元传输的累计电量和实时电压Sd时,会结合存储器进行供电决策分析产生基础供电信号、部分基础信号、常规供电信号和部分常规信号;所述存储器存储有供电区域的计费规则;
所述控制器还用于在产生基础供电信号时驱动供给切换单元将用电设备组一的供电源切换为储能单元供电,其余不变;所述控制器还用于在产生部分基础信号时驱动供给切换单元将选中设备一的供电源切换为储能单元供电,其余不变;所述选中设备一为电设备组一内部分设备,并且所述选中设备一为储能单元的剩余电量能满足其供电2*T3时间的最多设备量;
所述控制器还用于在产生常规供电信号时驱动供给切换单元将用电设备组二的供电源切换为储能单元供电,其余不变;所述控制器还用于在产生部分常规信号时驱动供给切换单元将选中设备二的供电源切换为储能单元供电,其余不变;所述选中设备二为电设备组二内部分设备,并且所述选中设备二为储能单元的剩余电量能满足其供电2*T3时间的最多设备量。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的工业设备控制平台,其特征在于,所述第一发电单元包括安装在用户工厂园区的若干光伏板,借助光伏板进行发电;所述稳定发电单元采用火力发电的方式进行发电;所述第二发电单元为采用风力发电方式进行发电;第一发电单元、第二发电单元均采用实际生活中去年同一时段的光照量和风量进行发电数据模拟,火力发电单元采用市面上所有火力发电设备的平均发电量进行模拟。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的工业设备控制平台,其特征在于,所述储能单元为借助超导环流储能技术的储能设备。
4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的工业设备控制平台,其特征在于,所述用电设备的划分动作具体为:
步一:获取到所有用电设备的用电时长;
步二:根据用电时长对用电设备进行区分;
将用电时长小于等于T1的用电设备标记为低耗设备;
将用电时长大于等于T2,且需要持续稳定电压对其进行供电的用电设备标记为高稳设备;
将剩余的用电设备标记为常规设备;T1、T2均为预设值;
步三:利用设备划分单元将低耗设备、常规设备、高稳设备传输到供电单元,供电单元将所有的低耗设备融合形成用电设备组一,将所有的常规设备融合形成用电设备组二,将所有的高稳设备融合形成用电设备组三;从而得到用电设备组一、用电设备组二和用电设备组三。
5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的工业设备控制平台,其特征在于,对供电时段划分的具体步骤如下:
步骤一:将一天划分为24个时段,具体为从零时开始到一点整为第一时段,依此类推,得到24个时段;
步骤二:指定一个月为积累阶段,在积累阶段对该供电区域的实时用电量进行监控,求取积累阶段单天的24个时段的用电量的均值,将该均值标记为积累均值;
步骤三:将积累均值<X1对应的时段的标记为闲散时段;
将X1≤积累均值≤X2对应的时段标记为常规时段;
将积累均值>X2的时段标记为冲突时段;
步骤四:对闲散时段、常规时段、冲突时段进行供指标定,将供指标记为Gz,供指用于判定该时段借助第一发电单元和第二发电单元供电的适合指数;将闲散时段、常规时段、冲突时段的供指Gz依次标定为0、0.5和1。
6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的工业设备控制平台,其特征在于,所述供电决策分析的具体步骤为:
S10:首先获取到当下的实时电压Sd,并将其标记为Ss;
S20:对X3组实时电压Sd进行偏正程度分析,具体分析步骤为:
S21:获取到对应Ss之前X3组实时电压,求取其平均值,将其标记为阶段均值J;
S23:对偏正值Pz进行分析:
当Pz≥X4时,产生高稳供电信号,所述X4为预设值;否则不产生任何动作;此时表明电压出现较大的偏差,需要将用电设备组三的供电设备由常规供电单元切换为稳定发电单元,产生稳切信号,保证用电设备组三内的设备的正常工作;
S30:获取到累计电量,获取到存储器内存储的计费规则;计费规则包括设定档的收费电量,因为用户的累计电量到达一个指定阶段时,单位用电量的费用将会增加;
S40:根据累计电量获取到当前用户处于第几档收费电量,并获取该用户的提档次数,提档次数的获取如下:
当用户还在最低档的收费电量时,此时提档次数为0,以后每上升一个收费电量时则提档次数加一;将提档次数标记为Tc;
S50:获取到累计电量,计算得到用户距离下一个收费电量的收费差量,此处为利用下一个收费电量的值减去累计电量得到,将收费差量标记为Fc;
S60:获取到当下时间段,根据存储器内存储的闲散时段、常规时段、冲突时段及其对应的供指Gz;获取到当下对应的供指Gz;
S70:获取到储能单元的剩余电量,并将其标记为SL;
S80:根据供指Gz、收费差量Fc、提档次数Tc、偏正值Pz、剩余电量SL来计算决策值,具体计算公式如下Q=[0.583*Pz*(Tc+1)*Gz+0.417*Fc]*(SL-X5)式中,因为剩余电量SL低于一定值时,其供电时长和供电情况都受到很大程度的限制,所以将剩余电量SL减去一定值,预设好该一定值,令其为X5,之后乘以提档次数,当提档次数越多,表明此时更需要切换供电方式来减少供电网用电量的消耗,控制电费;
S90:得到决策值Q;
在Q≤X6时,所述X6为预设值:
获取到此时的SL,和用电设备组一所有设备的单位时间耗电量;若SL能够满足用电设备组一所有设备正常供电2*T3时间,产生基础供电信号;否则选取用电设备一内部分设备,将其标记为选中设备一,选中设备一为SL能满足其供电2*T3时间的最多设备量,并产生部分基础信号;
当Q>X6时:
获取到此时的SL,和用电设备组二所有设备的单位时间耗电量;
当SL能够满足用电设备组二所有设备正常供电2*T3时间,则产生常规供电信号;否则选取用电设备二内部分设备,将其标记为选中设备二,选中设备二为SL能满足其供电2*T3时间的最多设备量,并产生部分常规信号;
所述控制器用于在产生稳切信号时驱动供给切换单元将用电设备组三的供电源头更换为稳定发电单元。
7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的工业设备控制平台,其特征在于,所述供电监控单元还用于监控数字孪生模块模拟一个月之后的供电是否正常,供电正常判定为是否出现超过预设时间的用电设备无法工作的情况,如果有则产生错误信号,否则产生正确信号;
所述供电监控单元在产生正确信号时会向控制器传输执行信号,所述控制器接收供电监控单元传输的执行信号,并驱动执行单元按照数字孪生模块模拟的供电方式进行供电,执行设备为现实中设置的与数字孪生模块相同的设备。
8.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的工业设备控制平台,其特征在于,所述管理单元用于用户输入所有的预设值X1、X2、X3、X4、X5、T1、T2和T3。
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