CN111092424A - 一种能源系统可视化装置 - Google Patents

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何桂雄
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郭炳庆
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刘铠诚
成岭
李克成
金璐
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Abstract

本发明涉及一种能源系统可视化装置，包括上位机及沙盘模型，通过上位机中能源系统仿真软件模拟得出的能源系统通过沙盘可视化的进行展示，令所述能源系统的实时运行参数将会通过串行总线实时的传送到沙盘上的各建筑及能源子站进行显示，通过本发明中的方法可直观的体现出能源系统之间以及与所在地楼宇群之间的依附关系，为工程项目前期论证提供了有力手段，有效提高了管理及设计单位的工作效率和研究水平。

Description

一种能源系统可视化装置
技术领域
本发明涉及能源系统仿真领域，具体涉及一种能源系统可视化装置。
背景技术
目前，能源和环境已经成为制约国民经济可持续发展的主要瓶颈，从传统的粗放型能源利用凡是向精细化、分散化。可持续的低碳能源利用方式转变成为趋势。因此，发展分布式低碳能源站对提高能源的总体效率和可再生能源的消纳能力有重要作用。各种能源转换设备(如热电联产、热泵、电采暖、电力氢等)的发展为多类能源协调互补提供了手段。分布式低碳能源站及高新技术和设备为一体，是一种新型的能源系统，可实现能量的梯级利用，提高能源的利用率。发展分布式低碳能源站可以减少环境污染、加强能源安全、优化能有结构、提高能源利用率。研究分布式能源站联合优化调节技术是大力发展分布式能源系统高效运行的必备条件，也是发展以电力为核心，需求侧综合能源优化配置的低碳能源站示范工程技术基础，为实现能源配置方式变革提供了支撑，为促进生产生活凡是改变提供了前提，成为推动能源变革和第三次工业革命的重要组成部分。
然而，现有技术中在建立能源系统的前期理论论证阶段，多是以软件的方式进行虚拟化仿真，其所建立的虚拟能源系统模型不真实、不能直观的体现出能源系统与所在地楼宇群之间的依附关系。
发明内容
本发明提出了一种能源系统可视化装置，以沙盘的形式直观的展现出能源系统的仿真效果，为工程项目前期理论论证提供了有力的支撑。
本发明提出了一种能源系统可视化装置，其特征在于，包括：
上位机，所述上位机中运行有能源系统仿真软件，通过所述能源系统仿真软件对当前能源系统的运行情况进行实时模拟，并将所述实时模拟得出的运行参数传输到沙盘进行显示；
沙盘，所述沙盘按照实际城市场景不规则摆放多座建筑能源站，所述能源站所能提供的能源包括电能、热能和冷能。
优选的，所述装置还包括：
所述沙盘中建筑能源站与楼宇之间的布局为通过软件优化配置后形成，在优化配置中结合区域控制性规划，考虑能源生产、存储、传输、分配各环节，从综合能源网络角度，分别以综合能源网络建设成本最优，全寿命周期建设运维总费用最优，全寿命周期建设运维总费用、碳排放及能效最优为目标，建立数学优化模型，形成区域内能源站定址定容及网络路径参数。
优选的，所述装置还包括：
所述上位机与所述沙盘通过串行总线相连以进行数据传输。
优选的，所述装置还包括：
所述沙盘中的每一种能源设备都包括一主控制板和一显示屏，所述主控制板用于与串行总线相连以接收上位机中能源系统仿真软件发来的实时运行参数，所述显示屏用于从所述主控制板接收所述实时运行参数并进行显示。
本发明提供了一种能源系统可视化装置，能够将通过上位机中能源系统仿真软件模拟得出的能源系统通过沙盘可视化的进行展示，且所述能源系统的实时运行参数将会通过串行总线实时的传送到沙盘上的各建筑及能源子站进行显示，通过本实施例中的方法可直观的体现出能源系统之间以及与所在地楼宇群之间的依附关系，为工程项目前期论证提供了有力手段，有效提高了管理及设计单位的工作效率和研究水平。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明实施例一中一种能源系统可视化方法的流程图；
图2为本发明实施例二中一种示例性的能源子站的简易能源流向图；
图3为本发明实施例二中一种示例性的城市能源系统规划图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
实施例一
本实施例公开了一种能源系统可视化方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤S100：对能源生产成本及需求进行计算分析。
具体的，结合所在地块可再生能源、外来清洁能源、资源优势、资源量等情况，以及所在地楼宇分布情况，分析各地块负荷类型以及负荷需求。
具体的，在计算分析过程中可结合所在地的历史负荷类型以及历史负荷需求数据建立数据模型，以对能源生成成本及需求进行分析预测。
步骤S200：利用软件对能源系统进行模拟仿真，调整能源系统以降低能耗损失。
具体的，通过能源系统仿真软件对步骤S100中计算得出的负荷类型以及负荷需求进行建模仿真，分析各能源子系统的储能能耗、系统全局能耗，分析机械动能损耗、电能损耗及热能损耗，通过纵横向对标对能源系统的运行参数进行调整。
步骤S300：通过优化配置形成能源系统布局，利用软件对能源系统进行模拟仿真模拟得出各能源子站的最佳运行参数。
具体的，在需求侧综合能源负荷预测、源侧资源分析基础上，结合区域控制性规划，考虑能源生产、存储、传输、分配各环节，从综合能源网络角度，分别以综合能源网络建设成本最优，全寿命周期建设运维总费用最优，全寿命周期建设运维总费用、碳排放及能效最优为目标，建立数学优化模型，形成区域内能源站定址定容及网络路径参数。
具体的，各能源站内优化配置，在区域优化布局定址定容基础上，确定每个能源站内部能源子系统构成及建议年工作小时数。
步骤S400：以沙盘为载体对能源系统进行可视化展示。
具体的，根据步骤S300中优化配置后得出的能源系统布局、以及模拟得出的各能源站的最佳运行参数，在沙盘上为所在地的楼宇群进行建模。
具体的，各建筑以及能源站模型内均设有主控制板，所述建筑以及能源站的所述主控制板之间均通过串行总线进行通信，串行总线与上位机相连，其中上位机中运行有能源系统仿真软件，通过所述能源系统仿真软件对能源系统的运行情况进行实时仿真模拟，并以一定的时间间隔将各能源站的运行参数通过串行总线发送给沙盘上的各能源站模型。
具体的，在发送给沙盘上各能源站的运行参数数据流的头部设有与各能源站所对应的标识信息，沙盘上各能源站的主控制板从串行总线上接收具有特定标识的运行参数信息，并在LED显示设备上进行显示。
本实施例公开了一种能源系统可视化方法，通过前期理论验证以及建模仿真得出能源系统的最佳布局模型以及最佳运行参数，以沙盘为载体对能源系统进行可视化展示，通过沙盘上的各建筑以及能源站对上位机模拟仿真得出的实时运行参数进行展示，通过本实施例中的方法可直观的体现出能源系统之间以及与所在地楼宇群之间的依附关系，为工程项目前期论证提供了有力手段，有效提高了管理及设计单位的工作效率和研究水平。
实施例二
本实施例提出了一种能源系统仿真装置，可用于执行上述实施例一中的能源系统仿真方法，所述能源系统仿真装置包括上位机以及沙盘模型。
其中，上位机中运行有能源系统仿真软件，通过所述能源系统仿真软件对当前能源系统的运行情况进行实时模拟，并通过串行总线将能源系统中各子站的实时运行参数传输到沙盘上与所述子站相对应的主控制板上，由所述主控制板将所述实时运行参数传输到相应的LED屏上进行显示；
所述沙盘按照实际城市场景不规则摆放多座建筑能源站，各能源站分别服务于学校、医院、CBD和住宅小区等各种类型的楼宇，能源站所提供的能源包括电能、热能和冷能；
其中，所述沙盘中建筑能源站与楼宇之间的布局为通过软件优化配置后形成，在优化配置中结合区域控制性规划，考虑能源生产、存储、传输、分配各环节，从综合能源网络角度，分别以综合能源网络建设成本最优，全寿命周期建设运维总费用最优，全寿命周期建设运维总费用、碳排放及能效最优为目标，建立数学优化模型，形成区域内能源站定址定容及网络路径参数；
所述每座能源站包括但不限于下述能源设备：变电站、天然气锅炉、烟气换热器(静态部件)、天然气内燃机、缸套水换热器(与天然气内燃机做在一起)、发电机、吸收制冷机、电制冷机、冷却塔(静态部件)、蓄电设备、蓄热、蓄冷、光伏、风力发电、400V配电所(采用箱式结构表示)、电缆沟、热泵、电锅炉；
优选的，所述每一种能源设备都包括一主控制板和一显示屏，所述主控制板用于与串行总线相连以接收上位机发来的实时运行参数，所述显示屏用于从所述主控制板接收所述实时运行参数并进行显示；
优选的，通过Altium Designer软件作为主控制板制作软件，利用c语言作为主控制板的编程语言。
上述部分能源设备的具体实现方式如下所示：
1、能源站内各分布式单元的详细实施方案：
1)110kV变10kv变电站
Figure BDA0001839034080000051
实现方案：
a)用一条灯带表示电量的买入和卖出，利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制LED驱动板间接控制RGB三原色灯带的流速和颜色以及流动方向。
b)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据显示电量的大小。实现功能所需材料：主控板，LED灯带驱动板(1块)，带串口的显示屏一块(7寸)，灯带5米，程序2套。
c)编程所用的语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
2)天然气锅炉
Figure BDA0001839034080000061
实现方案：
a)LED屏播放锅炉燃耗的效果
b)2条不同的灯带分别表示燃气进料和热功率输出
c)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制LED驱动板间接控制RGB三原色灯带的流速和颜色以及流动方向和LED屏的燃烧和不燃烧状态。
d)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据显示燃气进料的大小和热功率输出的大小。
e)实现功能所需材料：主控板，LED灯带驱动板(2块)，带串口的显示屏一块(7寸)，灯带5米，LED屏，程序2套。
f)编程所用的语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
3)烟气换热器(注：静态部件)
4)天然气内燃机(输入是天然气，输出是热功率连接发电机，高温烟气连接吸收式制冷机，另一部分连接缸套水)
Figure BDA0001839034080000071
实现方案：
a)用一条灯带表示燃气的进料量的多少，利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制LED驱动板间接控制RGB三原色灯带的流速来表示不同的燃气输入量状态，流速较快表示输入多，慢表示输入少。
b)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示燃气进料的大小。
c)实现功能所需材料：主控板，LED灯带驱动板(1块)，带串口的显示屏一块(7寸)，灯带5米，程序2套。
d)编程所用的语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
5)缸套水换热器(注：与天然气内燃机做在一起)
Figure BDA0001839034080000072
Figure BDA0001839034080000081
实现方案：
a)用显示屏显示缸套水的供水和回水温度，利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制显示屏实时显示不同的温度数据。
b)实现功能所需材料：主控板，带串口的显示屏一块(7寸)，程序1套。
c)编程所用的语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
6)发电机
Figure BDA0001839034080000082
Figure BDA0001839034080000091
实现方案：
a)用2条灯带分别表示电功率输出的多少以及电机的转速。
b)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制LED驱动板间接控制RGB三原色灯带的流速来表示电功率的的多少和电机的转速，流速较快表示输入多，慢表示输入少。
c)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示电功率的大小和电机的转速。
d)实现功能所需材料：主控板，LED灯带驱动板(2块)，带串口的显示屏一块(7寸)，灯带5米，程序2套。
e)编程所用的语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
7)吸收制冷机(注：输入：烟气回收与缸套水换热器作为输入，缸套水预加热的输入和烟气回收输入；输出：输出连到母管)
Figure BDA0001839034080000092
实现方案：
a)用2条灯带分别表示电功率输出的多少以及制冷机的制冷和制热状态。
b)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制LED驱动板间接控制RGB三原色灯带的流速和灯带的颜色变化分别来表示制冷机的回水温度和出水温度以及制冷和制热状态(灯带颜色变化)。
c)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示制冷机传递的温度大小。
d)实现功能所需材料：主控板，LED灯带驱动板(2块)，带串口的显示屏一块(7寸)，灯带5米，程序3套。
e)编程所用的语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
8)电制冷机(注：输入为电能，输出连接到冷水母管，展示流量和温度)
Figure BDA0001839034080000101
实现方案：
a)用2条灯带分别表示电功率输出的多少以及制冷机的制冷和制热状态。
b)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制LED驱动板间接控制RGB三原色灯带的流速和灯带的颜色变化分别来表示制冷机的回水温度和出水温度以及制冷和制热状态(灯带颜色变化)。
c)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示制冷机传递的温度大小。
d)实现功能所需材料：主控板，LED灯带驱动板(2块)，带串口的显示屏一块(7寸)，灯带5米，程序3套。
e)5、编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
9)冷却塔(注：静态部件)
10)蓄电设备(注：柜式蓄电池，静态模型，与10kV电母线连接)
Figure BDA0001839034080000111
实现方案：
a)用1条灯带表示蓄电设备的充放电状态
b)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制LED驱动板间接控制RGB三原色灯带的转态(输入或者输出)
c)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示充放电的实际功率和当前蓄电设备的电量大小。
d)实现功能所需材料：主控板，LED灯带驱动板(2块)，带串口的显示屏一块(7寸)，灯带5米，程序2套。
e)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
11)蓄热(注：与热水总线相连，冷水(低温)走下面的管子，热水(高温)走上面的管子)
Figure BDA0001839034080000121
实现方案：
a)用2条灯带分别表示进水和出水转态。
b)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制LED驱动板间接控制RGB三原色灯带流速的转态。
c)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示传递的温度以及实际流量的大小。
d)实现功能所需材料：主控板，LED灯带驱动板(2块)，带串口的显示屏一块(7寸)，灯带5米，程序2套。
e)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
12)蓄冷(注：与冷水总线相连，冷水(低温)走下面的管子，热水(高温)走上面的管子)
Figure BDA0001839034080000131
实现方案：
a)用2条灯带分别表示进水和出水状态。
b)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制LED驱动板间接控制RGB三原色灯带的转态(输入或者输出)
c)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示温度和流量的大小。
d)实现功能所需材料：主控板，LED灯带驱动板(2块)，带串口的显示屏一块(7寸)，灯带5米，程序2套。
e)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
13)光伏(注：连接变压器，与10kV母线相连)
Figure BDA0001839034080000141
实现方案：
a)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示光伏发电的发电功率
b)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示温度和流量的大小。
c)实现功能所需材料：主控板，带串口的显示屏一块(7寸)，程序1套。
d)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
14)风力发电：连接风力变电站，与10kV母线相连，风力发电机可以旋转。
Figure BDA0001839034080000142
实现方案：
a)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示光伏发电的发电功率
b)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示温度和流量的大小。
c)实现功能所需材料：主控板，带串口的显示屏一块(7寸)，程序1套。
d)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
15)400V配电所：采用箱式结构表示。
16)电缆沟：显示一段就可以。
17)热泵
Figure BDA0001839034080000151
实现方案：
a)用1条灯带表示热泵的热流量状态。
b)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制LED驱动板间接控制RGB三原色灯带的转态(流速大小)。
c)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示温度和流量的大小。
d)实现功能所需材料：主控板，LED灯带驱动板(1块)，带串口的显示屏一块(7寸)，灯带5米，程序2套。
e)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
18)电锅炉：
Figure BDA0001839034080000161
实现方案：
a)用1条灯带表示电锅炉供水的状态。
b)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制LED驱动板间接控制RGB三原色灯带的转态(流速大小)。
c)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示温度和流量的大小。
d)实现功能所需材料：主控板，LED灯带驱动板(1块)，带串口的显示屏一块(7寸)，灯带5米，程序2套。
e)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
2、负荷侧的详细实施方案
1)充电桩(注：在负荷居民区或商业区里示意，连接电动汽车，每个负荷里面放入2个。)
Figure BDA0001839034080000162
Figure BDA0001839034080000171
按照功能分区：划分地块，产业园区、居民生活区、办公区、商务区。
负荷：商业建筑，工业建筑，居民建筑，公共建筑(学校和医院)。
实现方案：
a)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示光伏发电的发电功率
b)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示充电功率和实际功率的大小。
c)实现功能所需材料：主控板，带串口的显示屏一块(7寸)，程序1套。
d)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
2)商业建筑负荷展示：
Figure BDA0001839034080000172
实现方案：
a)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示光伏发电的发电功率。
b)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示商业建筑用户电需求、用户热需求、用户冷需求的实际功率大小。
c)实现功能所需材料：主控板，带串口的显示屏一块(7寸)，程序1套。
d)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
3)工业建筑负荷展示：
Figure BDA0001839034080000181
实现方案：
a)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示光伏发电的发电功率
b)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示工业建筑用户电需求、用户热需求、用户冷需求的实际功率大小。
c)实现功能所需材料：主控板，带串口的显示屏一块(7寸)，程序1套。
d)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
4)居民建筑负荷展示：
Figure BDA0001839034080000182
Figure BDA0001839034080000191
实现方案：
a)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示光伏发电的发电功率
b)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示工业建筑用户电需求、用户热需求、用户冷需求的实际功率大小。
c)实现功能所需材料：主控板，带串口的显示屏一块(7寸)，程序1套。
d)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
5)公共建筑负荷展示：
Figure BDA0001839034080000192
实现方案：
a)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示光伏发电的发电功率
b)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示公共建筑用户电需求、用户热需求、用户冷需求的实际功率大小。
c)实现功能所需材料：主控板，带串口的显示屏一块(7寸)，程序1套。
d)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
6)商业建筑负荷与母管间换热器
Figure BDA0001839034080000201
实现方案：
a)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示光伏发电的发电功率
b)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示商业建筑一次回水温度、一次供水温度、二次回水温度、二次供水温度的实际温度大小。
c)实现功能所需材料：主控板，带串口的显示屏一块(7寸)，程序1套。
d)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
7)工业建筑负荷与母管间换热器
Figure BDA0001839034080000202
Figure BDA0001839034080000211
实现方案：
a)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示光伏发电的发电功率
b)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示工业建筑一次回水温度、一次供水温度、二次回水温度、二次供水温度的实际温度大小。
c)实现功能所需材料：主控板，带串口的显示屏一块(7寸)，程序1套。
d)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
8)居民建筑负荷与母管间换热器
Figure BDA0001839034080000212
实现方案：
a)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示光伏发电的发电功率
b)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示居民建筑一次回水温度、一次供水温度、二次回水温度、二次供水温度的实际温度大小。
c)实现功能所需材料：主控板，带串口的显示屏一块(7寸)，程序1套。
d)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
9)公共建筑负荷与母管间换热器
Figure BDA0001839034080000221
实现方案：
a)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示光伏发电的发电功率
b)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示公共建筑一次回水温度、一次供水温度、二次回水温度、二次供水温度的实际温度大小。
c)实现功能所需材料：主控板，带串口的显示屏一块(7寸)，程序1套。
d)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
3、能源站间互联互济的详细实施方案
作为示例，图2示出了一个能源子站的简易能源流向图，所述能源子站可利用所在地的沼气资源为建筑楼宇供电、供热和供冷；作为示例，图3示出了一个城市能源系统规划图，在该城市中有4个能源子站，所述能源子站分别对周边的建筑楼宇提供各种能源，且各能源子站之间还可以互联互济，进行能源的交互和供给：
能源站1：CCHP(天然气内燃机，发电机，缸套水换热器，烟气换热器，吸收式制冷机)、电制冷机、光伏、蓄电、蓄热、蓄冷，天然气锅炉。
能源站2：CCHP(天然气内燃机，发电机，缸套水换热器，烟气换热器，吸收式制冷机)、电制冷机、光伏、蓄电、蓄热、蓄冷，热泵。
能源站3：电制冷机、光伏、蓄电、蓄热、蓄冷，电锅炉。
能源站4：CCHP(天然气内燃机，发电机，缸套水换热器，烟气换热器，吸收式制冷机)、光伏、蓄电、蓄热、蓄冷，风力发电。
能源站之间的连接：管网的布局依据负荷和能源站的布局。
1)管网的展现形式：能源站1出口显示电、冷、热。电功率，及其冷热的温度和流量。
Figure BDA0001839034080000231
实现方案：
a)用1条灯带表示能源站1流量大小的状态。
b)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制LED驱动板间接控制RGB三原色灯带的转态(流速大小)。
c)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示实际功率、温度和流量的大小。
d)实现功能所需材料：主控板，LED灯带驱动板(1块)，带串口的显示屏一块(7寸)，灯带5米，程序2套。
e)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
2)管网的展现形式：能源站2出口显示电、冷、热。电功率，及其冷热的温度和流量。
Figure BDA0001839034080000241
实现方案：
a)用1条灯带表示能源站2流量大小的状态。
b)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制LED驱动板间接控制RGB三原色灯带的转态(流速大小)。
c)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示实际功率、温度和流量的大小。
d)实现功能所需材料：主控板，LED灯带驱动板(1块)，带串口的显示屏一块(7寸)，灯带5米，程序2套。
e)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
3)管网的展现形式：能源站3出口显示电、冷、热。电功率，及其冷热的温度和流量。
Figure BDA0001839034080000251
实现方案：
a)用1条灯带表示能源站3流量大小的状态。
b)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制LED驱动板间接控制RGB三原色灯带的转态(流速大小)。
c)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示实际功率、温度和流量的大小。
d)实现功能所需材料：主控板，LED灯带驱动板(1块)，带串口的显示屏一块(7寸)，灯带5米，程序2套。
e)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
4)管网的展现形式：能源站4出口显示电、冷、热。电功率，及其冷热的温度和流量。
Figure BDA0001839034080000261
实现方案：
a)用1条灯带表示能源站4流量大小的状态。
b)利用本站主控制板接收串口总线上发过来的数据进行识别，通过识别到本站特有地址码(此地址码需根据讨论提供的点号表确认)和后面的数据后，对其进行识别处理，通过主控板控制LED驱动板间接控制RGB三原色灯带的转态(流速大小)。
c)利用带有串口识别的显示屏，识别主控板发过来的数据实时显示实际功率、温度和流量的大小。
d)实现功能所需材料：主控板，LED灯带驱动板(1块)，带串口的显示屏一块(7寸)，灯带5米，程序2套。
e)编程所用语言：c语言，控制板制作软件：Altium Designer。
所述沙盘内各能源设备及建筑之间的通讯协议方式如下:
A、波特率：9600校验位：无校验停止位:1位
B、能源站首字符0XEX+主控板地址码0Xxx+温度数据0Xxx+压强数据0Xxx+流出流量数据0Xxx+流入流量数据0Xxx+灯带流动方向0Xxx+灯带流动快慢0Xxx+灯带颜色0Xxx+尾地址结束码0X0d；
C、0XE1-0XE4分别代表：能源站1至能源站4；
D、主控板地址码为0X01至0X45；
F、温度数据的显示范围：0----255；
G、压强数据的显示范围：0----255；
H、流出流量数据的显示范围：0----255；
I、流出流量数据的显示范围：0----255；
J、灯带流动方向：0X01为正向流动、0X02为反向流动；
K、灯带流动快慢：0X01为快速流动、0X02为慢速流动；
L、灯带流动颜色：0X01为红色(热)、0X02为蓝色(冷)、0X03为橙色(燃气)、0X04为绿色(电)。
通过本实施例提出的一种能源系统仿真装置，能够将通过上位机中能源系统仿真软件模拟得出的能源系统通过沙盘可视化的进行展示，且所述能源系统的实时运行参数将会通过串行总线实时的传送到沙盘上的各建筑及能源子站进行显示，通过本实施例中的方法可直观的体现出能源系统之间以及与所在地楼宇群之间的依附关系，为工程项目前期论证提供了有力手段，有效提高了管理及设计单位的工作效率和研究水平。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和终端，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
另外，在不发生矛盾的情况下，上述几个实施例中的技术方案可以相互组合和替换。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个模块或装置也可以由一个模块或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种能源系统可视化装置，其特征在于，包括：
上位机，所述上位机中运行有能源系统仿真软件，通过所述能源系统仿真软件对当前能源系统的运行情况进行实时模拟，并将所述实时模拟得出的运行参数传输到沙盘进行显示；
沙盘，所述沙盘按照实际城市场景不规则摆放多座建筑能源站，所述能源站所能提供的能源包括电能、热能和冷能。
2.如权利要求1中所述的一种能源系统可视化装置，其特征在于，还包括：
所述沙盘中建筑能源站与楼宇之间的布局为通过软件优化配置后形成，在优化配置中结合区域控制性规划，考虑能源生产、存储、传输、分配各环节，从综合能源网络角度，分别以综合能源网络建设成本最优，全寿命周期建设运维总费用最优，全寿命周期建设运维总费用、碳排放及能效最优为目标，建立数学优化模型，形成区域内能源站定址定容及网络路径参数。
3.如权利要求1中所述的一种能源系统可视化装置，其特征在于，还包括：
所述上位机与所述沙盘通过串行总线相连以进行数据传输。
4.如权利要求1中所述的一种能源系统可视化装置，其特征在于，还包括：
所述沙盘中的每一种能源设备都包括一主控制板和一显示屏，所述主控制板用于与串行总线相连以接收上位机中能源系统仿真软件发来的实时运行参数，所述显示屏用于从所述主控制板接收所述实时运行参数并进行显示。
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