CN114089708B - 基于数字孪生的海上发电平台管理系统及其优化调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于数字的海上发电平台管理系统及其优化调控方法。属于海上发电平台数字孪生管理领域，其中，海上发电平台物理系统包括风浪发电装置、柔性防浪装置、系泊系统装置及水锤防护系统装置等；海上发电平台虚拟系统包括虚拟风电几何模型、虚拟防浪几何模型、虚拟水锤几何模型及虚拟温差几何模型等；数据孪生服务平台包括控制模块、运行模块及维护模块；用户数据管理系统包括各个虚拟模型的可视化预控与管理，并对工作平台进行优化调控。本发明通过海上发电平台的物理系统通过感知数据传送至海上发电平台虚拟系统，将仿真数据反馈至物理实体；通过服务数据与数据驱动完成数据的交换，从而对海上发电平台的工作实时优化调控。
Description
技术领域
本发明属于海上发电平台数字孪生管理技术应用领域，涉及一种海上发电平台的系泊系统及其实时优化调控方法，特别是涉及一种基于数字孪生的海上发电平台的系泊系统及其实时优化调控方法。
背景技术
在海洋船舶领域，数字孪生技术主要应用于造船行业。而对于海上海洋工程平台以及各种海工结构物基于数字孪生技术的应用非常少，特别是各种海上能源中转站，能源收集以及能源生产平台，将整个工作平台与数字孪生技术的结合运用极为稀少。为了提高海洋平台可视化程度，特别是海上发电平台的可视化管理，本发明提出了一种基于数字孪生技术的海上发电平台管系统及其实时优化控制方法，对于海上发电平台的全面方便快捷的管理是非常有意义的。
申请号为CN201911167052.7的中国专利公开了一种基于数字孪生的智能渔场系统及其工作方法，该系统包括数字孪生服务器、渔场监控系统和客户显示终端，数字孪生服务器与渔场监控系统信息交互，客户显示终端与数字孪生服务器信息交互；渔场监控系统获取渔场监测数据并发送至数字孪生服务器，数字孪生服务器根据渔场监测数据生成渔场三维模型并显示在客户显示终端。该发明提供的鱼塘智能系统提供了实时控制，但是在各个模块之间存在间隙，并没有完全实现模块之间的互联互通，一旦其中一个模块出现故障，无法联合调节其他模块的的工作情况，没有做到实时优化调控的方法。
申请号为CN202011607233.X的中国专利公开了基于智慧变电站数字孪生系统的设备全生命周期管理方法，属于设备全生命周期管理技术领域。基于智慧变电站数字孪生系统的设备全生命周期管理方法，包括如下步骤：a.设备台账信息库录入信息，告警规则库设置告警规则，专家知识库设置专家知识；b.基于设备台账信息库的各部件预设检修时间点设置，向中央控制系统发出相应提醒，并根据设备台账信息库的预设运维人员信息，将提醒信息推送至相应运维人员的手持移动终端。该发明主要是针对供电设备的生命周期进行数字孪生技术的运用，使用了数据收集与数据预测，并没有对各个设备控制进行优化调控。
申请号为CN202110105112.3的中国专利公开了一种智能车间数字孪生系统的构建方法，属于智能制造技术领域。实现实时状态显示、历史状态重现、远程控制、故障报警、状态预测等功能，解决了现有数字车间数据呈现单调、交互感与沉浸感差的问题。但是，该发明只解决了物理实体与虚拟实体之间的转换，通过虚拟实体将数据传送到客户端进行物理实体的再现与重演，并没有对物理实体中各个设备之间的协调进行控制，在运用上只能反馈物理实体间的问题。
总的来说，在实现各个空间与平台的数字孪生技术的应用，大部分应用知识将物理实体与虚拟实体通过数据转化的方式进行连接，其中的各个模块还处于单独运行的状态。为了改善各个平台在数字孪生技术的使用协调性，故提出一种基于数字孪生的海上发电平台管理系统及其实时优化调控方法，实现物理实体-虚拟实体-数据孪生服务平台-用户应用管理系统之间的数据转换协调控制，更快捷、更方便的对海上发电平台进行实时控制。
发明内容
发明目的：为了改善各个平台在数字孪生技术的使用协调性，本发明目的是提供了一种基于数字孪生的海上发电平台管理系统及其实时优化调控方法；第一目的就是为了建立海上发电平台的物理实体与虚拟实体之间的数据互通，数据反馈，第二目的是实现海上发电平台的实时监控，实时管理以及实时优化调配控制；实现物理实体-虚拟实体-数据孪生服务平台-用户应用管理系统之间的数据转换协调控制，更快捷、更方便的对海上发电平台进行实时控制。
技术方案：本发明所述的基于数字孪生的海上发电平台管理系统，
所述海上发电平台管理系统包括海上发电平台物理系统、海上发电平台虚拟系统、数据孪生服务平台及用户应用管理系统；
所述海上发电平台物理系统通过互联网将感知数据传送至海上发电平台虚拟系统，所述海上发电平台虚拟系统通过互联网接收到所述海上发电平台物理系统发出的感知数据后，再将仿真数据传送回所述海上发电平台物理系统，所述海上发电平台物理系统与海上发电平台虚拟系统之间通过感知数据与仿真数据相互融合与转换；
所述海上发电平台物理系统通过数据驱动的方式将数据传送至数据孪生服务平台，数据孪生服务平台再将接收的数据通过数据驱动的方式传送至海上发电平台虚拟系统进行仿真；
所述海上发电平台虚拟系统通过互联网将其得到的仿真数据传送回数据孪生服务平台，所述数据孪生服务平台通过数据驱动的方式将仿真数据传送至用户应用管理系统，所述用户应用管理系统通过互联网将得到的服务数据再传送至数据孪生服务平台，所述的数据孪生服务平台通过互联网将得到的感知数据传送回海上发电平台物理系统；
所述海上发电平台物理系统包括风力发电机装置(01)、柔性防浪装置(02)、系泊系统装置(03)、水锤防护系统装置(04)、温差盐差控制装置(05)及浮灯浮标装置(06)；
所述风力发电机装置(01)、柔性防浪装置(02)、系泊系统装置(03)、水锤防护系统装置(04)、温差盐差控制装置(05)及浮灯浮标配置(06)相互连接，并共同与装置模块控制器(7)相连接；
所述海上发电平台虚拟系统包括虚拟风电几何模型、虚拟防浪几何模型、虚拟系泊几何模型、虚拟水锤几何模型、虚拟温差几何模型及虚拟浮标几何模型；
所述虚拟风电几何模型包括有虚拟风浪发电机模块(001)，所述虚拟防浪几何模型包括有虚拟柔性防浪模块(002)，所述虚拟系泊几何模型包括有虚拟系泊系统模块(003)，所述虚拟水锤几何模型包括有虚拟水锤防护模块(004)，所述虚拟温差几何模型包括有虚拟盐差温差模块(005)，所述虚拟浮标几何模型包括有虚拟浮标浮灯模块(006)；
所述虚拟风浪发电机模块(001)、虚拟柔性防浪模块(002)、虚拟系泊系统模块(003)、虚拟水锤防护模块(004)、虚拟盐差温差模块(005)及虚拟浮标浮灯模块(006)相互连接；
所述数据孪生服务平台包括控制模块、运行模块及维护模块，所述控制模块、运行模块及维护模块相互连接，并共同连接有数字孪生服务器(08)；
所述风力发电机装置(01)、柔性防浪装置(02)、系泊系统装置(03)、水锤防护系统装置(04)、温差盐差控制装置(05)及浮灯浮标配置(06)通过装置模块控制器(7)连接在数字孪生服务器(08)上，再通过数字孪生服务器(08)连接在相互连接的所述虚拟风浪发电机模块(001)、虚拟柔性防浪模块(002)、虚拟系泊系统模块(003)、虚拟水锤防护模块(004)、虚拟盐差温差模块(005)及虚拟浮标浮灯模块(006)上；
在所述风力发电机装置(01)内部安设有风力发电传感控制器(0001)和风力发电调节控制器(0007)，在所述柔性防浪装置(02)内部安设有柔性防浪装置传感控制器(0002)和柔性防浪调节控制器(0008)，在所述系泊系统装置(03)内部安设有系泊系统传感控制器(0003)和系泊系统调节控制器(0009)，在所述水锤防护系统装置(04)内部安设有水锤防护传感控制器(0004)和水锤防护调节控制器(00010)，在所述温差盐差控制装置(05)内部安设有温差盐差传感控制器(0005)和温差盐差调节控制器(00011)，在所述浮灯浮标配置(06)内部安设有浮灯浮标传感控制器(0006)和浮灯浮标调节控制器(00012)；
所述风力发电传感控制器(0001)、柔性防浪装置传感控制器(0002)、系泊系统传感控制器(0003)、水锤防护传感控制器(0004)、温差盐差传感控制器(0005)及浮灯浮标传感控制器(0006)相互连接，并共同连接在装置模块控制器(07)上，所述装置模块控制器(07)再连接数据孪生服务平台中的数字孪生服务器(08)；
所述风力发电调节控制器(0007)、柔性防浪调节控制器(0008)、系泊系统调节控制器(0009)、水锤防护调节控制器(00010)、温差盐差调节控制器(00011)及浮灯浮标调节控制器(00012)相互连接，并共同连接在装置模块控制器(07)上，所述装置模块控制器(07)再连接数据孪生服务平台中的数字孪生服务器(08)；
所述用户应用管理系统包括通过互联网相互连接的风力发电机组安全可视化预控管理系统、防浪装置阵列安全可视化预控系统、系泊系统在线疲劳工作诊断系统、整体工作平台可视化管理系统、发电平台三维可视化作业指导系统、作业功能实时优化调控系统、温差盐差实时调控系统及浮灯浮标优化调控配置系统；所述各系统之间相互连接；
其优化调控方法的具体步骤为；
(8.1)、基于数字孪生的海上发电平台管理系统；
(8.2)、对各个工作装置中风力发电传感控制器(0001)控制的传感器、柔性防浪装置传感控制器(0002)控制的传感器、系泊系统传感控制器(0003)控制的传感器、水锤防护传感控制器(0004)控制的传感器、温差盐差传感控制器(0005)控制的传感器及浮灯浮标传感控制器(0006)控制的传感器数据进行读取；
(8.3)、将步骤(8.2)中控制的传感器读取的数据传送至数据孪生服务平台；
(8.4)、通过数据孪生服务平台将孪生数据传送至用户应用管理系统进行协调控制；
(8.5)、判断协调控制的行为与用户应用管理系统中装置之间的行为动作是否一致，
如否，则转向(8.6)，即对虚拟系统中的各个虚拟几何模型虚拟风电几何模型、虚拟防浪几何模型、虚拟系泊几何模型、虚拟水锤几何模型、虚拟温差几何模型、虚拟浮标几何模型进行调用；
然后再进行步骤(8.7)、即对物理实体数据的二次读取；最后再返回至步骤(8.2)，即重新对各个工作装置的传感器数据进行读取；
如是，则进行下一步骤(8.8)，即将物理实体系统同步进行运作，
(8.9)、虚拟-实体系统实时同步；
(8.10)、获取到整体海上发电平台三维模型中各种工作及运行指令，以预设模型展示实体系统及优化工作系统的实际工作模型；
(8.11)判断是否获取到同步指令；
如否，则返回到步骤(8.8)，即重新将物理实体系统同步进行运作；
如是，进行步骤(8.12)，即将控制指令同步到用户应用管理系统，结束优化控制流程。
有益效果：本发明与现有技术相比，本发明的特点:1、采用数字孪生技术对物理实体海上发电平台进行虚拟体的三维模型进行数字化转换，并形成数据孪生服务平台，采用大数据、云计算等数据驱动，用户应用管理系统对还得行发电平台实现三维可视化管理，远程控制，远程管理，为海上发电行业的工作人员提供了方便快捷的管理途径；2、通过数字孪生虚拟体的建立，实现虚实同步，实现实时预报发电平台的各种可预知风险，提早规避，减少损失；3、提供的实时优化控制方法能够优化调控各个工作模块的协同工作与配合使用关系。在预判风险的同时，可以根据各个工作模块进行调整，达到实时优化，提高生产效率的目的；4、采用数字孪生技术，在检修和维修的过程中实现了智能化，预判风险，提前规避，避免人体处于恶劣的工作环境，较少费用，降低生产成本；5、采用数字孪生技术进行实时优化控制，实现实体虚拟空间同步化，实时了解海上发电平台的工作状况，为后续海上风电的生产开采提供了数据支持，具有较高的现实工程意义。
附图说明
图1是本发明的结构布局示意图；
图2是本发明的系统组成示意图；
图3是本发明的传感控制器与调节控制器的互联互通示意图；
图4是本发明的实时优化控制方法流程图；
01是风力发电机装置、02是柔性防浪装置、03是系泊系统装置、04是水锤防护系统装置、05是温差盐差控制装置、06是浮灯浮标装置、07是装置模块控制器、08是数字孪生服务器；
001是虚拟风浪发电机模块、002是虚拟柔性防浪模块、003是虚拟系泊系统模块、004是虚拟水锤防护模块、005是虚拟盐差温差模块、006是虚拟浮标浮灯模块；
0001是风力发电传感控制器、0002是柔性防浪装置传感控制器、0003是系泊系统传感控制器、0004是水锤防护传感控制器、0005温差盐差传感控制器、0006是浮灯浮标传感控制器；
0007是风力发电调节控制器、0008是柔性防浪调节控制器、0009是系泊系统调节控制器、00010是水锤防护调节控制器、00011是温差盐差调节控制器、00012是浮灯浮标调节控制器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明做出进一步说明。
如图所述，本发明所述的基于数字孪生的海上发电平台管理系统，
所述海上发电平台管理系统包括海上发电平台物理系统、海上发电平台虚拟系统、数据孪生服务平台及用户应用管理系统；
所述海上发电平台物理系统通过互联网将感知数据传送至海上发电平台虚拟系统，所述海上发电平台虚拟系统通过互联网接收到所述海上发电平台物理系统发出的感知数据后，再将仿真数据传送回所述海上发电平台物理系统，所述海上发电平台物理系统与海上发电平台虚拟系统之间通过感知数据与仿真数据相互融合与转换；
所述海上发电平台物理系统通过数据驱动的方式将数据传送至数据孪生服务平台，数据孪生服务平台再将接收的数据通过数据驱动的方式传送至海上发电平台虚拟系统进行仿真；
所述海上发电平台虚拟系统通过互联网将其得到的仿真数据传送回数据孪生服务平台，所述数据孪生服务平台通过数据驱动的方式将仿真数据传送至用户应用管理系统，所述用户应用管理系统通过互联网将得到的服务数据再传送至数据孪生服务平台，所述的数据孪生服务平台通过互联网将得到的感知数据传送回海上发电平台物理系统；
所述海上发电平台物理系统包括风力发电机装置01、柔性防浪装置02、系泊系统装置03、水锤防护系统装置04、温差盐差控制装置05及浮灯浮标装置06；
所述风力发电机装置01、柔性防浪装置02、系泊系统装置03、水锤防护系统装置04、温差盐差控制装置05及浮灯浮标装置06相互连接，并共同与装置模块控制器07相连接；
所述海上发电平台虚拟系统包括虚拟风电几何模型、虚拟防浪几何模型、虚拟系泊几何模型、虚拟水锤几何模型、虚拟温差几何模型及虚拟浮标几何模型；
所述虚拟风电几何模型包括有虚拟风浪发电机模块001，所述虚拟防浪几何模型包括有虚拟柔性防浪模块002，所述虚拟系泊几何模型包括有虚拟系泊系统模块003，所述虚拟水锤几何模型包括有虚拟水锤防护模块004，所述虚拟温差几何模型包括有虚拟盐差温差模块005，所述虚拟浮标几何模型包括有虚拟浮标浮灯模块006；
所述虚拟风浪发电机模块001、虚拟柔性防浪模块002、虚拟系泊系统模块003、虚拟水锤防护模块004、虚拟盐差温差模块005及虚拟浮标浮灯模块006相互连接；
所述数据孪生服务平台包括控制模块、运行模块及维护模块，其中控制模块主要包括风机控制模块、柔性防浪装置控制模块、系泊系统控制模块、温差盐差控制模块、水锤防护控制模块、浮灯浮标控制模块以及该几个模块之间的实时数据、检测数据、共享交换数据之间的实时数据传输与运用；运行摸块包括实况数据、工作仿真数据、状态检测数据之间的融合与反馈。维护模块主要是对各个结构件的温度、压力、位置等物理性质的监测与实时反馈及调整更新，虚拟数据主要是材料、部件、功能、结构等结构件的理化性质进行数据反馈及构件维护；所述控制模块、运行模块及维护模块相互连接，并共同连接有数字孪生服务器08；
所述风力发电机装置01、柔性防浪装置02、系泊系统装置03、水锤防护系统装置04、温差盐差控制装置05及浮灯浮标配置06通过装置模块控制器07连接在数字孪生服务器08上，再通过数字孪生服务器08连接在相互连接的所述虚拟风浪发电机模块001、虚拟柔性防浪模块002、虚拟系泊系统模块003、虚拟水锤防护模块004、虚拟盐差温差模块005及虚拟浮标浮灯模块006上；
在所述风力发电机装置01内部安设有风力发电传感控制器0001和风力发电调节控制器0007，在所述柔性防浪装置02内部安设有柔性防浪装置传感控制器0002和柔性防浪调节控制器0008，在所述系泊系统装置03内部安设有系泊系统传感控制器0003和系泊系统调节控制器0009，在所述水锤防护系统装置04内部安设有水锤防护传感控制器0004和水锤防护调节控制器00010，在所述温差盐差控制装置05内部安设有温差盐差传感控制器0005和温差盐差调节控制器00011，在所述浮灯浮标配置06内部安设有浮灯浮标传感控制器0006和浮灯浮标调节控制器00012；
所述风力发电传感控制器0001、柔性防浪装置传感控制器0002、系泊系统传感控制器0003、水锤防护传感控制器0004、温差盐差传感控制器0005及浮灯浮标传感控制器0006相互连接，并共同连接在装置模块控制器07上，所述装置模块控制器07再连接数据孪生服务平台中的数字孪生服务器08；
所述风力发电调节控制器0007、柔性防浪调节控制器0008、系泊系统调节控制器0009、水锤防护调节控制器00010、温差盐差调节控制器00011及浮灯浮标调节控制器00012相互连接，并共同连接在装置模块控制器07上，所述装置模块控制器07再连接数据孪生服务平台中的数字孪生服务器08；
所述用户应用管理系统包括通过互联网相互连接的风力发电机组安全可视化预控管理系统、防浪装置阵列安全可视化预控系统、系泊系统在线疲劳工作诊断系统、整体工作平台可视化管理系统、发电平台三维可视化作业指导系统、作业功能实时优化调控系统、温差盐差实时调控系统及浮灯浮标优化调控配置系统；所述各系统之间相互连接；
其优化调控方法的具体步骤为；
(8.1)、基于数字孪生的海上发电平台管理系统；
(8.2)、对各个工作装置中风力发电传感控制器0001控制的传感器、柔性防浪装置传感控制器0002控制的传感器、系泊系统传感控制器0003控制的传感器、水锤防护传感控制器0004控制的传感器、温差盐差传感控制器0005控制的传感器及浮灯浮标传感控制器0006控制的传感器数据进行读取；
(8.3)、将步骤(8.2)中控制的传感器读取的数据传送至数据孪生服务平台；
(8.4)、通过数据孪生服务平台将孪生数据传送至用户应用管理系统进行协调控制；
(8.5)、判断协调控制的行为与用户应用管理系统中装置之间的行为动作是否一致，
如否，则转向(8.6)，即对虚拟系统中的各个虚拟几何模型虚拟风电几何模型、虚拟防浪几何模型、虚拟系泊几何模型、虚拟水锤几何模型、虚拟温差几何模型、虚拟浮标几何模型进行调用；
然后再进行步骤(8.7)、即对物理实体数据的二次读取；最后再返回至步骤(8.2)，即重新对各个工作装置的传感器数据进行读取；
如是，则进行下一步骤(8.8)，即将物理实体系统同步进行运作，
(8.9)、虚拟-实体系统实时同步；
(8.10)、获取到整体海上发电平台三维模型中各种工作及运行指令，以预设模型展示实体系统及优化工作系统的实际工作模型；
(8.11)判断是否获取到同步指令；
如否，则返回到步骤(8.8)，即重新将物理实体系统同步进行运作；
如是，进行步骤(8.12)，即将控制指令同步到用户应用管理系统，结束优化控制流程。
具体的，基于数字孪生的海上发电平台管理系统，海上发电平台管理系统包括海上发电平台物理系统、海上发电平台虚拟系统、数据孪生服务平台及用户应用管理系统；本发明的管理系统的主要工作顺序为，通过海上发电平台物理系统与海上发电平台虚拟系统之间的感知数据与仿真数据相互融合与转换，将产生的数据传送至用户应用管理系统进行实时调控，实现用户显示端与数据孪生服务平台的信息交互，使得海上发电平台物理系统、海上发电平台虚拟系统和用户应用管理系统之间实现交互反馈。
所述用户应用管理系统包括通过互联网相互连接的风力发电机组安全可视化预控管理系统、防浪装置阵列安全可视化预控系统、系泊系统在线疲劳工作诊断系统、整体工作平台可视化管理系统、发电平台三维可视化作业指导系统、作业功能实时优化调控系统、温差盐差实时调控系统及浮灯浮标优化调控配置系统。所述的各个系统配置相应的模块控制器装置风力发电机装置01、柔性防浪装置02、系泊系统装置03、水锤防护系统装置04、温差盐差控制装置05、浮灯浮标装置06，这些装置均与装置模块控制器07连接，所述装置模块控制器07与数字孪生服务器08即数据孪生服务平台连接，实现信息的交互反馈以及仿真数据的传送以及数据驱动。
对于所述的海上发电平台管理系统，其中的各个系统与配备的系统装置通过感知数据与仿真数据的转换，从而形成虚拟系统，分别对应虚拟风浪发电机模块001、虚拟柔性防浪模块002、虚拟系泊系统模块003、虚拟水锤防护模块004、虚拟盐差温差模块005、虚拟浮标浮灯模块006。这些模块与对应的物理系统通过数字孪生服务器08与装置模块控制器07进行信息交互。
对于所述的海上发电平台管理系统，风力发电机装置01对应的模块包括风力发电控制传感器0001与风力发电调节控制器00007，通过风力发电控制传感器0001将风力发电机的工作数据以及状态数据进行收集，风力发电调节控制器0007进行数据互通，将数据汇总到装置模块控制器07，再与数字孪生服务器08实现数据交换，实时反馈；柔性防浪装置02对应的模块包括柔性防浪装置传感控制器0002与柔性防浪调节控制器0008，通过柔性防浪装置传感控制器0002将柔性防浪装置的工作数据以及状态数据进行收集，柔性防浪调节控制器0008进行数据互通，将数据汇总到装置模块控制器07，再与数字孪生服务器08实现数据交换，实时反馈；剩余的系泊系统该装置03、水锤防护系统装置04、盐差温差控制装置05、浮灯浮标装置06等对应的模块都是按照相应的传感器与调节控制器与装置控制模块进行数据交换，之后再与数字孪生服务器惊醒数据互通，实时反馈控制，了解各个工作装置的数据以及工作的状态。
对于所述的发电平台实时优化调控方法，主要涉及到的系统与装置分别为：海上发电平台物理系统、海上发电平台虚拟系统、数据孪生服务平台以及用户应用管理系统。所述的海上发电平台物理系统与海上发电平台虚拟系统实现信息的互通与数据仿真和数据感知，所述的海上发电平台虚拟系统与数据孪生服务平台进行仿真数据的交换并进行数据驱动，所述的数据孪生服务平台与用户应用管理系统之间实现服务数据的交换以及数据驱动所述的平台实时优化调控方法应用于物理系统-虚拟系统-数据孪生服务平台-管理系统之间的工作调配以及实时数据更新，该方法具体的是：
通过对海上发电平台物理系统的工作环境特征分析，对各个工作模块的传感器数据读取，将读取的数据传送至数据孪生服务平台，之后用户应用管理系统给接收云端数据实现数据驱动，将海上发电平台物理系统在用户应用管理系统内部实现工作数据与工作状态可视化，实现用户应用管理系统与海上发电平台物理系统的实时协调同步；
各个模块的控制指令实时也同步于海上发电平台物理系统、海上发电平台虚拟系统、数据孪生服务平台及用户应用管理系统，实现数据互通，信息返回，实时跟踪，实时控制优化控制的效果。
本发明的工作原理是：首先，对海上发电平台的各种工作环境进行收集，通过数据传感器将海上发电平台物理系统实体进行数字化处理，在虚拟实体中建出虚拟三维模型，通过数据感知与数据交互，将虚拟三维模型数据上传至数据孪生服务平台，通过数据驱动与数据交换以及数据的交互进行实现发电平台的远程管理与远程控制；接着，在物理实体、虚拟实体、数字孪生以及用户应用管理系统都建立完善后，进行发电平台的各向工作以及各种理化性质的监控与测试，实时保证发电平台处于安全的状态。最后，对发电平台的各个装置进行实时优化调控，保证该发电平台处于高效率的工作状态。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.基于数字孪生的海上发电平台管理系统，其特征在于，
所述海上发电平台管理系统包括海上发电平台物理系统、海上发电平台虚拟系统、数据孪生服务平台及用户应用管理系统；
所述海上发电平台物理系统通过互联网将感知数据传送至海上发电平台虚拟系统，所述海上发电平台虚拟系统通过互联网接收到所述海上发电平台物理系统发出的感知数据后，再将仿真数据传送回所述海上发电平台物理系统，所述海上发电平台物理系统与海上发电平台虚拟系统之间通过感知数据与仿真数据相互融合与转换；
所述海上发电平台物理系统通过数据驱动的方式将数据传送至数据孪生服务平台，数据孪生服务平台再将接收的数据通过数据驱动的方式传送至海上发电平台虚拟系统进行仿真；
所述海上发电平台虚拟系统通过互联网将得到的仿真数据传送回数据孪生服务平台，所述数据孪生服务平台通过数据驱动的方式将仿真数据传送至用户应用管理系统，所述用户应用管理系统通过互联网将得到的服务数据再传送至数据孪生服务平台，所述的数据孪生服务平台通过互联网将得到的感知数据传送回海上发电平台物理系统；
所述海上发电平台物理系统包括风力发电机装置（01）、柔性防浪装置（02）、系泊系统装置（03）、水锤防护系统装置（04）、温差盐差控制装置（05）及浮灯浮标装置（06）；
所述风力发电机装置（01）、柔性防浪装置（02）、系泊系统装置（03）、水锤防护系统装置（04）、温差盐差控制装置（05）及浮灯浮标配置（06）相互连接，并共同与装置模块控制器（07）相连接；
所述海上发电平台虚拟系统包括虚拟风电几何模型、虚拟防浪几何模型、虚拟系泊几何模型、虚拟水锤几何模型、虚拟温差几何模型及虚拟浮标几何模型；
所述虚拟风电几何模型包括有虚拟风浪发电机模块（001），所述虚拟防浪几何模型包括有虚拟柔性防浪模块（002），所述虚拟系泊几何模型包括有虚拟系泊系统模块（003），所述虚拟水锤几何模型包括有虚拟水锤防护模块（004），所述虚拟温差几何模型包括有虚拟盐差温差模块（005），所述虚拟浮标几何模型包括有虚拟浮标浮灯模块（006）；
所述虚拟风浪发电机模块（001）、虚拟柔性防浪模块（002）、虚拟系泊系统模块（003）、虚拟水锤防护模块（004）、虚拟盐差温差模块（005）及虚拟浮标浮灯模块（006）相互连接；
所述数据孪生服务平台包括控制模块、运行模块及维护模块，所述控制模块、运行模块及维护模块相互连接，并共同连接有数字孪生服务器（08）；
所述风力发电机装置（01）、柔性防浪装置（02）、系泊系统装置（03）、水锤防护系统装置（04）、温差盐差控制装置（05）及浮灯浮标配置（06）通过装置模块控制器（7）连接在数字孪生服务器（08）上，再通过数字孪生服务器（08）连接在相互连接的所述虚拟风浪发电机模块（001）、虚拟柔性防浪模块（002）、虚拟系泊系统模块（003）、虚拟水锤防护模块（004）、虚拟盐差温差模块（005）及虚拟浮标浮灯模块（006）上；
在所述风力发电机装置（01）内部安设有风力发电传感控制器（0001）和风力发电调节控制器（0007），在所述柔性防浪装置（02）内部安设有柔性防浪装置传感控制器（0002）和柔性防浪调节控制器（0008），在所述系泊系统装置（03）内部安设有系泊系统传感控制器（0003）和系泊系统调节控制器（0009），在所述水锤防护系统装置（04）内部安设有水锤防护传感控制器（0004）和水锤防护调节控制器（00010），在所述温差盐差控制装置（05）内部安设有温差盐差传感控制器（0005）和温差盐差调节控制器（00011），在所述浮灯浮标配置（06）内部安设有浮灯浮标传感控制器（0006）和浮灯浮标调节控制器（00012）；
所述风力发电传感控制器（0001）、柔性防浪装置传感控制器（0002）、系泊系统传感控制器（0003）、水锤防护传感控制器（0004）、温差盐差传感控制器（0005）及浮灯浮标传感控制器（0006）相互连接，并共同连接在装置模块控制器（07）上，所述装置模块控制器（07）再连接数据孪生服务平台中的数字孪生服务器（08）；
所述风力发电调节控制器（0007）、柔性防浪调节控制器（0008）、系泊系统调节控制器（0009）、水锤防护调节控制器（00010）、温差盐差调节控制器（00011）及浮灯浮标调节控制器（00012）相互连接，并共同连接在装置模块控制器（07）上，所述装置模块控制器（07）再连接数据孪生服务平台中的数字孪生服务器（08）；
所述用户应用管理系统包括通过互联网相互连接的风力发电机组安全可视化预控管理系统、防浪装置阵列安全可视化预控系统、系泊系统在线疲劳工作诊断系统、整体工作平台可视化管理系统、发电平台三维可视化作业指导系统、作业功能实时优化调控系统、温差盐差实时调控系统及浮灯浮标优化调控配置系统；所述各系统之间相互连接；
基于数字孪生的海上发电平台管理系统的优化调控方法的步骤为：
（1.1）、基于数字孪生的海上发电平台管理系统；
（1.2）、对各个工作装置中风力发电传感控制器（0001）控制的传感器、柔性防浪装置传感控制器（0002）控制的传感器、系泊系统传感控制器（0003）控制的传感器、水锤防护传感控制器（0004）控制的传感器、温差盐差传感控制器（0005）控制的传感器及浮灯浮标传感控制器（0006）控制的传感器数据进行读取；
（1.3）、将步骤（8.2）中控制的传感器读取的数据传送至数据孪生服务平台；
（1.4）、通过数据孪生服务平台将孪生数据传送至用户应用管理系统进行协调控制；
（1.5）、判断协调控制的行为与用户应用管理系统中装置之间的行为动作是否一致，
如否，则转向（1.6），即对虚拟系统中的各个虚拟几何模型虚拟风电几何模型、虚拟防浪几何模型、虚拟系泊几何模型、虚拟水锤几何模型、虚拟温差几何模型、虚拟浮标几何模型进行调用；
然后再进行步骤（1.7）、即对物理实体数据的二次读取；最后再返回至步骤（1.2），即重新对各个工作装置的传感器数据进行读取；
如是，则进行下一步骤（1.8），即将物理实体系统同步进行运作，
（1.9）、虚拟-实体系统实时同步；
（1.10）、获取到整体海上发电平台三维模型中各种工作及运行指令，以预设模型展示实体系统及优化工作系统的实际工作模型；
（1.11）判断是否获取到同步指令；
如否，则返回到步骤（1.8），即重新将物理实体系统同步进行运作；
如是，进行步骤（1.12），即将控制指令同步到用户应用管理系统，结束优化控制流程。
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