CN114708791B - 一种配电展示系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电展示系统及方法，涉及展示系统技术领域，系统包括接收上位机的指令后根据预设配电网模型模拟配电网运行，生成控制信号并输出的中央控制模块；分别与中央控制模块连接，对模拟的配电网的运行状态进行三维动画展示的动画展示模块、根据模拟的配电网的运行状态对配电网中电流流向进行可视化展示的电流可视化模块、将接收到的供电电压转换为用电设备工作所需的电压，以使用电设备根据模拟的配电网的运行状态进行工作或停止的电压控制模块。本发明解决了现有技术的配电展示系统无法直观且细致地展示出用电器工作状态的问题，实现了将实物与动画结合，对配电网工作状态展示地更全面，更立体且更形象的技术效果。

Description

一种配电展示系统及方法

技术领域

本发明涉及展示系统技术领域，尤其涉及一种配电展示系统及方法。

背景技术

为了方便民众直观地了解配电网的整体情况，需要在展厅中展示整套配电网系统，因此出现了配电展示系统，该系统主要由用电器和配电线路组成。目前的配电展示系统中，常用的展示方式包括沙盘模型展示和动画模拟展示，这两种展示方式虽然可以直观地展示出配电线路中的电流流动情况，但都存在一个相同的问题，都无法直观且细致地展示出配电系统工作时用电器的工作状态。

发明内容

本发明的主要目的在于：提供一种直流配电展示系统及方法，旨在解决现有技术的配电展示系统无法直观且细致地展示出用电器工作状态的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种直流配电展示系统，所述系统包括中央控制模块，与所述中央控制模块连接的动画展示模块、电流可视化模块和电压控制模块，以及与所述电压控制模块连接的用电设备；

所述中央控制模块，用于接收上位机的指令，根据所述指令和预设配电网模型，按照预设的至少一种配电工作模式模拟配电网运行，生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述动画展示模块、所述电流可视化模块和所述电压控制模块；

所述动画展示模块，用于根据所述控制信号，对所述模拟的配电网的运行状态进行三维动画展示；

所述电流可视化模块，用于根据所述控制信号和所述模拟的配电网的运行状态，对所述配电网中电流流向进行可视化展示；

所述电压控制模块，用于根据所述控制信号，将接收到的供电电压转换为所述用电设备工作所需的电压，以使所述用电设备根据所述模拟的配电网的运行状态，进行工作或停止。

可选地，上述直流配电展示系统中，所述系统还包括电源模块，所述电源模块与所述中央控制模块、所述动画展示模块、所述电流可视化模块和所述电压控制模块连接；

所述电源模块，用于给所述中央控制模块、所述动画展示模块、所述电流可视化模块和所述电压控制模块供电。

可选地，上述直流配电展示系统中，所述中央控制模块还用于：

建立配电网架构，所述配电网架构包括发电单元、储能单元、配电单元、用电单元、以及连接所述发电单元、所述储能单元、所述配电单元和所述用电单元的配电线路；

对所述配电网架构中各个单元进行工作参数设置，获得预设配电网模型；

根据所述预设配电网模型，设置至少一种配电工作模式；

存储所述预设配电网模型及其所述至少一种配电工作模式，供用户在所述上位机上进行选择，以使所述上位机生成所述指令，并将所述指令发送至所述中央控制模块。

可选地，上述直流配电展示系统中，所述中央控制模块具体用于：

接收所述指令；

根据所述指令和所述预设配电网模型，按照所述指令对应的配电工作模式分别控制所述发电单元、所述储能单元、所述配电单元、所述用电单元和所述配电线路工作或停止；

生成第一控制信号和第二控制信号，并将所述第一控制信号发送至所述动画展示模块，将所述第二控制信号发送至所述电流可视化模块；

根据所述用电单元工作或停止的状态，生成第三控制信号，并将所述第三控制信号发送至所述电压控制模块，以使所述电压控制模块工作或停止。

可选地，上述直流配电展示系统中，所述动画展示模块包括渲染单元和显示单元，所述渲染单元和所述显示单元均与所述中央控制模块连接；

所述渲染单元，用于对所述预设配电网模型中的各个单元进行动画渲染，获得对应的动画视图；

所述显示单元，用于接收所述第一控制信号，以在所述中央控制模块模拟配电网运行时，根据所述预设配电网模型中各个单元的工作或停止状态对应显示所述动画视图。

可选地，上述直流配电展示系统中，所述电流可视化模块包括联动单元和LED单元，所述联动单元和所述LED单元均与所述中央控制模块连接，所述LED单元包括多个LED灯盘，以及与所述多个LED灯盘连接的LED灯带；

所述联动单元，用于将所述多个LED灯盘分别与所述预设配电网模型中的所述发电单元、所述储能单元、所述配电单元和所述用电单元进行关联，并将所述LED灯带与所述配电线路关联；其中，所述LED灯带的数量与所述配电线路的段数相同；

所述LED单元，用于接收所述第二控制信号，以在所述中央控制模块模拟配电网运行时，根据所述发电单元、所述储能单元、所述配电单元和所述用电单元的工作或停止状态点亮或熄灭对应的LED灯盘，以及根据所述配电线路的工作或停止状态点亮或熄灭对应的LED灯带。

可选地，上述直流配电展示系统中，所述配电工作模式包括非柔性直流配电模式和柔性直流配电模式；

所述电压控制模块具体用于：

接收所述第三控制信号；

根据所述第三控制信号，若所述中央控制模块按照所述非柔性直流配电模式模拟配电网运行，则将接收到的供电电压转换为恒定电压，并将所述恒定电压输出至所述用电设备；

根据所述第三控制信号，若所述中央控制模块按照所述柔性直流配电模式模拟配电网运行，则将接收到的供电电压转换为可变电压，并将所述可变电压输出至所述用电设备。

可选地，上述直流配电展示系统中，所述用电设备包括照明设备、电机设备和加热设备中的至少一种，所述用电设备与所述预设配电网模型的用电单元存在关联关系。

第二方面，本发明基于上述的配电展示系统，提供了一种配电展示方法，所述方法包括：

通过中央控制模块接收上位机的指令，根据所述指令和预设配电网模型，按照预设的至少一种配电工作模式模拟配电网运行，生成控制信号并输出；

通过动画展示模块根据所述控制信号，对所述模拟的配电网的运行状态进行三维动画展示；

通过电流可视化模块根据所述控制信号和所述模拟的配电网的运行状态，对所述配电网中电流流向进行可视化展示；

通过电压控制模块根据所述控制信号，将接收到的供电电压转换为所述用电设备工作所需的电压，以使所述用电设备根据所述模拟的配电网的运行状态，进行工作或停止。

可选地，上述直流配电展示方法中，所述通过中央控制模块接收上位机的指令的步骤之前，所述方法还包括：

通过所述中央控制模块建立配电网架构，所述配电网架构包括发电单元、储能单元、配电单元、用电单元、以及连接所述发电单元、所述储能单元、所述配电单元和所述用电单元的配电线路；

对所述配电网架构中各个单元进行工作参数设置，获得预设配电网模型；

根据所述预设配电网模型，设置至少一种配电工作模式；

存储所述预设配电网模型及其所述至少一种配电工作模式，供用户在所述上位机上进行选择，以使所述上位机生成所述指令，并将所述指令发送至所述中央控制模块。

本发明提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果：

本发明提出的一种直流配电展示系统及方法，通过中央控制模块根据接收到的指令和预设配电网模型，按照预设的至少一种配电工作模式模拟配电网运行，生成控制信号，再通过动画展示模块根据控制信号对模拟的配电网运行状态进行三维动画展示，直观地展示出配电网的结构、连接关系、运行过程等情况；还通过电流可视化模块根据控制信号对模拟的配电网运行时电流的流向进行可视化展示，并通过电压控制模块根据控制信号将接收到的供电电压转换为用电设备所需电压，从而通过用电设备的工作或停止来表征模拟的配电网运行状态，直观且细致地分别展示出用电设备的工作状态和配电网中电流流向；本发明的系统采用模块化设计，方便拆装和运输，以动画展示模块的软件形式进行配电网工作原理的展示，以电流可视化模块和用电设备等硬件形式进行配电网中各个设备工作状态的展示，将实物与动画结合，对配电网工作状态展示地更全面，更立体且更形象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的这些附图获得其他的附图。

图1为本发明配电展示系统的连接示意图；

图2为本发明配电展示系统的场景示意图；

图3为本发明配电展示系统的中央控制模块获得的预设配电网模型的连接示意图；

图4为本发明配电展示系统对非柔性直流配电网夜晚的工作状态展示示例图；

图5为本发明配电展示系统对非柔性直流配电网白天的工作状态展示示例图；

图6为本发明配电展示系统对柔性直流配电网白天的工作状态展示示例图；

图7为本发明配电展示系统对柔性直流配电网夜晚的工作状态展示示例图；

图8为本发明配电展示方法的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，在本发明中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。另外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通，也可以是两个元件的相互作用关系。

在本发明中，若有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外，各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

对现有技术的分析发现，配电展示系统主要由用电器和配电线路组成，用于在展厅中展示整套配电网系统。目前，针对直流配电网的配电展示系统中，常用的展示方式包括沙盘模型展示和动画模拟展示。其中，沙盘模型展示虽然具有体积小的特点，可以直观地展示出直流配电网在不同工作状态下配电线路中电流的流动状态，但是因为沙盘模型中所有的用电器模型均为微缩模型，对配电网工作时用电器工作状态的展示不够细致；而动画模拟展示虽然具有布置灵活的特点，也可以展示处配电线路中电流的流动状态，但是因为都是虚拟的形态，对配电网工作时用电器工作状态的展示不够直观。因此，现有技术的两种展示方式虽然可以直观地展示出配电线路中的电流流动情况，但都存在一个相同的问题，都无法直观且细致地展示出配电系统工作时用电器的工作状态。

鉴于现有技术中配电展示系统无法直观且细致地展示出用电器工作状态的技术问题，本发明提供了一种配电展示系统，主要技术方案如下：

所述系统包括中央控制模块，与所述中央控制模块连接的动画展示模块、电流可视化模块和电压控制模块，以及与所述电压控制模块连接的用电设备；所述中央控制模块，用于接收上位机的指令，根据所述指令和预设配电网模型，按照预设的至少一种配电工作模式模拟配电网运行，生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述动画展示模块、所述电流可视化模块和所述电压控制模块；所述动画展示模块，用于根据所述控制信号，对所述模拟的配电网的运行状态进行三维动画展示；所述电流可视化模块，用于根据所述控制信号和所述模拟的配电网的运行状态，对所述配电网中电流流向进行可视化展示；所述电压控制模块，用于根据所述控制信号，将接收到的供电电压转换为所述用电设备工作所需的电压，以使所述用电设备根据所述模拟的配电网的运行状态，进行工作或停止。

通过上述技术方案，中央控制模块根据接收到的指令和预设配电网模型，按照预设的至少一种配电工作模式模拟配电网运行，生成控制信号，再通过动画展示模块根据控制信号对模拟的配电网运行状态进行三维动画展示，直观地展示出配电网的结构、连接关系、运行过程等情况；还通过电流可视化模块根据控制信号对模拟的配电网运行时电流的流向进行可视化展示，并通过电压控制模块根据控制信号将接收到的供电电压转换为用电设备所需电压，从而通过用电设备的工作或停止来表征模拟的配电网运行状态，直观且细致地分别展示出用电设备的工作状态和配电网中电流流向；本发明的系统采用模块化设计，方便拆装和运输，以动画展示模块的软件形式进行配电网工作原理的展示，以电流可视化模块和用电设备等硬件形式进行配电网中各个设备工作状态的展示，将实物与动画结合，展示地更全面，更立体且更形象。

实施例一

参照图1，提出本发明配电展示系统的实施例。下面结合图1的连接示意图，对本实施例的配电展示系统进行详细描述。所述系统可以包括：

中央控制模块，与所述中央控制模块连接的动画展示模块、电流可视化模块和电压控制模块，以及与所述电压控制模块连接的用电设备；

所述中央控制模块，用于接收上位机的指令，根据所述指令和预设配电网模型，按照预设的至少一种配电工作模式模拟配电网运行，生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述动画展示模块、所述电流可视化模块和所述电压控制模块；

所述动画展示模块，用于根据所述控制信号，对所述模拟的配电网的运行状态进行三维动画展示；

所述电流可视化模块，用于根据所述控制信号和所述模拟的配电网的运行状态，对所述配电网中电流流向进行可视化展示；

所述电压控制模块，用于根据所述控制信号，将接收到的供电电压转换为所述用电设备工作所需的电压，以使所述用电设备根据所述模拟的配电网的运行状态，进行工作或停止。

在具体实施过程中，中央控制模块10可以是能够实现网络连接的终端设备或网络设备，比如，可以是手机、电脑、平板电脑、嵌入式工控机等终端设备，也可以是服务器、云平台等网络设备。具体可以包括：处理器，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、存储器、用户接口、网络接口和通信总线等。具体的，通信总线用于实现这些组件之间的连接通信；用户接口用于连接上位机，与上位机进行数据通信，用户接口可以包括输入组件，如键盘、输出组件，如显示屏等；网络接口用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信，网络接口可以包括输入/输出接口，比如标准的有线接口、无线接口，如Wi-Fi接口；存储器用于存储各种类型的数据，这些数据可以包括该中央控制器中任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，比如，操作系统和计算机程序等，存储器可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器，例如磁盘存储器，可选的，存储器还可以是独立于所述处理器的存储装置；处理器用于调用存储器中存储的计算机程序，并执行以下操作：接收上位机的指令，根据所述指令和预设配电网模型，按照预设的至少一种配电工作模式模拟配电网运行，生成控制信号，并将该控制信号发送至动画展示模块20、电流可视化模块30和电压控制模块40。

动画展示模块20可以与中央控制模块10的网络接口连接，比如，通过网络连接线连接。具体可以包括显示设备，比如触控显示屏等。动画展示模块20接收到中央控制模块10输出的控制信号后，将预设的与预设配电网模型匹配的动画通过显示设备展示出来，并配合中央控制模块10模拟配电网运行的过程，对应进行三维动画的配电网运行过程展示。

电流可视化模块30可以与中央控制模块10的用户接口连接，比如，通过通信总线连接。具体可以包括LED设备，比如LED灯盘、LED灯带等。电流可视化模块30接收到中央控制模块10输出的控制信号后，配合中央控制模块10模拟配电网运行的过程，通过LED设备对应进行配电网运行过程中电流走向的展示，比如，模拟的配电网中电流从发电厂到达配电室，那么，电流可视化模块30中表示电厂的LED灯盘，表示配电线路的LED灯带，以及表示配电室的LED灯盘依次亮起，从而表示电流流向，对配电网中电流流向进行可视化展示。

电压控制模块40可以与中央控制模块10的用户接口连接，比如，通过通信总线连接。具体可以包括设置有变压器的电压控制柜，可以将自身接收到的供电电压转换为用电设备50工作所需的电压。用电设备50均为实体的负载设备，比如，照明设备、电机设备和发热设备等可以直观地表示工作或停止状态的负载设备。电压控制模块40接收到中央控制模块10输出的控制信号后，配合中央控制模块10模拟配电网运行的过程，比如，模拟的配电网中电流到达用电器，用电器开始工作时，发送控制信号给电压控制柜，电压控制柜接收到该控制信号，便可控制输出电压给用电设备50，从而用电设备50进入工作状态，此时，即可表示出配电网中用电器的工作状态；相应地，若模拟的配电网中用电器停止工作，发送对应的控制信号给电压控制柜，电压控制柜控制停止输出电压给用电设备50，从而用电设备50进入停止状态，此时，即表示配电网中用电器为停止状态，也就是用电设备50可以根据所述模拟的配电网的运行状态，进行工作或停止，对配电网中用电器的工作状态进行更直观且更真实的展示。

本实施例中，以直流配电展示系统为例，对直流配电网的不同工作状态，比如非柔性直流配电网白天的工作状态、非柔性直流配电网夜晚的工作状态、柔性直流配电网白天的工作状态和柔性直流配电网夜晚的工作状态分别进行展示，也就是说，本实施例的中央控制模块10中设置有四种配电工作模式。本实施例中的用电设备50可以采用直流照明设备、直流电机设备和直流加热设备。

本实施例的直流配电展示系统采用模块化设计，该系统可以拆解为不同的模块进行运输，到达展厅现场之后，各个模块之间只需进行简单的接线即可正常使用。如图2所示的场景示意图，在一展厅中，放置有中央控制模块10和电压控制模块40，在该展厅的侧壁上，设置有电流可视化模块30、动画展示模块20，以及嵌入在侧壁上的用电设备50。

上述模块器件按照前述连接方式连接后，启动系统，中央控制模块10根据存储在其中的计算机程序，以上述四种配电工作模式来分别展示直流配电网的工作原理。比如，用户可以在中央控制模块10上操作，选择预设配电模型的其中一种配电工作模式，之后，动画展示模块20和电流可视化模块30根据模拟的配电网工作状态同步进行展示，用电设备50也根据模拟的配电网中的用电器的工作状态对应地同步启动或停止，也就是直流照明设备对应点亮或熄灭，直流电机设备对应转动或停止，直流加热设备对应加热或停止，从而实现了更生动地展示配电网工作情况，更直观地展示配电网工作时电流的流向，且更真实地展示配电网工作时各种用电器的工作状态。

进一步地，所述系统还包括电源模块，所述电源模块与所述中央控制模块、所述动画展示模块、所述电流可视化模块和所述电压控制模块连接；

所述电源模块，用于给所述中央控制模块、所述动画展示模块、所述电流可视化模块和所述电压控制模块供电。

在具体实时过程中，电源模块可以是市电连接电源，也可以是电池供电电源。本实施例中，图1和图2中均未示出电源模块。本实施例的电源模块可以给中央控制模块、动画展示模块和电流可视化模块提供220V交流电，给电压控制模块提供380V交流电，以便电压控制模块将380V交流电转换为0～400V的直流电，给用电设备50提供工作所需的直流电压。

进一步地，所述中央控制模块还用于：

建立配电网架构，所述配电网架构包括发电单元、储能单元、配电单元、用电单元、以及连接所述发电单元、所述储能单元、所述配电单元和所述用电单元的配电线路；

对所述配电网架构中各个单元进行工作参数设置，获得预设配电网模型；

根据所述预设配电网模型，设置至少一种配电工作模式；

存储所述预设配电网模型及其所述至少一种配电工作模式，供用户在所述上位机上进行选择，以使所述上位机生成所述指令，并将所述指令发送至所述中央控制模块。

具体的，预设配电网模型可以是直流配电网模型，也可以是交流配电网模型，不同的预设配电网模型内部的各个单元会不同。本实施例中采用直流配电网模型。如图3所述为预设配电网模型的连接示意图，所述预设配电网模型包括发电单元1001、储能单元1002、配电单元1003、用电单元1004、以及连接所述发电单元1001、所述储能单元1002、所述配电单元1003和所述用电单元1004的配电线路1005。其中，用电单元1004可以有多个用电器，本实施例中，设置三个用电器，即第一用电器、第二用电器和第三用电器，且这三个用电器均为直流用电器。本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构并不构成对预设配电网模型的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

更具体的，本实施例的直流配电网模型中，发电单元1001设定为光伏发电，方便针对白天和夜晚的不同模式进行区别展示，储能单元1002设定为充电桩，配电单元1003设定为与发电单元1001对应的光储直流柔性配电系统，第一用电器设定为柔性照明电器、第二用电器设定为柔性电机电器、第三用电器设定为柔性电热电器。

更进一步地，所述中央控制模块具体用于：

接收所述指令；

根据所述指令和所述预设配电网模型，按照所述指令对应的配电工作模式分别控制所述发电单元、所述储能单元、所述配电单元、所述用电单元和所述配电线路工作或停止；

生成第一控制信号和第二控制信号，并将所述第一控制信号发送至所述动画展示模块，将所述第二控制信号发送至所述电流可视化模块；

根据所述用电单元工作或停止的状态，生成第三控制信号，并将所述第三控制信号发送至所述电压控制模块，以使所述电压控制模块工作或停止。

具体的，用户在上位机上操作，选择预设配电网模型，以及想要展示的配电工作模式，上位机生成指令，并下发至中央控制模块；中央控制模块接收该指令，再根据该指令和该预设配电网模型，按照该指令对应的配电工作模式模拟配电网运行，配电网运行，对应的该预设配电网模型中发电单元、储能单元、配电单元、用电单元和配电线路等根据预设配电工作模式开始工作。比如，对于本实施例的直流配电网模型，配电网运行过程为，发电单元首先工作，然后获得的电能通过线路到达配电单元，同时，储能单元根据不同的配电工作模式对应接收或不接收电能，配电单元对电能进行配电，通过配电线路依次输送到用电单元的各个用电器。在此过程中，中央控制模块产生第一控制信号发送至动画展示模块，使动画展示模块对该配电网运行过程进行动画演示，并产生第二控制信号发送至电流可视化模块，使电流可视化模块对该配电网运行过程中电流的走向进行演示，还在用电器接收到电能，开始工作时，产生第三控制信号发送至电压控制模块，电压控制模块接收到第三控制信号，若第三控制信号为高电平，输出转换后的电压给用电设备，用电设备启动，呈工作状态，若第三控制信号为低电平，则不输出转换后的电压给用电设备，用电设备停止，呈停止状态，用户便可通过用电设备的工作状态或停止状态知晓配电网运行过程中用电器的工作状态。

更进一步地，所述动画展示模块包括渲染单元和显示单元，所述渲染单元和所述显示单元均与所述中央控制模块连接；

所述渲染单元，用于对所述预设配电网模型中的各个单元进行动画渲染，获得对应的动画视图；

所述显示单元，用于接收所述第一控制信号，以在所述中央控制模块模拟配电网运行时，根据所述预设配电网模型中各个单元的工作或停止状态对应显示所述动画视图。

具体的，如图2所示的场景示意图，图中示出的显示单元21为显示屏，可显示出三维动画的预设配电网模型，包括该模型中的各个单元和连接线。需要说明，动画展示模块的渲染单元可以设置在动画展示模块对应的硬件设备，比如显示屏及其内部控制器上，也可以集成在中央控制模块中，对中央控制模块获得的预设配电网模型中各个单元对应进行动画渲染，获得该模型对应的动画视图。对应的，显示单元21可以直接与中央控制模块连接，也可以通过渲染单元与中央控制模块连接。在动画展示模块接收到第一控制信号后，可以是显示单元21接收到第一控制信号后，根据渲染单元获得的动画视图，根据中央控制模块模拟的配电网的运行状态，对应进行动画演示，比如，当配电网运行过程中，电流到达配电单元的时刻，显示屏上表示发电单元和配电单元的动画组件可通过转动或高亮显示等方式来表示这两个单元处于工作状态或处于接收到电流的状态，而此刻，表示用电器或充电桩的动画组件因配电网运行过程中电流尚未到达储能单元和用电单元，该动画组件则不需要转动或高亮显示，可以直接以暗色表示这两个单元处于停止状态。如此，动画展示模块可以对不同配电工作模式下，不同配电网模型中的不同单元分别进行动画演示，从而模拟展示配电网的工作原理。

更进一步地，所述电流可视化模块包括联动单元和LED单元，所述联动单元和所述LED单元均与所述中央控制模块连接，所述LED单元包括多个LED灯盘31，以及与所述多个LED灯盘31连接的LED灯带32；

所述联动单元，用于将所述多个LED灯盘31分别与所述预设配电网模型中的所述发电单元、所述储能单元、所述配电单元和所述用电单元进行关联，并将所述LED灯带32与所述配电线路关联；其中，所述LED灯带32的数量与所述配电线路的段数相同；

所述LED单元，用于接收所述第二控制信号，以在所述中央控制模块模拟配电网运行时，根据所述发电单元、所述储能单元、所述配电单元和所述用电单元的工作或停止状态点亮或熄灭对应的LED灯盘31，以及根据所述配电线路的工作或停止状态点亮或熄灭对应的LED灯带32。

具体的，联动单元可以与LED单元的驱动集成为一体的模块，直接与中央控制模块连接，也可以联动单元设置在中央控制模块中，使LED单元通过联动单元与中央控制模块连接。预设配电网模型中除了配电线路之外的其他单元，均可以用实际的LED灯盘31关联表示其工作状态，配电线路对照模型中各个单元之间的连接关系对应设置，用LED灯带32来表示配电线路。

在中央控制模块模拟配电网运行的过程中，当电流到达某个单元时，电流可视化模块中与该单元均有关联关系的LED灯盘31便会亮起，表示该单元接收到电能或电流流过该单元；当中央控制模块模拟配电网运行的过程中，电流在任意两个具有连接关系的单元之间流动时，连接这两个单元对应的配电线路有电流流过，对应的，表示这两个单元的LED灯盘31之间连接的LED灯带32便会亮起，即表示电流此刻正流动至这两个单元之间。如此，用户便可通过LED灯盘31和LED灯带32的点亮或熄灭知晓模拟的配电网的工作过程及该配电网中用电器的工作状态。

更进一步地，所述配电工作模式包括非柔性直流配电模式和柔性直流配电模式；

所述电压控制模块具体用于：

接收所述第三控制信号；

根据所述第三控制信号，若所述中央控制模块按照所述非柔性直流配电模式模拟配电网运行，则将接收到的供电电压转换为恒定电压，并将所述恒定电压输出至所述用电设备；

根据所述第三控制信号，若所述中央控制模块按照所述柔性直流配电模式模拟配电网运行，则将接收到的供电电压转换为可变电压，并将所述可变电压输出至所述用电设备。

具体的，电压控制模块根据中央控制模块的控制信号调整输出的电压，输出的电压等级为0～400V的直流电压，需要说明，输出电压的具体值可以根据具体使用的用电设备对应设置。

进一步地，所述用电设备包括照明设备、电机设备和加热设备中的至少一种，所述用电设备与所述预设配电网模型的用电单元存在关联关系。

本实施例中，根据上述设置，搭配一个如图2所示的直流配电展示系统。其中，中央控制模块10通过HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清多媒体接口)连接线与动画展示模块20的显示单元21连接，通过RS485通信线与电流可视化模块30的LED单元连接，并通过RS485通信线与电压控制模块连接。中央控制模块10中设置有四种配电工作模块，下面分别对这四种配电工作模式进行实践，获得如图4所示对非柔性直流配电网夜晚的工作状态展示示例图、如图5所示对非柔性直流配电网白天的工作状态展示示例图、如图6所示对柔性直流配电网白天的工作状态展示示例图和如图7所示对柔性直流配电网夜晚的工作状态展示示例图。

图4(a)展示的是非柔性直流配电网夜晚的工作状态下动画展示模块中显示单元31的显示内容，图4(b)展示的是非柔性直流配电网夜晚的工作状态下电流可视化模块中LED单元的展示情况；该状态下，中央控制模块10控制电压控制模块40输出一个恒定的电压值给用电设备50，给照明设备、电机设备和加热设备供电；由图4可以直观地看出，非柔性直流配电网，晚用电低谷，用电设备从电网无序取电，发电与能耗不匹配。

图5(a)展示的是非柔性直流配电网白天的工作状态下动画展示模块中显示单元31的显示内容，图5(b)展示的是非柔性直流配电网白天的工作状态下电流可视化模块中LED单元的展示情况；该状态下，中央控制模块10控制电压控制模块40输出一个恒定的电压值给用电设备50，给照明设备、电机设备和加热设备供电；由图5可以直观地看出，非柔性直流配电网，白天通过光伏发电，消纳能力不足，造成弃光。

图6(a)展示的是柔性直流配电网白天的工作状态下动画展示模块中显示单元31的显示内容，图6(b)展示的是非柔性直流配电网白天的工作状态下电流可视化模块中LED单元的展示情况；该状态下，中央控制模块10控制电压控制模块40输出一个实时变化的电压值给用电设备50，实现照明设备、电机设备和加热设备的动态调节；由图6可以直观地看出，柔性直流配电网，白天用电高峰，用电设备自律调节功率，富余电能向储能单元充电，充分消纳光伏发电量，发电与能耗匹配；

图7(a)展示的是非柔性直流配电网夜晚的工作状态下动画展示模块中显示单元31的显示内容，图7(b)表示展示的是非柔性直流配电网夜晚的工作状态下电流可视化模块中LED单元的展示情况；该状态下，中央控制模块10控制电压控制模块40输出一个实时变化的电压值给用电设备50，实现照明设备、电机设备和加热设备的动态调节；由图7可以直观地看出，柔性直流配电网，晚用电低谷，充电桩等储能单元向总线供电，用电设备自律调节功率，电能自给自足。

由以上示例可以明确地看出，本实施例的配电展示系统，通过动画展示模块、电流可视化模块和用电设备，以实体设备和动画结合的展示方式，解决了现有技术中对用电器工作状态的展示不够直观且不够明确的问题。

需要说明的是，由于说明书附图不得着色和涂改，所以本发明附图中部分区别明显的地方比较难以显示，若有必要，可提供彩色图片。

本实施例提供的配电展示系统，通过中央控制模块根据接收到的指令和预设配电网模型，按照预设的至少一种配电工作模式模拟配电网运行，生成控制信号，再通过动画展示模块根据控制信号对模拟的配电网运行状态进行三维动画展示，直观地展示出配电网的结构、连接关系、运行过程等情况；还通过电流可视化模块根据控制信号对模拟的配电网运行时电流的流向进行可视化展示，并通过电压控制模块根据控制信号将接收到的供电电压转换为用电设备所需电压，从而通过用电设备的工作或停止来表征模拟的配电网运行状态，直观且细致地分别展示出用电设备的工作状态和配电网中电流流向；本发明的系统采用模块化设计，方便拆装和运输，以动画展示模块的软件形式进行配电网工作原理的展示，以电流可视化模块和用电设备等硬件形式进行配电网中各个设备工作状态的展示，将实物与动画结合，展示地更全面，更立体且更形象。

实施例二

基于同一发明构思，参照图8，提出本发明配电展示方法的实施例。下面结合图8所示的流程示意图，对本实施例的配电展示方法进行详细描述。所述方法可以包括以下步骤：

步骤S100：通过中央控制模块接收上位机的指令，根据所述指令和预设配电网模型，按照预设的至少一种配电工作模式模拟配电网运行，生成控制信号并输出；

步骤S200：通过动画展示模块根据所述控制信号，对所述模拟的配电网的运行状态进行三维动画展示；

步骤S300：通过电流可视化模块根据所述控制信号和所述模拟的配电网的运行状态，对所述配电网中电流流向进行可视化展示；

步骤S400：通过电压控制模块根据所述控制信号，将接收到的供电电压转换为所述用电设备工作所需的电压，以使所述用电设备根据所述模拟的配电网的运行状态，进行工作或停止。

进一步地，在步骤S100之前，所述方法还可以包括以下步骤：

步骤S500：通过所述中央控制模块建立配电网架构，所述配电网架构包括发电单元、储能单元、配电单元、用电单元、以及连接所述发电单元、所述储能单元、所述配电单元和所述用电单元的配电线路；

步骤S600：对所述配电网架构中各个单元进行工作参数设置，获得预设配电网模型；

步骤S700：根据所述预设配电网模型，设置至少一种配电工作模式；

步骤S800：存储所述预设配电网模型及其所述至少一种配电工作模式，供用户在所述上位机上进行选择，以使所述上位机生成所述指令，并将所述指令发送至所述中央控制模块。

上述方法步骤的具体实施方式中更多实施细节可参见实施例一中具体实施方式的描述，此处不再重复赘述。

需要说明，本实施例提供的配电展示方法中各个步骤可实现的功能和对应达到的技术效果可以参照本发明配电展示系统的实施例中具体实施方式的描述，为了说明书的简洁，此处不再赘述。

需要说明的是，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种配电展示系统，其特征在于，所述系统包括中央控制模块，与所述中央控制模块连接的动画展示模块、电流可视化模块和电压控制模块，以及与所述电压控制模块连接的用电设备；

所述中央控制模块，用于接收上位机的指令，根据所述指令和预设配电网模型，按照预设的至少一种配电工作模式模拟配电网运行，生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述动画展示模块、所述电流可视化模块和所述电压控制模块；

所述动画展示模块，用于根据所述控制信号，对所述模拟的配电网的运行状态进行三维动画展示；

所述电流可视化模块，用于根据所述控制信号和所述模拟的配电网的运行状态，对所述配电网中电流流向进行可视化展示；

所述电压控制模块，用于根据所述控制信号，将接收到的供电电压转换为所述用电设备工作所需的电压，以使所述用电设备根据所述模拟的配电网的运行状态，进行工作或停止；

所述中央控制模块还用于：

建立配电网架构，所述配电网架构包括发电单元、储能单元、配电单元、用电单元、以及连接所述发电单元、所述储能单元、所述配电单元和所述用电单元的配电线路；

对所述配电网架构中各个单元进行工作参数设置，获得预设配电网模型，所述预设配电网模型为直流配电网模型或交流配电网模型；

根据所述预设配电网模型，设置至少一种配电工作模式；

存储所述预设配电网模型及其所述至少一种配电工作模式，供用户在所述上位机上进行选择，以使所述上位机生成所述指令，并将所述指令发送至所述中央控制模块。

2.如权利要求1所述的配电展示系统，其特征在于，所述系统还包括电源模块，所述电源模块与所述中央控制模块、所述动画展示模块、所述电流可视化模块和所述电压控制模块连接；

所述电源模块，用于给所述中央控制模块、所述动画展示模块、所述电流可视化模块和所述电压控制模块供电。

3.如权利要求1所述的配电展示系统，其特征在于，所述中央控制模块具体用于：

接收所述指令；

根据所述指令和所述预设配电网模型，按照所述指令对应的配电工作模式分别控制所述发电单元、所述储能单元、所述配电单元、所述用电单元和所述配电线路工作或停止；

生成第一控制信号和第二控制信号，并将所述第一控制信号发送至所述动画展示模块，将所述第二控制信号发送至所述电流可视化模块；

根据所述用电单元工作或停止的状态，生成第三控制信号，并将所述第三控制信号发送至所述电压控制模块，以使所述电压控制模块工作或停止。

4.如权利要求3所述的配电展示系统，其特征在于，所述动画展示模块包括渲染单元和显示单元，所述渲染单元和所述显示单元均与所述中央控制模块连接；

所述渲染单元，用于对所述预设配电网模型中的各个单元进行动画渲染，获得对应的动画视图；

所述显示单元，用于接收所述第一控制信号，以在所述中央控制模块模拟配电网运行时，根据所述预设配电网模型中各个单元的工作或停止状态对应显示所述动画视图。

5.如权利要求3所述的配电展示系统，其特征在于，所述电流可视化模块包括联动单元和LED单元，所述联动单元和所述LED单元均与所述中央控制模块连接，所述LED单元包括多个LED灯盘，以及与所述多个LED灯盘连接的LED灯带；

所述联动单元，用于将所述多个LED灯盘分别与所述预设配电网模型中的所述发电单元、所述储能单元、所述配电单元和所述用电单元进行关联，并将所述LED灯带与所述配电线路关联；其中，所述LED灯带的数量与所述配电线路的段数相同；

所述LED单元，用于接收所述第二控制信号，以在所述中央控制模块模拟配电网运行时，根据所述发电单元、所述储能单元、所述配电单元和所述用电单元的工作或停止状态点亮或熄灭对应的LED灯盘，以及根据所述配电线路的工作或停止状态点亮或熄灭对应的LED灯带。

6.如权利要求3所述的配电展示系统，其特征在于，所述配电工作模式包括非柔性直流配电模式和柔性直流配电模式；

所述电压控制模块具体用于：

接收所述第三控制信号；

根据所述第三控制信号，若所述中央控制模块按照所述非柔性直流配电模式模拟配电网运行，则将接收到的供电电压转换为恒定电压，并将所述恒定电压输出至所述用电设备；

根据所述第三控制信号，若所述中央控制模块按照所述柔性直流配电模式模拟配电网运行，则将接收到的供电电压转换为可变电压，并将所述可变电压输出至所述用电设备。

7.如权利要求1至6中任一项所述的配电展示系统，其特征在于，所述用电设备包括照明设备、电机设备和加热设备中的至少一种，所述用电设备与所述预设配电网模型的用电单元存在关联关系。

8.一种基于权利要求1至7中任一项所述的配电展示系统的配电展示方法，其特征在于，所述方法包括：

通过中央控制模块接收上位机的指令，根据所述指令和预设配电网模型，按照预设的至少一种配电工作模式模拟配电网运行，生成控制信号并输出；

通过动画展示模块根据所述控制信号，对所述模拟的配电网的运行状态进行三维动画展示；

通过电流可视化模块根据所述控制信号和所述模拟的配电网的运行状态，对所述配电网中电流流向进行可视化展示；

通过电压控制模块根据所述控制信号，将接收到的供电电压转换为所述用电设备工作所需的电压，以使所述用电设备根据所述模拟的配电网的运行状态，进行工作或停止；

所述通过中央控制模块接收上位机的指令的步骤之前，所述方法还包括：

通过所述中央控制模块建立配电网架构，所述配电网架构包括发电单元、储能单元、配电单元、用电单元、以及连接所述发电单元、所述储能单元、所述配电单元和所述用电单元的配电线路；

对所述配电网架构中各个单元进行工作参数设置，获得预设配电网模型，所述预设配电网模型为直流配电网模型或交流配电网模型；

根据所述预设配电网模型，设置至少一种配电工作模式；

存储所述预设配电网模型及其所述至少一种配电工作模式，供用户在所述上位机上进行选择，以使所述上位机生成所述指令，并将所述指令发送至所述中央控制模块。