CN115712996B - 一种水电厂的仿真方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水电厂的仿真方法和系统，系统包括客户端和云平台，其中：客户端上部署有调速器模型，调速器模型预置有针对多种水电厂环境和多种型号调速器的调速器算法，客户端向云平台发送连接请求与云平台建立通信连接；客户端根据输入的选择指令从调速器模型中确定需要运行的目标调速器算法；云平台发送调速参数到客户端；客户端基于调速参数在调速器模型中运行目标调速器算法，得到调速器仿真结果；客户端将调速器仿真结果返回给云平台；云平台基于接收的调速器仿真结果进行水电厂仿真。本发明提供的技术方案，在不加大技术人员学习要求的前提下针对不同的调速器模型实现了水电厂仿真的准确性。

Description

一种水电厂的仿真方法和系统

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，具体涉及一种水电厂的仿真方法和系统。

背景技术

目前，为了更准确的控制水电厂各个设备部分的调度控制，基于云计算技术的水电厂全域仿真逐渐应用开来。云平台涉及全范围水电厂的设备模块和逻辑模块的仿真计算，能够对水电厂全域整体环境的运行调度进行精准模拟和仿真计算。

而调速器可以说是水电厂中最为重要的一个部件，该模型的仿真准确度对水电厂全域仿真结果的准确性能够造成较大的影响。但是在实际应用中，调速器的厂家和型号选择范围之大，造成调速器的种类五花八门，而不同的调速器所应用的模拟算法几乎均不相同，从而使得云平台的数学模型存在一定的缺陷，并且，在云平台上开发部署各种不同的调速器模型要求技术人员还需学会云平台的开发框架，对技术人员的能力要求过高，使得基于云平台进行水电厂全域仿真的方案具有一定的实施难度。

发明内容

有鉴于此，本发明实施方式提供了一种水电厂的仿真方法和系统，从而在不加大技术人员学习要求的前提下针对不同的调速器模型实现了水电厂仿真的准确性。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种水电厂的仿真方法，应用于客户端，所述客户端上部署有调速器模型，所述调速器模型预置有针对多种水电厂环境和多种型号调速器的调速器算法，所述方法包括：向用于仿真水电厂全域的云平台发送连接请求，以使所述云平台响应于所述连接请求与所述客户端建立通信连接；接收输入的选择指令，并响应于所述选择指令从所述调速器模型中确定需要运行的目标调速器算法；接收云平台发送的调速参数；基于所述调速参数在所述调速器模型中运行所述目标调速器算法，得到调速器仿真结果；返回所述调速器仿真结果到所述云平台，以使所述云平台基于所述调速器仿真结果进行水电厂仿真。

可选地，所述向用于仿真水电厂全域的云平台发送连接请求，包括：接收输入的云平台服务器IP地址和水电厂的实例名称；基于所述云平台服务器IP地址和水电厂的实例名称在各个水电厂仿真的云平台中搜索目标云平台；向所述目标云平台发送连接请求。

可选地，所述方法还包括：接收所述云平台发送的模型暂停指令，所述模型暂停指令是所述云平台上的水电厂仿真暂停时发出的指令；响应于所述模型暂停指令暂停所述调速器模型的计算，并保持所述调速器模型当前的运行参数。

可选地，所述方法还包括：接收所述云平台发送的模型存储指令；响应于所述模型存储指令将调速器模型当前的运行参数发送至所述云平台，以使所述云平台将所述调速器模型当前的运行参数保存。

可选地，所述方法还包括：接收所述云平台发送的目标运行参数，所述目标运行参数是保存在云平台，并且表征所述调速器模型在预设历史时刻运行时的模型参数；将所述调速器模型调整为所述目标运行参数表征的运行状态，并执行计算。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种水电厂的仿真方法，应用于云平台，所述方法包括：接收客户端发送的连接请求，并响应于所述连接请求与客户端建立通信连接，所述客户端上部署有调速器模型，所述调速器模型预置有针对多种水电厂环境和多种型号调速器的调速器算法，所述客户端根据输入的选择指令从所述调速器模型中确定需要运行的目标调速器算法；发送调速参数到所述客户端，以使所述客户端基于所述调速参数在所述调速器模型中运行所述目标调速器算法，得到调速器仿真结果；接收所述客户端返回的所述调速器仿真结果，并基于所述调速器仿真结果进行水电厂仿真。

可选地，所述方法还包括：当水电厂仿真暂停时，向所述客户端发送模型暂停指令，以使所述客户端响应于所述模型暂停指令暂停所述调速器模型的计算，并保持所述调速器模型当前的运行参数。

可选地，所述方法还包括：向所述客户端发送模型存储指令；接收所述客户端基于所述模型存储指令反馈的调速器模型当前的运行参数，并将所述调速器模型当前的运行参数保存。

可选地，所述方法还包括：将保存的目标运行参数发送至所述客户端，以使所述客户端将所述调速器模型调整为所述目标运行参数表征的运行状态，并执行计算，所述目标运行参数是所述调速器模型在预设历史时刻运行时的模型参数。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种水电厂的仿真系统，包括客户端和云平台，其中：所述客户端向所述云平台发送连接请求，所述客户端上部署有调速器模型，所述调速器模型预置有针对多种水电厂环境和多种型号调速器的调速器算法；所述云平台响应于所述连接请求与所述客户端建立通信连接；所述客户端根据输入的选择指令从所述调速器模型中确定需要运行的目标调速器算法；所述云平台发送调速参数到所述客户端；所述客户端接收所述云平台发送的调速参数；所述客户端基于所述调速参数在所述调速器模型中运行所述目标调速器算法，得到调速器仿真结果；所述客户端将所述调速器仿真结果返回给所述云平台；所述云平台基于接收的所述调速器仿真结果进行水电厂仿真。

本申请提供的技术方案，具有如下优点：

本申请提供的技术方案，使技术人员根据实际不同厂家不同型号的调速器类型在客户端开发对应的调速器模型和调速器算法，并且不同的调速器算法能够对应使用在不同水电厂环境中。当进行水电厂全域仿真时，技术人员预先在客户端输入选择指令，从调速器模型中确定需要运行的目标调速器算法；并通过建立云平台与客户端的通信连接，使客户端接收云平台发送的调速参数；客户端基于调速参数在调速器模型中运行目标调速器算法，得到调速器仿真结果；然后客户端将调速器仿真结果返回给云平台；最后云平台基于接收的调速器仿真结果进行水电厂仿真。一方面针对不同厂家不同型号的调速器均能进行准确仿真，使云平台利用客户端反馈的结果再次进行水电厂全域的仿真，保证了水电厂仿真的准确率；另一方面，技术人员在个人计算机等客户端进行难度较低的开发即可，无需重新学习云平台上的开发框架，通过云平台和客户端协同的工作方式，依然实现了水电厂全域的准确仿真，降低了对技术人员的能力要求。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明一个实施方式中一种水电厂的仿真系统的结构示意图；

图2示出了本发明一个实施方式中一种水电厂的仿真系统的通信方式示意图；

图3示出了本发明一个实施方式中一种水电厂的仿真方法的步骤示意图；

图4示出了本发明一个实施方式中一种水电厂的仿真方法的另一个步骤示意图；

图5示出了本发明一个实施方式中一种水电厂的仿真方法的另一个步骤示意图；

图6示出了本发明一个实施方式中一种水电厂的仿真方法的另一个步骤示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，在一个实施方式中，一种水电厂的仿真系统，包括客户端1和云平台2，其中：

客户端1向云平台2发送连接请求，客户端1上部署有调速器模型，调速器模型预置有针对多种水电厂环境和多种型号调速器的调速器算法。

云平台2响应于连接请求与客户端1建立通信连接。

客户端1根据输入的选择指令从调速器模型中确定需要运行的目标调速器算法。

云平台2发送调速参数到客户端1。

客户端1接收云平台2发送的调速参数。

客户端1基于调速参数在调速器模型中运行目标调速器算法，得到调速器仿真结果。

客户端1将调速器仿真结果返回给云平台2。

云平台2基于接收的调速器仿真结果进行水电厂仿真。

具体地，为了在降低技术人员能力要求的同时，实现水电厂的精确仿真，本发明实施例首先针对调速器模块，搜集不同厂家、不同型号的调速器资料，完成调速器数学模型的编写。当用户需要进行水电厂仿真时，将部署了调速器模型的客户端1设备与云平台2建立通信连接，用户向客户端1设备输入选择指令，选择指令至少包括水电厂环境的类型、调速器的厂家和调速器的型号，从而使客户端1响应选择指令从调速器模型中确定需要运行的目标调速器算法。之后，客户端1通过预设的API通信接口(例如GetValues函数)，从云平台2接收调速参数，以确定云平台2的调节指令和控制指令，使目标调速器算法按照调节指令和控制指令进行相应的计算，其中调速参数中还包括水电机组的各项变量参数，例如当前的运行速度，不同机组的通讯点Id根据变量名称动态生成，不同的机组的同类信号约定对应不同的变量名称，例如1号机转速采用Speed_U1变量，2号机转速采用Speed_U2变量。调速器模型自信计算得到调速器仿真结果后，可以通过SetValues函数，直接将数据以变量为载体写入到云平台2。最后，云平台2利用反馈的调速器仿真结果进行水电厂仿真。一方面针对不同厂家不同型号的调速器均实现了水电厂全域的准确仿真，使云平台2利用客户端1反馈的结果再次进行水电厂全域的仿真，保证了水电厂仿真的准确率；另一方面，技术人员在个人计算机等客户端1进行难度较低的开发即可，无需重新学习云平台2上的开发框架，通过云平台2和客户端1协同的工作方式，依然实现了水电厂全域的准确仿真，降低了对技术人员的能力要求。

具体地，如图3所示，在一个实施方式中，本发明实施例还提供了一种水电厂的仿真方法，其中，步骤S101至S105应用于客户端，客户端上部署有调速器模型，调速器模型预置有针对多种水电厂环境和多种型号调速器的调速器算法。步骤S201至S203应用于云平台，具体步骤如下：

步骤S101：向云平台发送连接请求。

步骤S201：接收客户端发送的连接请求，并响应于连接请求与客户端建立通信连接。

步骤S102：接收输入的选择指令，并响应于选择指令从调速器模型中确定需要运行的目标调速器算法。

步骤S202：发送调速参数到客户端。

步骤S103：接收云平台发送的调速参数。

步骤S104：基于调速参数在调速器模型中运行目标调速器算法，得到调速器仿真结果。

步骤S105：返回调速器仿真结果到云平台。

步骤S203：接收客户端返回的调速器仿真结果，并基于调速器仿真结果进行水电厂仿真。

具体地，本发明实施例的相关详细解释可参考上述系统实施例的相关描述，在此不再赘述。

具体地，在一实施例中，上述步骤S101，具体包括如下步骤：

步骤一：接收输入的云平台服务器IP地址和水电厂的实例名称。

步骤二：基于云平台服务器IP地址和水电厂的实例名称在各个水电厂仿真的云平台中搜索目标云平台。

步骤三：向目标云平台发送连接请求。

具体地，在实际应用中，考虑到不同的水电厂发电环境，水电厂全域的设备也存在差别，从而通常针对不同的水电厂环境会在多个云服务器中分别部署多种水电厂全域的仿真环境，本发明实施例在进行水电厂仿真时，云平台服务器启动会装入对应的水电厂实例模型，同时用户根据自己的需求向客户端输入云平台服务器IP地址和水电厂的实例名称，从而使客户端在局域网中搜索各个水电厂仿真云平台中的目标云平台，并将连接请求发送至目标云平台，即可在后续步骤根据用户的需求实现针对任意水电厂环境的准确仿真。

具体地，如图4所示，在一实施例中，本发明实施例提供的一种水电厂的仿真方法还包括应用于客户端的步骤S106至S107，应用于云平台的步骤S204，具体步骤如下:

步骤S204：当水电厂仿真暂停时，向客户端发送模型暂停指令。

步骤S106：接收云平台发送的模型暂停指令。

步骤S107：响应于模型暂停指令暂停调速器模型的计算，并保持调速器模型当前的运行参数。

具体地，在本发明实施例中，云平台服务器本身自带数学模型的暂停功能，当云平台上的水电厂仿真暂停时，云平台立刻向客户端发送模型暂停指令，客户端响应于模型暂停指令暂停调速器模型计算的同时，保持调速器模型当前的运行参数不变。通过本实施例的步骤，调速器模型根据收到的指令同步暂停调速器的计算，以保证云平台模型和调速器模型的实时状态一致，降低因为客户端和云平台工作不同步导致水电厂仿真结果不准确的影响。

具体地，如图5所示，在一实施例中，本发明实施例提供的一种水电厂的仿真方法还包括应用于客户端的步骤S108至S109，应用于云平台的步骤S205至S206，具体步骤如下:

步骤S205：向客户端发送模型存储指令。

步骤S108：接收云平台发送的模型存储指令。

步骤S109：响应于模型存储指令将调速器模型当前的运行参数发送至云平台。

步骤S206：接收客户端基于模型存储指令反馈的调速器模型当前的运行参数，并将调速器模型当前的运行参数保存。

具体地，在本发明实施例中，云平台还具有数学模型的存储功能，可以按照设定的规则以定时的方式或者根据接收的指令随时向调速器模型发出模型存储指令，从而使调速器模型根据收到的指令将当前的计算结果同步到云平台保存，云平台将每次接收到的运行参数保存并创建索引，生成运行状态列表。如有需要，云平台可以随时从运行状态列表中调用任意存储过的运行状态，并在存储完成的状态下继续运行，以节省调试时间。

具体地，如图6所示，在本实施例中，客户端还包括步骤S110和步骤S111，云平台还包括步骤S207，具体步骤如下：

步骤S207：将保存的目标运行参数发送至客户端，目标运行参数是调速器模型在预设历史时刻运行时的模型参数。

步骤S110：接收云平台发送的目标运行参数。

步骤S111：将调速器模型调整为目标运行参数表征的运行状态，并执行计算。

具体地，本实施例即基于上述云平台的模型存储功能而执行的模型调用功能，云平台可以将客户端原先保存在云平台上表征调速器模型任意状态的运行参数提取出来，并将提取的目标运行参数返回至客户端，客户端即可基于接受到的目标运行参数将调速器模型调整为目标运行参数表征的运行状态，并执行计算，从而能够显著降低云平台对水电厂全域仿真过程的调试时间。

通过上述步骤，本申请提供的技术方案，使技术人员根据实际不同厂家不同型号的调速器类型在客户端开发对应的调速器模型和调速器算法，并且不同的调速器算法能够对应使用在不同水电厂环境中。当进行水电厂全域仿真时，技术人员预先在客户端输入选择指令，从调速器模型中确定需要运行的目标调速器算法；并通过建立云平台与客户端的通信连接，使客户端接收云平台发送的调速参数；客户端基于调速参数在调速器模型中运行目标调速器算法，得到调速器仿真结果；然后客户端将调速器仿真结果返回给云平台；最后云平台基于接收的调速器仿真结果进行水电厂仿真。一方面针对不同厂家不同型号的调速器均能进行准确仿真，使云平台利用客户端反馈的结果再次进行水电厂全域的仿真，保证了水电厂仿真的准确率；另一方面，技术人员在个人计算机等客户端进行难度较低的开发即可，无需重新学习云平台上的开发框架，通过云平台和客户端协同的工作方式，依然实现了水电厂全域的准确仿真，降低了对技术人员的能力要求。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种水电厂的仿真方法，其特征在于，应用于客户端，所述客户端上部署有调速器模型，所述调速器模型预置有针对多种水电厂环境和多种型号调速器的调速器算法，所述方法包括：

向用于仿真水电厂全域的云平台发送连接请求，以使所述云平台响应于所述连接请求与所述客户端建立通信连接；

接收输入的选择指令，并响应于所述选择指令从所述调速器模型中确定需要运行的目标调速器算法；

接收云平台发送的调速参数；

基于所述调速参数在所述调速器模型中运行所述目标调速器算法，得到调速器仿真结果；

返回所述调速器仿真结果到所述云平台，以使所述云平台基于所述调速器仿真结果进行水电厂仿真；

接收所述云平台发送的模型暂停指令，所述模型暂停指令是所述云平台上的水电厂仿真暂停时发出的指令；

响应于所述模型暂停指令暂停所述调速器模型的计算，并保持所述调速器模型当前的运行参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向用于仿真水电厂全域的云平台发送连接请求，包括：

接收输入的云平台服务器IP地址和水电厂的实例名称；

基于所述云平台服务器IP地址和所述水电厂的实例名称在各个水电厂仿真的云平台中搜索目标云平台；

向所述目标云平台发送连接请求。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收所述云平台发送的模型存储指令；

响应于所述模型存储指令将调速器模型当前的运行参数发送至所述云平台，以使所述云平台将所述调速器模型当前的运行参数保存。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收所述云平台发送的目标运行参数，所述目标运行参数是保存在云平台，并且表征所述调速器模型在预设历史时刻运行时的模型参数；

将所述调速器模型调整为所述目标运行参数表征的运行状态，并执行计算。

5.一种水电厂的仿真方法，其特征在于，应用于云平台，所述方法包括：

接收客户端发送的连接请求，并响应于所述连接请求与客户端建立通信连接，所述客户端上部署有调速器模型，所述调速器模型预置有针对多种水电厂环境和多种型号调速器的调速器算法，所述客户端根据输入的选择指令从所述调速器模型中确定需要运行的目标调速器算法；

发送调速参数到所述客户端，以使所述客户端基于所述调速参数在所述调速器模型中运行所述目标调速器算法，得到调速器仿真结果；

接收所述客户端返回的所述调速器仿真结果，并基于所述调速器仿真结果进行水电厂仿真；

当水电厂仿真暂停时，向所述客户端发送模型暂停指令，以使所述客户端响应于所述模型暂停指令暂停所述调速器模型的计算，并保持所述调速器模型当前的运行参数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

向所述客户端发送模型存储指令；

接收所述客户端基于所述模型存储指令反馈的调速器模型当前的运行参数，并将所述调速器模型当前的运行参数保存。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将保存的目标运行参数发送至所述客户端，以使所述客户端将所述调速器模型调整为所述目标运行参数表征的运行状态并执行计算，所述目标运行参数是所述调速器模型在预设历史时刻运行时的模型参数。

8.一种水电厂的仿真系统，其特征在于，包括客户端和云平台，其中：

所述客户端向所述云平台发送连接请求，所述客户端上部署有调速器模型，所述调速器模型预置有针对多种水电厂环境和多种型号调速器的调速器算法；

所述云平台响应于所述连接请求与所述客户端建立通信连接；

所述客户端根据输入的选择指令从所述调速器模型中确定需要运行的目标调速器算法；

所述云平台发送调速参数到所述客户端；

所述客户端接收所述云平台发送的调速参数；

所述客户端基于所述调速参数在所述调速器模型中运行所述目标调速器算法，得到调速器仿真结果；

所述客户端将所述调速器仿真结果返回给所述云平台；

所述云平台基于接收的所述调速器仿真结果进行水电厂仿真；

所述客户端接收所述云平台发送的模型暂停指令，所述模型暂停指令是所述云平台上的水电厂仿真暂停时发出的指令；

所述客户端响应于所述模型暂停指令暂停所述调速器模型的计算，并保持所述调速器模型当前的运行参数。