本技术涉及能效诊断,具体涉及一种基于用户侧的能效诊断仿真培训系统。
背景技术:
1、近年来,电气能源领域的新能源、泛在电力物联网、能源互联网等相关技术不断更新发展,相关内容的培训教学面临着知识爆炸但课时有限的挑战。其中,智慧园区电力管理是能源互联网在用户终端侧的关键环节,是一种区域能源互联系统,其目的在于通过负荷预测、能源管理与电能质量调控等策略,实现园区内多能互补能源系统的优化运行与电能质量的有效治理,具体的能源系统包含大电网、热能网、光伏发电、储能系统等,以及电能质量调控装置:静止无功发生器(static var generator,svg)、有源电力滤波器(activepower filter,apf)与动态电压调节器(dynamic voltage restorer,dvr)等。在用户终端侧的能效诊断调控过程中,使用的诊断仪器仪表繁多,因此,需要通过技能培训的方式加强能源管理人员的能效诊断调控能力,使其熟练掌握各类仪器仪表的使用方法、数据分析方法和优化手段等。
2、传统的授课方式对于多能互补、优化调度、协调控制等系统级复杂工程问题的实践培训缺乏大型实物实验系统的支持。而目前的园区配用电仿真培训系统中,大部分采用的都是物理仿真与数字仿真相结合的模式完成培训,该模式占用空间大、存在地域限制,并且需要通过接线图、数字图表、设备照片等方式呈现,缺乏真实感。
技术实现思路
1、有鉴于此,本技术提供一种基于用户侧的能效诊断仿真培训系统,通过建立基于vr技术的能效诊断仿真培训系统,使人员的培训能够直接在虚拟环境中完成,解决了传统的授课方式对于多能互补、优化调度、协调控制等系统级复杂工程问题的实践培训缺乏大型实物实验系统的支持。而目前的园区配用电仿真培训系统中,设备占用空间大、存在地域限制,缺乏真实感的技术问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种基于用户侧的能效诊断仿真培训系统,包括:建模仿真单元和能效指标计算单元和培训评估单元;
4、建模仿真单元用于模拟用户侧能效环境,及获取用户的配用电操作参数信息,并根据用户的操作参数信息对能效环境进行仿真更新;
5、能效指标计算单元与建模仿真单元相连接,能效指标计算单元用于建立能效诊断指标体系,并对指标进行标准化处理,根据指标数据对用户侧的用电能效进行分析计算,将计算的结果与预设标准信息进行对比诊断;
6、培训评估单元用于对学员信息进行验证管理,并对培训操作数据进行记录评分,还用于管理学员的培训学习信息。
7、进一步地,建模仿真单元包括环境建模模块、操作数据采集模块和仿真驱动模块;
8、环境建模模块用于对仪器仪表、设备和用户侧的能效场景进行仿真建模,并通过人机交互接口呈现在人机交互端;
9、操作数据采集模块用于通过人机交互接口获取学员在人机交互端上对虚拟仪器仪表和设备的实时操作控制数据、安装和配置数据,对数据进行预处理后发送至仿真驱动模块;
10、仿真驱动模块与操作数据采集模块相连接,仿真驱动模块用于将需要仿真的园区配用电培训系统数据作相应的分类,实现对园区配用电设备多维度数据的管控,并根据学员的实时操作数据利用交互数学模型和unity3d 引擎对仪器仪表和设备进行仿真驱动,以及虚拟漫游,并将仪器仪表、设备的更新数据反馈至人机交互端和能效指标计算单元。
11、更进一步地,环境建模模块包括三维模型构建模块、纹理映射模块、模型属性匹配模块和地理划分模块;
12、三维模型构建模块用于根据配用电所需的仪器仪表、设备和园区建筑对应的基本模型单元,将处理过的基本模型单元的cad图片导入3dsmax中,并确定各部分尺寸,采用多边形建模、不均匀的物理样条线建模以及细致物理分化的曲面模型建造方法进行建模,并将构建好的模型存入模型库中;
13、纹理映射模块与三维模型构建模块相连接,纹理映射模块用于确定表面纹理参数和纹理属性,并根据纹理映射模型将对应的二维纹理、三维纹理、颜色纹理、几何纹理以及过程纹理表面映射到仪器仪表、设备和园区建筑当中,并采用缓冲器算法进行图像消隐;
14、模型属性匹配模块用于为构建的仪器仪表、设备和园区建筑的三维模型进行属性参数匹配,并设置约束条件;
15、地理划分模块用于根据gis数据对园区的配用电区域进行划分,并将地区位置属性关联至构建的各三维模型中。
16、更进一步地,能效指标计算单元包括指标体系构建模块和能效诊断模块;
17、指标体系构建模块用于根据影响园区配用电能效的关键因素筛选能效指标信息,并获取能效指标信息对应的虚拟指标数据;
18、能效诊断模块与指标体系构建模块相连接,能效诊断模块包括供能计算模块、耗能计算模块和比较判断模块,供能计算模块用于根据虚拟仪器仪表的变化数据计算预设时间段内的供电值,耗能计算模块用于根据虚拟仪器仪表的变化数据计算预设时间段内的消耗的电能值,比较判断模块与供能计算模块和耗能计算模块相连接,比较判断模块用于计算消耗的电能值和供电值的比值,并将计算结果与预设标准阈值进行对比诊断,判断当前配用电能效的划分等级。
19、进一步地,培训评估单元包括学员信息管理模块、培训评估模块和学习模块;
20、学员信息管理模块用于对学员信息进行注册管理和登录验证,并对学员信息进行加密存储;
21、培训评估模块用于记录用户的操作数据,并根据用户的操作数据和能效分析结果采集模糊综合评估方法对用户的操作进行评估,分析用户的当前操作水平信息;
22、学习模块包括课程学习模块、个性化学习模块、互动学习模块和学习进度跟踪模块,课程学习模块用于对能效诊断的理论知识、实操资料和学员学习课程进行管理,个性化学习模块用于根据学员的学习情况和需求,采用智能推荐方法提供个性化的推荐课程和学习建议,互动学习模块用于学员与学员及导师进行在线音视频交流、讨论和分享经验,并提供学习社区和咨询论坛服务,学习进度跟踪模块用于记录学员的学习进度和成绩,并对学员的学习进度信息进行记录和提醒。
23、更进一步地,培训评估单元还包括数据存储模块,数据存储模块与学员信息管理模块、培训评估模块和学习模块相连接,数据存储模块用于存储用户的学习进度数据、课程资料和学习交互信息。
24、更进一步地,根据用户的操作数据和能效分析结果采集模糊评估方法对用户的操作进行评估包括:
25、获取用户的操作评价指标信息对应的指标数据和能效分析结果;
26、根据指标数据和能效分析结果建立用户的操作的因素集及用户的操作等级的评语集,并采用层次分析法,计算因素集中各评价指标的权重,并进行一致性检验,确定评价指标的因素权向量;
27、建立单因素评价矩阵,并基于因素权向量和单因素评价矩阵,建立模糊综合评价向量,根据最大隶属度原则,得到模糊综合评价结果。
28、从上述的技术方案可以看出,本发明的优点是:
29、1.本技术中以现实培训环境为基础,通过基于vr技术的高仿真模拟培训方式,搭建典型园区配用电场景,让学员置身于各种复杂、难度不一的电力配用虚拟场景中,进行能效诊断和优化调控,有效提升了学员的应变能力和实操技能,提升了培训效果,并突破了时空限制,降低了培训成本。
1.一种基于用户侧的能效诊断仿真培训系统,其特征在于,包括:建模仿真单元、能效指标计算单元和培训评估单元;
2.根据权利要求1所述的基于用户侧的能效诊断仿真培训系统,其特征在于,所述建模仿真单元包括环境建模模块、操作数据采集模块和仿真驱动模块;
3.根据权利要求2所述的基于用户侧的能效诊断仿真培训系统,其特征在于,所述环境建模模块包括三维模型构建模块、纹理映射模块、模型属性匹配模块和地理划分模块;
4.根据权利要求2所述的基于用户侧的能效诊断仿真培训系统,其特征在于,所述能效指标计算单元包括指标体系构建模块和能效诊断模块;
5.根据权利要求1所述的基于用户侧的能效诊断仿真培训系统,其特征在于,所述培训评估单元包括学员信息管理模块、培训评估模块和学习模块;
6.根据权利要求5所述的基于用户侧的能效诊断仿真培训系统,其特征在于,所述培训评估单元还包括数据存储模块,所述数据存储模块与所述学员信息管理模块、所述培训评估模块和所述学习模块相连接,所述数据存储模块用于存储用户的学习进度数据、课程资料和学习交互信息。
7.根据权利要求5所述的基于用户侧的能效诊断仿真培训系统,其特征在于,所述根据用户的操作数据和能效分析结果采集模糊评估方法对用户的操作进行评估包括:
