一种冷热电负荷预测可视化布局系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种冷热电负荷预测可视化布局系统及方法，包括真实三维场景建模模块，用于将供能区域的真实场景进行实体建模；虚拟传感器布置模块，与真实三维场景建模模块连接，用于在实际传感器布局的基础上，监测点位上的变量；冷热电负荷预测节点布置模块，与虚拟传感器布置模块连接，用于对指定区域冷热电负荷进行预测；布局可视化和人机交互模块，与冷热电负荷预测节点布置模块连接，用三维可视化技术进行冷热电负荷预测布局的可视化及实现人机交互。采用上述技术方案能够立体直观地展现供能区域的冷热电负荷状况，同时增加的虚拟传感器可以实现数据扩展，在不增加硬件成本的情况下知悉某点位的变量值，也更有利于实际传感器的布局优化。

A visualized layout system and method for cooling and heating load forecasting

【技术实现步骤摘要】
一种冷热电负荷预测可视化布局系统及方法
本专利技术涉及能源管理领域，特别涉及一种基于真实三维场景和虚拟传感器的冷热电负荷预测可视化布局系统及方法。
技术介绍
低碳经济的实质是创建清洁能源结构和提高能源利用效率，而提高能源利用效率则是能源中心的一个显著特点，因此，在能源中心项目中建设一个拥有先进技术手段和高效能源利用效率的能源系统是非常必要的。其中，在能源中心冷热电负荷预测系统的后端，通过TagId来唯一标识每个传感器点位，并用于检索该点位数据，这要求工作人员熟记TagId所对应的实际传感器的位置，并具有较好的空间想象能力，要求较高；或者利用传感器的平面点位图和TagId来标注点位，但在整个庞大的供能区域中及时找到相应的位置也是不容易的，而且传感器一般依据经验进行布局，存在一定的不合理性。基于真实三维场景的三维可视化技术可以利用提前建好的场景模块快速搭建供能区域的三维模型，其具有的放大、缩小和透视功能使得工作人员能够精准、直观地定位。其次，实际的传感器拘泥于现场的环境状况和建筑结构，其布局具有一定的局限性，比如空间狭小无法安装、潮湿不利用长期使用等情况。因此，引入虚拟传感器放置于这些受局限的地方，其不是真实存在的传感器，但依托于真实存在的传感器，根据守恒公式、采样法和统计学方法来确定监测数值。这对冷热电负荷预测系统提供精确的数据具有重要的意义，同时对实际传感器的布局优化具有指导意义，将减小投入成本和运行成本。经对现有技术的文献检索发现，孙淑红在《公共建筑冷热电三联供系统研究》中概述了冷热电三联供系统的能源阶梯利用、城市负荷削峰填谷等运行模式，并指出应充分考虑建筑本身的负荷特点和当地相关政策等因素，但没有给出实际的解决方案。而本专利技术通过在供能区域布置传感器和接受第三方数据来监测分析建筑本身的负荷特点。经对现有技术的文献检索发现，罗彬在《基于C#与OpenGL的密集井井眼轨迹三维可视化系统研究》中建立了具有真实性的三维可视化场景来反映实际所钻的井眼轨迹和预期设计的井眼轨迹产生的偏差，从而提高对底层构造、储层特征的判断，控制钻头在储层内钻进的方向，提高效率，节约成本。与本专利技术的真实三维场景模型的思路相似，但该作者是对比井眼轨迹的偏差，本专利技术是突出真实三维场景的可视化和三维场景中虚拟传感器的布局优化。经对现有技术的文献检索发现，凌牧，袁海文在《基于键合图模型的传感器布局方法》中利用键合图建立的系统模型及其结构信息和因果关系约束推导出一组解析冗余关系式，从而在满足系统性能的前提下选择数量最少的传感器布局方法。然而该文整个系统都是模拟的，尤其是关于传感器的关系式的推导没有实际数据的支撑。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种基于真实三维场景和虚拟传感器的冷热电负荷预测可视化布局系统及方法，能够立体直观地展现供能区域的冷热电负荷状况，同时增加的虚拟传感器可以实现数据扩展，在不增加硬件成本的情况下知悉某点位的变量值，也更有利于实际传感器的布局优化。本专利技术中的一种冷热电负荷预测可视化布局系统，包括：真实三维场景建模模块，用于将供能区域的真实场景进行实体建模；虚拟传感器布置模块，与真实三维场景建模模块连接，用于在实际传感器布局的基础上，监测点位上的变量；冷热电负荷预测节点布置模块，与虚拟传感器布置模块连接，用于对指定区域冷热电负荷进行预测；布局可视化和人机交互模块，与冷热电负荷预测节点布置模块连接，用三维可视化技术进行冷热电负荷预测布局的可视化及实现人机交互。一种冷热电负荷预测可视化布局方法，包括如下步骤：步骤S1：真实三维场景建模模块，根据供能区域的具体实物进行三维建模，然后将建立的实体三维模型按共同属性分门别类集成模型库，并作为组件通过拖拽、插入等方式导入真实三维场景模型中；步骤S2：虚拟传感器布置模块，在真实三维场景模型和实际传感器搭建好后，布置在三维场景模型中，其监测数值依托于与之相关的实际传感器通过采样法、统计学方法和物理量的守恒定律计算得到；步骤S3：冷热电负荷预测节点布置模块，根据能源中心的关注点有选择性地可视化指定区域的冷热电负荷预测结果及该区域的虚拟传感器布局，然后整个供能区域的所有监测数据都会存储到后端数据库中，只有与选定冷热电负荷预测可视化区域有关联的传感器监测点位产生的数据才会传输到可视化布局系统的后台参与负荷预测运算和布局优化运算；步骤S4：布局可视化与人机交互模块，在选定冷热电负荷预测区域及做完虚拟传感器布局优化和决策后，将相应的预测结果及优化布局直观地显示出来。上述方案中，所述步骤S1中实体的三维建模主要考虑其主要结构因素，要求具有较好的辨识度，忽略具体的细节因素。上述方案中，所述步骤S2中虚拟传感器的布置在冷热电负荷预测区域的相应限定条件下利用整数规划进行布局优化，其限定条件包括某虚拟传感器的增加能否导致预测精度的提高和该监测点位是否重要但不利于实际传感器的安装。上述方案中，所述步骤S4中人机交互模块中包括数据库、方法库和函数库，通过系统框架设计，将储存的数据信息经过处理反馈给能源中心，人眼感知到处理信息之后快速做出判断或根据预先设定的程序制定决策，经过输入设备让系统做出符合能源中心运行策略和供能区域用户需求的进一步调整。本专利技术的优点和有益效果在于：本专利技术提供一种冷热电负荷预测可视化布局系统及方法，能够立体直观地展现供能区域的冷热电负荷状况，同时增加的虚拟传感器可以实现数据扩展，在不增加硬件成本的情况下知悉某点位的变量值，也更有利于实际传感器的布局优化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的系统框图。图2为本专利技术的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术是一种冷热电负荷预测可视化布局系统，包括：真实三维场景建模模块，将供能区域的真实场景进行实体建模，如草坪、柏油路、建筑物、家具、电器、管道等建立形象表达的三维模型，并作为标准件添加到真实三维场景模块库中，以便快速搭建真实三维场景模型；虚拟传感器布置模块，与真实三维场景建模模块连接，在实际传感器布局的基础上，监测某个点位上的变量，则在该点位上相当于布置了一个虚拟传感器，通过与该点位的监测变量相关联的传感器建立联系，利用流量公式、欧姆定律等来求得该点位的变量值；冷热电负荷预测节点布置模块，与虚拟传感器布置模块连接，可以有选择地指定对某个区域冷热电负荷进行预测，同时基于该预测节点的条件约束优化虚拟传感器的布局；布局可视化和人机交互模块，与冷热电负荷预测节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷热电负荷预测可视化布局系统，其特征在于，包括：/n真实三维场景建模模块，用于将供能区域的真实场景进行实体建模；/n虚拟传感器布置模块，与真实三维场景建模模块连接，用于在实际传感器布局的基础上，监测点位上的变量；/n冷热电负荷预测节点布置模块，与虚拟传感器布置模块连接，用于对指定区域冷热电负荷进行预测；/n布局可视化和人机交互模块，与冷热电负荷预测节点布置模块连接，用三维可视化技术进行冷热电负荷预测布局的可视化及实现人机交互。/n

【技术特征摘要】
1.一种冷热电负荷预测可视化布局系统，其特征在于，包括：
真实三维场景建模模块，用于将供能区域的真实场景进行实体建模；
虚拟传感器布置模块，与真实三维场景建模模块连接，用于在实际传感器布局的基础上，监测点位上的变量；
冷热电负荷预测节点布置模块，与虚拟传感器布置模块连接，用于对指定区域冷热电负荷进行预测；
布局可视化和人机交互模块，与冷热电负荷预测节点布置模块连接，用三维可视化技术进行冷热电负荷预测布局的可视化及实现人机交互。


2.一种根据权利要求1所述的冷热电负荷预测可视化布局系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：真实三维场景建模模块，根据供能区域的具体实物进行三维建模，然后将建立的实体三维模型按共同属性分门别类集成模型库，并作为组件通过拖拽、插入等方式导入真实三维场景模型中；
步骤S2：虚拟传感器布置模块，在真实三维场景模型和实际传感器搭建好后，布置在三维场景模型中，其监测数值依托于与之相关的实际传感器通过采样法、统计学方法和物理量的守恒定律计算得到；
步骤S3：冷热电负荷预测节点布置模块，根据能源中心的关注点有选择性地可视化指定区域的冷热电负荷预测结果及该区域的虚拟传感器布局，然后整个供能区域的所有监测数据都会存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶清宝，刘永红，鲍劲松，王波波，
申请(专利权)人：茂盟上海工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31