针对GW级光伏电站的云边协同设计与仿真系统技术方案

本发明专利技术属于电子数据处理领域，具体涉及了一种针对GW级光伏电站的云边协同设计与仿真系统，旨在解决现有技术无法满足GW级光伏电站设计的数据量和实时性要求，实现多人云边协同设计光伏电站的问题。本发明专利技术包括：用户管理模块，用于管理用户信息；设计准备模块，用于基于所述用户信息分配工作包和操作权限；电站设计模块，用于基于所述工作包，通过多人协同单元依据用户对应的操作权限，进行设计，获得GW级光伏电站设计方案；电站仿真模块，用于将所述GW级光伏电站设计方案进行仿真计算。本发明专利技术通过能够支持多人云端在线设计与仿真GW级光伏电站，解决了GW光伏电站设计的整体工作效率底下、数据延迟以及系统不可靠的问题。数据延迟以及系统不可靠的问题。数据延迟以及系统不可靠的问题。

【技术实现步骤摘要】
针对GW级光伏电站的云边协同设计与仿真系统


[0001]本专利技术属于电子数据处理领域，具体涉及了一种针对GW级光伏电站的云边协同设计与仿真系统。

技术介绍

[0002]新型光伏系统发展迅速，光伏电站的建设规模也在不断增加，但是目前国内外主流的光伏电站设计软件(如PVSYST，ARCHELIOS，HELIOS 3D等)，其设计系统规模普遍低于100MW，根本无法进行GW级光伏电站的设计与仿真。同时GW级光伏系统一般占地面积超过几十平方公里，根据实际工程经验和模拟测试结果发现，如果采用单人模式来进行整站设计的话，预估可能要花费2周以上时间，会出现整体工作效率低下的问题。
[0003]因此，如何实现快速、高效、准确的设计与仿真GW级光伏电站，必将给光伏系统设计领域带来极大的便利。目前，市场上还没有支持GW级光伏电站设计与仿真的软件，且没有多人云边协同设计光伏电站的软件，所以本文提出了一种针对GW级光伏电站的多人云边协同设计与仿真系统，不仅可以实现GW级光伏电站设计与仿真的功能，而且可以缩短GW级光伏电站设计周期，进而提高整体工作效率。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中的上述问题，即现有技术无法满足GW级光伏电站设计的数据量和实时性要求，实现多人云边协同设计光伏电站的问题，本专利技术提供了一种针对GW级光伏电站的云边协同设计与仿真系统，包括：
[0005]用户管理模块，用于管理用户信息；
[0006]设计准备模块，用于基于所述用户信息分配工作包和操作权限；
[0007]电站设计模块，用于基于所述工作包，通过多人协同单元依据用户对应的操作权限，对电站的部件库、电气原理、布局路由和整站方案进行设计，获得GW级光伏电站设计方案；
[0008]电站仿真模块，用于将所述GW级光伏电站设计方案进行多物理场耦合仿真，进行预设生命周期的电力电量平衡、潮流和载荷分析，并进行预设的所有典型场景下的运行参数计算，依据仿真结果和运行参数调整GW级光伏电站设计方案，获得最终设计方案。
[0009]在一些优选的实施例中，所述管理用户信息，包括新用户注册、老用户登录、修改用户信息、用户权限和注销用户；所述用户权限包括对于特定项目用户的职位为组长或组员，以及用户可操作的范围。
[0010]在一些优选的实施例中，所述电站设计模块，包括部件库子模块、电气原理子模块、布局路由子模块和整站方案设计子模块。
[0011]在一些优选的实施例中，所述部件库子模块，用于执行部件信息的新增、查询、删除和修改；所述部件信息包括：组件数据、组串数据、汇流箱数据、逆变器数据、变压器数据、线缆数据和开关数据。
[0012]在一些优选的实施方式中，所述电气原理子模块，用于组长分配或根据电气容量大小，为每个组员分配工作包，组员通过多人协同单元完成个人工作包电气原理设计任务，当所有的个人工作包电气原理设计任务完成并汇总后即获得初步整站电气原理设计方案；所述个人工作包电气原理设计任务包括：选择合适的组件、组串、汇流箱、逆变器、变压器、线缆和开关，设计集中式/组串式/集散式原理接线，以及站内主变压器和母线下的连接信息。
[0013]在一些优选的实施方式中，所述布局路由子模块，用于组长分配或根据地理空间大小及电气原理工作包信息为每个组员分配布局路由工作包，组员通过多人协同单元完成个人工作包布局路由设计任务，所有个人工作包布局路由设计任务完成并汇总后即获得初步整站布局路由设计方案；所述个人工作包布局路由设计任务包括：设计支架、汇流箱、变换器和变压器的坐标位置信息，以及线缆连接信息、站点主变压器的坐标位置信息和工作包外线路连接信息。
[0014]在一些优选的实施方式中，所述整站方案设计子模块，组长基于初步整站电气原理设计方案进行整站电气原理图设计，根据所述整站电气原理图确定所需的部件型号和数量，并基于初步整站布局路由设计方案，进行整站布局路由接线图设计。
[0015]在一些优选的实施方式中，所述电站仿真模块，包括多物理场耦合子模块、运行模拟子模块和典型场景模拟子模块；
[0016]所述多物理场耦合子模块，具体用于为所述GW级光伏电站设计方案施加占地周围预设区域的辐照场、温度场、湿度场、风速风向场和地形场，对每1m网格的耦合数值进行计算并通过预设的阶梯颜色显示；
[0017]所述运行模拟子模块，具体用于计算预设生命周期的GW光伏电站的系统年发电量、部件输出功率/电压/电流、以及光伏阵列上的载荷值；
[0018]所述典型场景模拟子模块，用于分别计算24小时各种预设的典型场景下，GW光伏电站的系统发电量/发电功率、超过限值电压波动值/闪变值的器件信息、故障位置的电流幅值/相角、光伏阵列上的载荷值和衰减率。
[0019]在一些优选的实施方式中，所述多人协同单元，包括客户端、通信服务端、数据库服务端和应用服务端。
[0020]在一些优选的实施方式中，所述设计客户端，用于GW级光伏电站设计和二维展示，所述GW级光伏电站设计包括环境资源数据分析、部件库设计、电气原理设计、布局路由设计和整站方案设计，设计部分完成后，用户可以在设计客户端的界面查看电站的二维展示效果；
[0021]所述仿真客户端，用于GW级光伏电站仿真和虚拟现实展示，所述GW级光伏电站仿真包括多物理场耦合仿真、运行模拟仿真和典型场景仿真，仿真计算完成后，用户可以通过VR头盔显示器在虚拟现实场景中观察GW级光伏电站设计方案的模拟运行情况。
[0022]在一些优选的实施方式中，所述通信服务端，用于支持接收多个客户端发出的数据访问和模拟计算请求，还用于访问数据库服务端或应用服务端以获取数据并返回结果数据，采用缓存、消息队列、数据库读写分离、线程池的方式进行高并发管理，处理数据请求顺序，防止多个客户端同时访问通信服务端而导致运行效率下降或系统奔溃。
[0023]在一些优选的实施方式中，所述数据库服务端，用于存储和管理整个设计及仿真
分析过程中所需要使用的数据资源，包括地形数据、气象数据、部件数据、物理场数据。
[0024]在一些优选的实施方式中，所述应用服务端，用于根据通信服务端转发的算法输入参数计算得到算法结果，并将结果数据通过通信服务端传回客户端。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026](1)本专利技术通过能够支持多人云端在线设计与仿真GW级光伏电站，填补了国内外GW级光伏电站设计与仿真系统的空白，解决了GW光伏电站设计的整体工作效率底下、数据延迟以及系统不可靠的问题。
附图说明
[0027]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0028]图1是本专利技术实施例中进行GW级光伏电站云边协同设计的流程示意图；
[0029]图2是本专利技术实施例中的系统的客户端/通信服务端/数据库服务端/应用服务端间的架构图；
[0030]图3是本专利技术实施例中系统的整体架构图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对GW级光伏电站的云边协同设计与仿真系统，其特征在于，所述系统包括：用户管理模块，用于管理用户信息；设计准备模块，用于基于所述用户信息分配工作包和操作权限；电站设计模块，用于基于所述工作包，通过多人协同单元依据用户对应的操作权限，对电站的部件库、电气原理、布局路由和整站方案进行设计，获得GW级光伏电站设计方案；电站仿真模块，用于将所述GW级光伏电站设计方案进行多物理场耦合仿真，进行预设生命周期的电力电量平衡、潮流和载荷分析，并进行预设的所有典型场景下的运行参数计算，依据仿真结果和运行参数调整GW级光伏电站设计方案，获得最终设计方案。2.根据权利要求1所述的针对GW级光伏电站的云边协同设计与仿真系统，其特征在于，所述管理用户信息，包括新用户注册、老用户登录、修改用户信息、用户权限和注销用户；所述用户权限包括对于特定项目用户的职位为组长或组员，以及用户可操作的范围。3.根据权利要求1所述的针对GW级光伏电站的云边协同设计与仿真系统，其特征在于，所述电站设计模块，包括部件库子模块、电气原理子模块、布局路由子模块和整站方案设计子模块。4.根据权利要求3所述的针对GW级光伏电站的云边协同设计与仿真系统，其特征在于，所述部件库子模块，用于执行部件信息的新增、查询、删除和修改；所述部件信息包括：组件数据、组串数据、汇流箱数据、逆变器数据、变压器数据、线缆数据和开关数据。5.根据权利要求4所述的针对GW级光伏电站的云边协同设计与仿真系统，其特征在于，所述电气原理子模块，用于组长分配或根据电气容量大小，为每个组员分配电气原理工作包，组员通过多人协同单元完成个人工作包电气原理设计任务，当所有的个人工作包电气原理设计任务完成并汇总后即获得初步整站电气原理设计方案；所述个人工作包电气原理设计任务包括：选择合适的组件、组串、汇流箱、逆变器、变压器、线缆和开关，设计集中式/组串式/集散式原理接线，以及站内主变压器和母线下的连接信息。6.根据权利要求5所述的针对GW级光伏电站的云边协同设计与仿真系统，其特征在于，所述布局路由子模块，用于组长分配或根据地理空间大小及电气原理工作包为每个组员分配布局路由工作包，组员通过多人协同单元完成个人工作包布局路由设计任务，所有个人工作包布局路由设计任务完成并汇总后即获得初步整站布局路由设计方案；所述个人工作包布局路由设计任务包括：设计支架、汇流箱、变换器和变压器的坐标位置信息，以及线缆连接信息、站点主变压器的坐标位置信息和工作包外线路连接信息。7.根据权利要求6所述的针对GW级光伏电站的云边协同设计与仿真系统，其特征在于，所述整站方案设计子模块，组长基于初步整站电气原理设计方案进行整站电气原理图设计...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦凡，王一波，陈伟伟，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：