(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210851016.8 (22)申请日 2022.07.19 (71)申请人 杭州极简物控科技有限公司 地址 310051 浙江省杭州市滨江区长河街 道科技馆街1058号(中月创智大厦) 632室 (72)发明人 董树锋　南斌　刘灵冲　唐坤杰　 董萌苇　徐成司　葛明阳　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 专利代理师 刘静 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种综合能源系统在线仿真平台实现方法 (57)摘要 本发明公开了一种综合能源系统在线仿真 平台实现方法。 首先， 对于用户在综合能源系统 仿真平台前端网页搭建的仿真模 型， 提出一种基 于Json的数据传输方法， 将前端网页仿真模型的 特定数据以特定格式传输给后台计算设备； 其 次， 编写程序对后台收到的数据进行处理， 将传 回模型数据生成Matlab ‑Simulink可以运行的 mdl格式文件； 最后， 调用Matlab接口进行仿真计 算， 得到结果数据， 并通过数据重组返回给前端 可识别数据。 本发明可以实现基于Matlab ‑ Simulink的在线仿真平台的前后端分离， 计算在 后台高性能计算设备上进行， 解放对用户的计算 机硬件要求。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115146475 A 2022.10.04 CN 115146475 A 1.一种综合能源系统在线仿真平台实现方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1， 对于用户在仿真平台前端网页搭建的仿真模型， 将前端网页仿真模型的特定数据 以特定格式传输给后台计算设备， 需要传输的前端网页特定数据包括全局 参数、 模型元件 和元件连接关系； S2， 后台收到数据后进行数据处理， 将传回模型数据生成Matl ab‑Simulink能够运行的 mdl格式文件， 具体实现包括： 1)准备原始元件信息和原始mdl文件， 并读取原始mdl文件； 2) 替换全局参数； 3)增 加元件信息； 4)增 加连接线信息； 5)另存为mdl文件并命名； S3， 后台生成m dl文件后， 调用Matl ab接口进行仿真计算， 得到结果数据， 并将可识别数 据返回给前端， 具体实现包括： 1)通过python打开Matlab引擎； 2)在程序中运行仿真语句， 获得仿真结果数据； 3)将获得的结果数据进 行重组； 4)将 重组后的数据以txt格式文件保存 在服务器中， 供 前端网页读取。 2.根据权利要求1所述的综合能源系统在线仿真平台实现方法， 其特征在于， 所述S1 中， 将网页端用户搭建模 型的全局参数进 行传输， 包括： 仿 真开始时间、 结束时间、 求解器选 项及细节设置； 将网页端用户搭建模型中的所有 元件信息进 行传输， 包括元件序号、 元件位 置、 元件名称、 元件类型、 元件参数； 将网页端用户搭建模 型中的元件连接 关系进行传输， 包 括起始元件、 目标 元件。 3.根据权利要求1所述的综合能源系统在线仿真平台实现方法， 其特征在于， 所述S1 中， 通过约定Json数据格式来传输后台计算所需要的全局参数、 模型元件、 元件连接 关系信 息， 约定Json格式最外的大括号{}内包含两部分内容， 分别命名为 “global”、“shape”， 其中 “global”中包含全局参数， “shape”中包含所有的模型 元件与元件连接关系信息 。 4.根据权利要求3所述的综合能源系统在线仿真平台实现方法， 其特征在于， 所述S1 中， 全局参数传输方法具体为： Json数据流的第一部 分为全局参数， 是网页端仿真参数设置 数值， 以“global”命名，“global”后跟一个大括号{}， 其中包含本平台所传输的全局参数， 具体包括： 仿真开始时间"startTime"、 仿真结束时间"stopTime"、 仿真类型"type"、 求解 器"solver"、 最大步长"maxStep"、 相对误差"relTol"、 最小步长"minStep"、 绝对误差" absTol"、 初始步长"initialStep "、 定步长"fixedStep "、 仿真时长"simu latorTimeTotal"、 采样步长"sampleStep"； 每 个参数后面的值表示该参数的设定值。 5.根据权利要求3所述的综合能源系统在线仿真平台实现方法， 其特征在于， 所述S1 中， 模型元件传输方法具体为： 元件内容包含在 “shape”大括号内， 每一个元件另起一个大 括号， 该元件所有的内容都写在这一大括号之内， 其中包含内容有： “id”， 表示这个元件用 户在添加时自动生成的序号； “position ”， 表示这个元件所在位置， 内含x， y， 宽width， 高 height四个参数； “name”， 表示该元件名字； “type”， 表示该大括号中内容的类型， 其中 “Shape”类型表示其中为一个元件， “Line”类型表示其中为一条连接线； “blockType ”， 表示 该元件的类型； “properties”， 表示该元件内的参数设置， 其中 内容根据元件类型而变化。 6.根据权利要求3所述的综合能源系统在线仿真平台实现方法， 其特征在于， 所述S1 中， 元件连接关系传输方法具体为： 元件连接关系包含在 “shape”大括号内， 每一条元件连 接线另起一个大括号， 该连接线所有的内容都写在这一大括号之内， 其中包含内容有： “id”， 表示这条连接线用户在添加时自动生成的序号； “type”， 表示该大括号中内容的类 型， 其中“Shape”类型表示其中为一个元件， “Line”类型表示其中为一条连接线； “source”，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115146475 A 2包含该连接线的起点信息， 具体包括： “id”、“blockType ”、“name”、“portName ”， 其中“id”、 “blockType ”、“name”均为起始元件的相关信息， “portName ”表示起始元件的连接点名称； “target”， 包含该连接线的终点信息， 具体包括： “id”、“blockType ”、“name”、“portName ”， 其中“id”、“blockType ”、“name”均为终点元件的相关信 息，“portName ”表示终点元件的连 接点名称。 7.根据权利要求1所述的综合能源系统在线仿真平台实现方法， 其特征在于， 所述S2包 括如下子步骤： 步骤2.1： 准备原 始元件信息和原 始mdl文件； 1)准备原始元件信息： 每个元件在以mdl格式表达的Matlab ‑Simulink文件中都有其独 特的表达方式， 把用户可能用到的每个元件在mdl格式文件中的表达方式单独复制出来， 独 立保存在一个txt文件中以备后续使用； 2)准备原始mdl文件： 在Matlab ‑Simulink中新建一个不含任何元件的mdl格式仿真文 件， 使用readl ines()语句读取原 始mdl文件， 作为 修改的基础； 步骤2.2： 替换全局参数； 原始mdl文件中预置了全局参数的初始值， 利用搜索语句， 在 原始mdl文件中找到全局参数所在位置， 将其值替换为传回数据中该全局参数对应值， 即完 成这一全局 参数的替换； 对传回的所有全局 参数逐一进行搜索与替换， 即完成了全局 参数 的替换； 步骤2.3： 增加元件信息； mdl格式文件中所有元件信息均写在System{}这一大括号之 内， 增加元件信息步骤如下： 在存有原始元件信息的txt文件中检索该元件类型 “blockType ”， 读取该元件对应的txt内容； 把读取的txt内容写在原始mdl文件 中的System {}大括号之内； 依次在原始元件信息中检索回传的元件参数名称， 将System{}大括号之内 的对应参数值改为回传参数； 对所有回传的元件重复上述 步骤， 即完成了元件信息的增 加； 步骤2.4： 增加连接线信息； 增加元件信息后， 在System{ }这一大括号之内继续增加所 有连接线信息； 回传的连接线信息中包含起始元件、 起始连接点、 终点元件、 终点连接点， 将 回传信息改写为mdl文件中典型 连接线的表达形式， 即完成了连接线信息的增 加； 步骤2.5： 将得到的目标字符串另存为一个新的mdl格式文件并进行命名， 以备下一步 仿真计算。 8.根据权利要求1所述的综合能源系统在线仿真平台实现方法， 其特征在于， 所述S3包 括如下子步骤： 步骤3.1： 执 行eng＝matlab.engi ne.start_matlab()， 调用打开Matlab引擎； 步骤3.2： 运行仿真语句； 在打开Matlab引擎后， 执行a＝eng.sim(p ath)语句即可进行 仿真计算， 其中path为mdl格式仿真文件的保存地址； 步骤3.3： 重组结果数据； 运行仿真语句后， 结果数据保存在Matl ab引擎中simout元件， num表示simout数量， 将结果数据进行重组， 结构为： 所有结果数据dataall为一个数组， 由 num个数组组成， 分别存储每个simout元件的数据， dataall＝[[simout_1],[simout_ 2],…,[simout_num]