CN108800483A - 一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制方法，涉及能源利用领域。本发明包括如下步骤：S01构建多能源互补发电控制模型；S02控制器采集发电装置电能量信号和蓄电池状态信号；S03采集的数据通过通道传入核心控制模块；S04继电器控制选择通道匹配多能源互补发电控制模型；S05根据选中的多能源互补发电控制模型对蓄电池进行充电；S06辅助控制通讯模块向上位机上传系统的工作与警报信息；步骤S07蓄电池对负载持续供电。本发明通过通过构建多能源互补发电控制模型，利用控制器采集电能量信号，再通过继电器匹配对应的模型对蓄电池进行充电，蓄电池对负载持续供电，提高了可再生能源利用率，增强了电力供应的稳定性。

Description

一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制方法
技术领域
本发明属于能源利用领域，特别是涉及一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制方法。
背景技术
当前，随着社会的快速发展和生活水平的不断提高，人们对生活质量有着越来越高的要求。为了解决夏季炎热冬季寒冷的问题，商场大厦都会选择安装中央空调，然而大多数的空调是以氟利昂为制冷剂的空调，存在能耗大、环境污染、耗电量高经济性差等问题。
近年来，在国家大力倡导节能减排、开发利用可再生能源的形势下，让多能源供电在时间上和季节上有很吻合的互补性，在不同条件下采用多种能源互补发电要求不仅能够增强其发电能力，而且还能提高系统在不同环境下电力功能的稳定性。因此，本发明将多种能源互补技术相结合，完全满足用户冬季供暖、夏季制冷、能源存储以及谷电利用的需求，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制方法，通过构建多能源互补发电控制模型，利用控制器采集电能量信号，再通过继电器匹配对应的模型对蓄电池进行充电，蓄电池对负载持续供电，解决了现有的可再生能源利用率低、电力供应不稳定的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制方法，包括如下步骤：
步骤S01从能源优化选择、能源互补控制、蓄电池保护三个角度，构建多能源互补发电控制模型；
步骤S02控制器采集发电装置电能量信号和蓄电池状态信号；
步骤S03采集的数据通过通道传入核心控制模块；
步骤S04继电器控制选择通道匹配多能源互补发电控制模型；
步骤S05根据选中的多能源互补发电控制模型对蓄电池进行充电；
步骤S06辅助控制通讯模块向上位机上传系统的工作与警报信息；
步骤S07蓄电池对负载持续供电。
优选地，所述步骤S02中发电装置包括风力发电装置、太阳能发电装置、地源热泵装置和工业余热回收装置。
优选地，所述步骤S02中，控制器为一PLC单片机；所述单片机通过继电器控制选择模型。
优选地，所述步骤S05中，多能源互补发电控制模型对蓄电池充电采用先恒流、再恒压、最后浮充充电的控制方法。
优选地，所述步骤S06中，上位机对辅助控制通讯模块上传的蓄电池电压、电流、风机转速、风力放电机输出公路、太阳能发电机输出功率以及负载消耗功率进行分析存储至数据库，并将读取的数据通过直角坐标系表示；直角坐标系以时间t为横轴，以电压v为竖轴绘制成表格展示出来。
一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制系统，包括上位机、能源互补组件、控制器和储能模块，其特征在于：
所述上位机用于将接收现场总线上传的数据保存在数据库中，并向能源互补组件发送操作信息；所述上位机通过TCP/IP协议与现场总线连接；
所述能源互补组件包括风能发电模块、太阳能发电模块、地源热泵模块和工业余热回收模块；所述能源互补组件的输入端与现场总线连接；所述能源互补组件的输出端与母线连接；所述现场总线用于能源互补组件之间的数字通信以及能源互补组件和控制器之间的信息传递；所述母线用于以并列分支的形式在能源互补组件之间形成通路；
所述控制器用于接收能源互补组件的电能量信号和储能模块的状态信号，并将多余电能储存于存储模块。
优选地，所述控制器包括能源采集模块、核心控制模块、辅助控制通信模块、DC/DC模块；其中，能源采集模块用于采集能源互补组件的电流电压进行整流滤波处理；所述核心控制模块用于将整流滤波处理后的信号进行分析处理；辅助控制通信模块用于实现控制器与上位机之间的通信连接，将信息传递到上位机中进行管理分析；所述DC/DC模块用于根据控制器判定的充放电策略输送到蓄电池中。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过构建多能源互补发电控制模型，利用控制器采集电能量信号，再通过继电器匹配对应的模型对蓄电池进行充电，蓄电池对负载持续供电，提高了可再生能源利用率，增强了电力供应的稳定性。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制方法的步骤图；
图2为一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制系统的结构示意图；
图3为控制器功能模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制方法，包括如下步骤：
步骤S01从能源优化选择、能源互补控制、蓄电池保护三个角度，构建多能源互补发电控制模型；
步骤S02控制器采集发电装置电能量信号和蓄电池状态信号；
步骤S03采集的数据通过通道传入核心控制模块；
步骤S04继电器控制选择通道匹配多能源互补发电控制模型；
步骤S05根据选中的多能源互补发电控制模型对蓄电池进行充电；
步骤S06辅助控制通讯模块向上位机上传系统的工作与警报信息；
步骤S07蓄电池对负载持续供电。
其中，步骤S02中发电装置包括风力发电装置、太阳能发电装置、地源热泵装置和工业余热回收装置；风力发电装置利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械能转换为电能，且直接产生的是交流电；太阳能发电装置利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，且直接产生的是直流电；地源热泵装置利用地球表面浅层地热资源作为冷热源，通过能量转换进行空调的供暖系统；工业余热利用工业装置回收的余热作为热源对空调进行供暖。
其中，步骤S02中，控制器为一PLC单片机；所述单片机通过继电器控制选择模型。
其中，步骤S05中，多能源互补发电控制模型对蓄电池充电采用先恒流、再恒压、最后浮充充电的控制方法；在控制方法中加入蓄电池的电流反馈，以实现恒流、恒压充电控制的转换；在初始充电时，通过调整斩波电路的输出电压，控制蓄电池充电的电流，实现恒流充电；当充电电流降低到一定值时，转入恒压充电状态；最后进行浮充充电；当蓄电池的电压低于规定值时，停止防电；在充放电过程中，要根据温度不断调整浮充电压的参数。
其中，步骤S06中，上位机对辅助控制通讯模块上传的蓄电池电压、电流、风机转速、风力放电机输出公路、太阳能发电机输出功率以及负载消耗功率进行分析存储至数据库，并将读取的数据通过直角坐标系表示。
请参阅图2-3所示，本发明为一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制系统，包括上位机、能源互补组件、控制器和储能模块，其特征在于：上位机用于将接收现场总线上传的数据保存在数据库中，并向能源互补组件发送操作信息；上位机通过TCP/IP协议与现场总线连接；
能源互补组件包括风能发电模块、太阳能发电模块、地源热泵模块和工业余热回收模块；能源互补组件的输入端与现场总线连接；能源互补组件的输出端与母线连接；现场总线用于能源互补组件之间的数字通信以及能源互补组件和控制器之间的信息传递；母线用于以并列分支的形式在能源互补组件之间形成通路；
控制器用于接收能源互补组件的电能量信号和储能模块的状态信号，并将多余电能储存于存储模块。
其中，控制器包括能源采集模块、核心控制模块、辅助控制通信模块、DC/DC模块；其中，能源采集模块用于采集能源互补组件的电流电压进行整流滤波处理；核心控制模块用于将整流滤＝波处理后的信号进行分析处理；辅助控制通信模块用于实现控制器与上位机之间的通信连接，将信息传递到上位机中进行管理分析；DC/DC模块用于根据控制器判定的充放电策略输送到蓄电池中。
多能源互补发电控制模型需要考虑外部环境的影响；外部环境包括有风有阳光、有风无阳光、无风有阳光以及无风无阳光四中情况；系统实时对风车风速进行监控，当低于额定的风速时，控制器依功率控制方式跟踪风力机的功率变化；高于额定风速时，通过机械结构控制风机转速，使之以恒功率运行；当蓄电池电压充足时，驱动卸荷电路对风机进行卸载，以防止风机飞车。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S01从能源优化选择、能源互补控制、蓄电池保护三个角度，构建多能源互补发电控制模型；
步骤S02控制器采集发电装置电能量信号和蓄电池状态信号；
步骤S03采集的数据通过通道传入核心控制模块；
步骤S04继电器控制选择通道匹配多能源互补发电控制模型；
步骤S05根据选中的多能源互补发电控制模型对蓄电池进行充电；
步骤S06辅助控制通讯模块向上位机上传系统的工作与警报信息；
步骤S07蓄电池对负载持续供电。
2.根据权利要求1所述的一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制方法，其特征在于，所述步骤S02中发电装置包括风力发电装置、太阳能发电装置、地源热泵装置和工业余热回收装置。
3.根据权利要求1所述的一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制方法，其特征在于，所述步骤S02中，控制器为一PLC单片机；所述单片机通过继电器控制选择模型。
4.根据权利要求1所述的一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制方法，其特征在于，所述步骤S05中，多能源互补发电控制模型对蓄电池充电采用先恒流、再恒压、最后浮充充电的控制方法。
5.根据权利要求4所述的一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制方法，其特征在于，所述步骤S06中，上位机对辅助控制通讯模块上传的蓄电池电压、电流、风机转速、风力放电机输出公路、太阳能发电机输出功率以及负载消耗功率进行分析存储至数据库，并将读取的数据通过直角坐标系表示。
6.一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制系统，包括上位机、能源互补组件、控制器和储能模块，其特征在于：所述上位机用于将接收现场总线上传的数据保存在数据库中，并向能源互补组件发送操作信息；所述上位机通过TCP/IP协议与现场总线连接；
所述能源互补组件包括风能发电模块、太阳能发电模块、地源热泵模块和工业余热回收模块；所述能源互补组件的输入端与现场总线连接；所述能源互补组件的输出端与母线连接；所述现场总线用于能源互补组件之间的数字通信以及能源互补组件和控制器之间的信息传递；所述母线用于以并列分支的形式在能源互补组件之间形成通路；
所述控制器用于接收能源互补组件的电能量信号和储能模块的状态信号，并将多余电能储存于存储模块。
7.根据权利要求6所述的一种用于多能源互补的中央空调冷暖的能源利用控制系统，其特征在于，所述控制器包括能源采集模块、核心控制模块、辅助控制通信模块、DC/DC模块；其中，能源采集模块用于采集能源互补组件的电流电压进行整流滤波处理；所述核心控制模块用于将整流滤波处理后的信号进行分析处理；辅助控制通信模块用于实现控制器与上位机之间的通信连接，将信息传递到上位机中进行管理分析；所述DC/DC模块用于根据控制器判定的充放电策略输送到蓄电池中。
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