CN108954608A - 基于多能源互补的中央空调冷暖系统 - Google Patents

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CN108954608A CN201810638103.9A CN201810638103A CN108954608A CN 108954608 A CN108954608 A CN 108954608A CN 201810638103 A CN201810638103 A CN 201810638103A CN 108954608 A CN108954608 A CN 108954608A
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王光临
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/89—Arrangement or mounting of control or safety devices

Abstract

本发明公开了基于多能源互补的中央空调冷暖系统，涉及电力供应领域。本发明包括位机、能源互补组件、控制器和储能模块；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；能源互补组件的输出端与母线连接；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。本发明通过控制器采集多种能源电流电压并将采集的信号进行分析处理，根据控制策略判断处合适的充放电方式后输送到储能模块进行负载供电，实现了多能源互补，智能控制供电方式，提升了可再生能源利用率，增强了电力供应的稳定性。

Description

基于多能源互补的中央空调冷暖系统
技术领域
本发明属于电力供应领域，特别是涉及一种基于多能源互补的中央空调冷暖系统。
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基于多能源互补的中央空调冷暖系统，通过控制器采集多种能源电流电压并将采集的信号进行分析处理，根据控制策略判断处合适的充放电方式后输送到储能模块进行负载供电，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：
本发明为基于多能源互补的中央空调冷暖系统，包括上位机、能源互补组件、控制器和储能模块；
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、工业余热回收模块和谷电模块；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。
优选地，所述储能模块为蓄电池；所述储能模块直接给直流负载供电；所述储能模块通过逆变器给交流负载供电。
优选地，所述控制器为PLC单片机；所述控制器通过自身控制决策通道实现对风能发电模块、太阳能发电模块、地源热泵模块、工业余热回收模块和谷电模块的选择，并通过Pwn对储能模块进行充电。
优选地，所述DC/DC模块为双向DC/DC转换器，所述DC/DC模块抬高能源互补组件传递到储能模块的电压。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过控制器采集多种能源电流电压并将采集的信号进行分析处理，根据控制策略判断处合适的充放电方式后输送到储能模块进行负载供电，实现了多能源互补，智能控制供电方式，提升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为本发明基于多能源互补的中央空调冷暖系统的结构示意图；
图2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，本发明为基于多能源互补的中央空调冷暖系统，包括上位机、能源互补组件、控制器和储能模块；
上位机用于将接收现场总线上传的数据保存在数据库中，同时进行人工管理与故障监测，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、工业余热回收模块和谷电模块；能源互补组件的输入端与现场总线连接，能源互补组件的发电量可用传感器量化，并通过现场总线技术传到控制器；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；
其中，风力发电模块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；太阳能发电模块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；地源热泵模块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；工业余热利用工业设备回收的余热作为热源对空调进行供暖；谷电利用改变用电低谷时段电价吸引用户在低谷时段用电，既可以减少电力损失有降低了高峰时段的电力负荷，从而实现削峰填谷、调峰扩容的目的。
请参阅图2所示，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；控制器判定的策略包括能源优化的选择策略、互补控制策略以及对存储装置的保护策略。
其中，储能模块为蓄电池，蓄电池由多块蓄电池组成，能够在系统中起到能量储备、能量调节和平衡负载的作用；储能模块直接给直流负载供电；储能模块通过逆变器给交流负载供电，逆变器能够将直流电直接转换成交流电。
其中，控制器为PLC单片机，单片机型号为STC12c2052单片机，单片机通过自身控制决策对控制器判定的三种能源策略进行悬着；控制器通过自身控制决策通道实现对风能发电模块、太阳能发电模块、地源热泵模块、工业余热回收模块和谷电模块的选择，并通过Pwn对储能模块进行充电。
其中，DC/DC模块为双向DC/DC转换器，DC/DC模块抬高能源互补组件传递到储能模块的电压，双向DC/DC转换器能够有效的太高电压，提高充电效率。
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 (5)

1.基于多能源互补的中央空调冷暖系统，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、工业余热回收模块和谷电模块；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。
2.根据权利要求1所述的基于多能源互补的中央空调冷暖系统，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。
3.根据权利要求1所述的基于多能源互补的中央空调冷暖系统，其特征在于，所述储能模块为蓄电池；所述储能模块直接给直流负载供电；所述储能模块通过逆变器给交流负载供电。
4.根据权利要求1所述的基于多能源互补的中央空调冷暖系统，其特征在于，所述控制器为PLC单片机；所述控制器通过自身控制决策通道实现对风能发电模块、太阳能发电模块、地源热泵模块、工业余热回收模块和谷电模块的选择，并通过Pwn对储能模块进行充电。
5.根据权利要求2所述的基于多能源互补的中央空调冷暖系统，其特征在于，所述DC/DC模块为双向DC/DC转换器，所述DC/DC模块抬高能源互补组件传递到储能模块的电压。
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Citations (5)

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