CN110365290A - 太阳能热电联供控制系统和太阳能热电联供控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能热电联供控制系统和太阳能热电联供控制方法，涉及太阳能设备领域，该太阳能热电联供控制系统包括聚光光伏阵列、热介质箱、冷介质箱、可调泵送装置、控制装置和传感器采集装置，控制装置能够依据第一温度信号调节可调泵送装置的泵送流量，从而使得送入聚光光伏阵列的流量与聚光光伏阵列的换热能力相适配，使得流出聚光光伏阵列的换热介质的温度能够保持相对稳定，并且避免了使用大尺寸热介质箱，降低了系统成本。

Description

太阳能热电联供控制系统和太阳能热电联供控制方法

技术领域

本发明涉及太阳能设备领域，具体而言，涉及一种太阳能热电联供控制系统和太阳能热电联供控制方法。

背景技术

随着世界经济的不断发展和世界人口的不断增长，人们生产生活中对能源的需求逐渐增加，而目前主要的能源消费结构主要是依靠化石燃料，但化石燃料属于不可再生的一次能源，并且化石燃料带来的环境污染问题与目前的可持续发展的理念相悖。太阳能有着清洁、容易获得和无限储量的优势，因此更加高效地利用太阳能是未来发展的趋势。

太阳能全光谱热电联供系统是将太阳能同时转化为电能和热能，目前的太阳能全光谱热电联供系统中存在的缺点：其一，目前，系统中换热介质的动力来源为单一且功率恒定的泵，系统稳定性低，导致整个系统无法运行，且由于泵的出力恒定，而太阳辐照度是不断变化的，难以保证出水温度的稳定，在太阳辐照强度未至顶点时，使得出口处的水温与进口处的温差不大，进而增加热介质箱的体积，提高系统成本。

有鉴于此，设计制造出一种能够使得出水温度稳定的太阳能热电联供控制系统就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能热电联供控制系统，其通过调节泵送流量，使得与聚光光伏阵列的换热能力相匹配，进而使得出水温度相对保持稳定，避免了大尺寸热介质箱的使用，降低了系统成本，通过调节泵送流量，使得与聚光光伏阵列的换热能力相匹配，进而使得出水温度相对保持稳定；同时也提升了泵送装置的稳定性，进而提升整个系统运行的稳定性。

本发明的另一目的在于提供一种太阳能热电联供控制方法，其依据出水温度调节泵送流量，从而能够使得系统流量与聚光光伏阵列的换热能力相匹配，进而使得出水温度相对保持稳定，避免了大尺寸热介质箱的使用，降低了系统成本。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

在一方面，本发明提供了一种太阳能热电联供控制系统，包括聚光光伏阵列、热介质箱、冷介质箱、可调泵送装置、控制装置和传感器采集装置；

冷介质箱与聚光光伏阵列通过第一管道连接，用于容纳换热介质；

可调泵送装置设置在第一管道上，用于将冷介质箱中的换热介质泵送至聚光光伏阵列；

聚光光伏阵列与热介质箱通过第二管道连接，用于加热换热介质；

传感器采集装置包括第一温度传感器，第一温度传感器设置在第二管道上，用于采集第二管道内换热介质的第一温度信号；

控制装置分别与第一温度传感器和可调泵送装置电连接，用于依据第一温度信号调节可调泵送装置的泵送流量。

进一步地，可调泵送装置包括多个电控水泵，多个电控水泵并列设置，且多个电控水泵均与控制装置连接，每个电控水泵能够在控制装置的控制下开启或者关闭，以调节第一管道的流量。

进一步地，控制装置包括继电器和控制器，继电器与多个电控水泵电连接，控制器与继电器电连接，控制器通过继电器控制多个电控水泵开启或者关闭。

进一步地，第二管道上设置有第三管道，第三管道与冷介质箱连接，并将第二管道分隔成主干段与支干段，支干段与热介质箱连接，主干段与聚光光伏阵列连接，支干段上设置有第一电控阀，第三管道上设置有第二电控阀，且第一电控阀和第二电控阀均与控制装置电连接，控制装置还用于控制第一电控阀和第二电控阀择一开启。

进一步地，传感器采集装置还包括与控制装置电连接的第二温度传感器，第二温度传感器设置在热介质箱内，并与控制装置电连接，用于采集热介质箱内的换热介质的第二温度信号。

进一步地，传感器采集装置还包括太阳辐照计，太阳辐照计设置在聚光光伏阵列上，并与控制装置连接，用于采集聚光光伏阵列所在区域的辐照强度信号。

进一步地，传感器采集装置还包括与控制装置电连接的流量计，流量计设置在第一管道上，用于采集第一管道的流量信号。

在另一方面，本发明提供了一种太阳能热电联供控制方法，适用于如上所述的太阳能热电联供控制系统，包括以下步骤：

采集第二管道内的第一温度信号；

依据第一温度信号调节可调泵送装置的泵送流量。

进一步地，可调泵送装置包括多个电控水泵，依据第一温度信号调节可调泵送装置的泵送流量的步骤，包括：

依据第一温度信号分别控制多个电控水泵开启或者关闭，以调节泵送流量。

进一步地，第二管道上设置有第三管道，第三管道与冷介质箱连接，并将第二管道分隔成主干段与支干段，支干段与热介质箱连接，主干段与聚光光伏阵列连接，支干段上设置有第一电控阀，第三管道上设置有第二电控阀，热介质箱内还设置有第二温度传感器，在依据第一温度信号调节可调泵送装置的泵送流量的步骤之前，采集第二管道内的第一温度信号的步骤之后，还包括：

采集热介质箱内的第二温度信号；

比对第一温度信号和第二温度信号；

当第一温度信号小于第二温度信号时，打开第二电控阀并关闭第一电控阀；

当第一温度信号大于或等于第二温度信号时，打开第一电控阀并关闭第二电控阀。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种太阳能热电联供控制系统，控制装置能够依据第一温度信号调节可调泵送装置的泵送流量，当第一温度信号较低时，可控制可调泵送装置以较低的泵送流量向聚光光伏阵列送入换热介质进行加热，从而使得送入聚光光伏阵列的流量与聚光光伏阵列的换热能力相适配，进而提高流向热介质箱的换热介质的温度。当第一温度信号较高时，可控制可调泵送装置以较高的泵送流量向聚光光伏阵列送入换热介质进行加热，从而使得送入聚光光伏阵列的流量与聚光光伏阵列的换热能力相适配，进而降低流向热介质箱的换热介质的温度，通过第一温度信号的反馈，实现泵送流量与聚光光伏阵列的换热能力的适配，使得流出聚光光伏阵列的换热介质的温度能够保持相对稳定，并且避免了使用大尺寸热介质箱，降低了系统成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的太阳能热电联供控制系统的整体结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的太阳能热电联供控制系统的控制结构框图；

图3为图1中管道连接结构示意图；

图4为图3中可调泵送装置的连接结构示意图；

图5为本发明第二实施例提供的太阳能热电联供控制方法的步骤框图。

图标：100-太阳能热电联供控制系统；110-聚光光伏阵列；111-第一管道；113-第二管道；115-第三管道；117-第一电控阀；118-第二电控阀；119-第三电控阀；130-热介质箱；150-冷介质箱；170-可调泵送装置；171-电控水泵；173-进介质管；175-出介质管；177-分介质管；180-控制装置；181-继电器；183-控制器；185-终端显示设备；190-传感器采集装置；191-第一温度传感器；193-第二温度传感器；195-第三温度传感器；197-太阳辐照计；198-液位计；199-流量计。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

太阳能全光谱热电联供系统是将太阳能同时转化为电能和热能。太阳能全光谱热电联供系统的组成结构可参考现有专利。对于太阳能全光谱热电联供系统的测试控制子系统，目前主要涉及到子系统中的设备构成，采集模块采集的各种物理量、采集传感器的安放位置；通过采集系统参数以及环境参数来体现系统运行状态，并没涉及精细化的控制策略和方法，使系统实现低能耗低精度高稳定性的流量控制、高品质换热介质的获取、太阳能全光谱热电联供系统的无人值守运行。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

结合参见图1至图4，本实施例提供了一种太阳能热电联供控制系统100，通过对泵送流量的调节，能够实现与区域辐照强度和光伏阵列的换热能力的适配，使得最后输出的热力介质的温度保持相对稳定，提高了换热效果，并且避免了使用大体积的热力介质容器，降低了系统的成本。

本实施例提供的太阳能热电联供控制系统100，包括聚光光伏阵列110、热介质箱130、冷介质箱150、可调泵送装置170、控制装置180和传感器采集装置190，冷介质箱150与聚光光伏阵列110通过第一管道111连接，用于容纳换热介质；可调泵送装置170设置在第一管道111上，用于将冷介质箱150中的换热介质泵送至聚光光伏阵列110；聚光光伏阵列110与热介质箱130通过第二管道113连接，用于加热换热介质；传感器采集装置190包括第一温度传感器191，第一温度传感器191设置在第二管道113上，用于采集第二管道113内换热介质的第一温度信号；控制装置180分别与第一温度传感器191和可调泵送装置170电连接，用于依据第一温度信号调节可调泵送装置170的泵送流量。

在实际进行控制时，通过第一温度传感器191采集第二管道113内换热介质的第一温度信号，由于第二管道113为聚光光伏阵列110的输出管道，故第一温度信号与聚光光伏阵列110的换热能力相关，当区域太阳辐照强度较低时，聚光光伏阵列110的换热能力较弱，在一定的泵送流量下，第二管道113内换热介质的温度较低，此时通过控制装置180调节可调泵送装置170的泵送流量，使得可调泵送装置170的泵送流量处于较低水平，以与聚光光伏阵列110的换热能力相匹配，以提高第二管道113内换热介质的温度。当区域太阳辐照强度较高时，聚光光伏阵列110的换热能力较强，在一定的泵送流量下，第二管道113内换热介质的温度较高，此时通过控制装置180调节可调泵送装置170的泵送流量，使得可调泵送装置170的泵送流量处于较高水平，以与聚光光伏阵列110的换热能力相匹配，以降低第二管道113内换热介质的温度。通过第一温度传感器191反馈的第一温度信号，控制装置180能够实时调节泵送流量与聚光光伏阵列110的换热能力相匹配，进而使得第二管道113输出的换热介质的温度在一定范围内保持相对恒定，使得输出更加稳定，也避免了输出较低温度的换热介质而导致需要大尺寸的热介质箱130，大大降低了整个系统的成本。

在本实施例中，换热介质采用常规的自来水，可直接灌入到冷介质箱150中，并通过聚光光伏阵列110加热后输入热介质箱130，方便后续的热负载使用。具体地，热介质箱130中的自来水可直接供做饭、洗浴等，在此不一一列举。

需要说明的是，本实施例是采用的热电联供模式，即太阳能即转换成热能以加热换热介质，又转换成电能进行存储，本实施例中主要以转换成热能对换热介质进行加热的结构和原理进行说明，关于转换成电能进行存储的具体原理和结构，可参见现有专利中的相关描述。

可调泵送装置170包括多个电控水泵171、进介质管173、出介质管175和多个分介质管177，多个电控水泵171并列设置，且多个电控水泵171均与控制装置180连接，每个电控水泵171能够在控制装置180的控制下开启或者关闭，以调节第一管道111的流量。进介质管173与冷介质箱150连接，出介质管175与第一管道111连接，多个分介质管177并列设置在出介质管175与进介质管173之间，且每个分介质管177的两端分别连接进介质管173和出介质管175，多个电控水泵171一一对应地设置在多个分介质管177上。当然，此处可调泵送装置170也可以采用单个泵且配有PWM无极调速器，通过控制装置180调整脉冲宽度的占空比来调节变频泵输出流量大小和功率大小，以达到调节系统流量，提升系统热介质温度稳定性的目的。

控制装置180包括继电器181和控制器183，继电器181与多个电控水泵171电连接，控制器183与继电器181电连接，控制器183通过继电器181控制多个电控水泵171开启或者关闭。控制器183为CPU或单片机，其结构与原理与现有的CPU或者单片机一致，在此并不详细描述，控制器183的主要作用在于下发数字信号驱动继电器181，继电器181实现多个电控水泵171的启停，从而实现调节第一管道111的泵送流量的目的。

在本实施例中，电控水泵171为5个，5个电控水泵171并列设置并形成泵群，每个电控水泵171的功率为12w，且5个电控水泵171的额定流量设定呈阶梯配置，即5个电控水泵171的额定流量依次递增，继电器181可择一启动电控水泵171，从而实现泵送流量的调节。当然，此处继电器181也可以选择性地启动其中若干个电控水泵171，从而能够获得更多规格的泵送流量的调节。

需要说明的是，继电器181根据控制器183下发的指令，实现泵群的控制，从而实现系统中流量的合理配置，进而使得聚光光伏阵列110的出口处的温度相对稳定。同时，5个电控水泵171的总能耗最多为60w，相对高功率的单个泵的能耗较低。此外，多个电控水泵171可以相互替代使用，避免了同一个水泵长时间的使用，大大提高了整个系统的使用寿命，并且能够避免系统处于瘫痪状态。

在本实施例中，控制装置180与一终端显示设备185连接，终端显示设备185可以是显示器，也可以是其他展示设备，在此不作具体限定。终端显示设备185将传感采集装置测量得到的各种参数显示出来，更加直观地监测系统运行状态，并能实现终端显示设备185与控制器183的数字通信，进而实现在终端显示设备185上手动控制电气设备的通断，方便应对突发情况。

在本实施例中，第二管道113上设置有第三管道115，第三管道115与冷介质箱150连接，并将第二管道113分隔成主干段与支干段，支干段与热介质箱130连接，主干段与聚光光伏阵列110连接，支干段上设置有第一电控阀117，第三管道115上设置有第二电控阀118，且第一电控阀117和第二电控阀118均与控制装置180电连接，控制装置180还用于控制第一电控阀117和第二电控阀118择一开启。

进一步地，传感器采集装置190还包括第二温度传感器193、第三温度传感器195、太阳辐照计197和流量计199，第二温度传感器193设置在热介质箱130内并与控制装置180电连接，用于采集热介质箱130内的换热介质的第二温度信号。第三温度传感器195设置在第一管道111上并与控制装置180连接，用于采集第一管道111内的换热介质的第三温度信号。太阳辐照计197设置在聚光光伏阵列110上，并与控制装置180连接，用于采集聚光光伏阵列110所在区域的辐照强度信号。流量计199设置在第一管道111上并与控制装置180连接，用于采集第一管道111的流量信号。

需要说明的是，第一温度传感器191、第二温度传感器193、第三温度传感器195、太阳辐照计197和流量计199均与控制器183电连接，用于将采集到的信息传递至控制器183。具体地，控制器183上集成有传感器采集装置，第一温度传感器191、第二温度传感器193、第三温度传感器195、太阳辐照计197和流量计199均传感器采集装置电连接。需要说明的是，传感器采集装置190的各个部件与控制器183之间也可以采用无线通信连接，同样能够起到数据传输的作用。

在本实施例中，第一管道111、第二管道113的主干段以及第三管道115形成了换热介质的内循环，当第一电控阀117打开、第二电控阀118关闭时，换热介质由冷介质箱150送入聚光光伏阵列110，再由聚光光伏阵列110送入热介质箱130；当第一电控阀117关闭，第二电控阀118打开时，换热介质由冷却介质送入聚光光伏阵列110，再由聚光光伏阵列110送回冷介质箱150，实现对换热介质的循环加热，避免温度过低的换热介质流入到热介质箱130中。

具体地，通过将第一温度传感器191采集的第一温度信号和第二温度传感器193采集的第二温度信号进行比对，当第一温度信号大于或等于第二温度信号时，说明此时管道内的换热介质温度较高，可送入热介质箱130，则通过控制器183下发指令，并通过继电器181控制第一电控阀117打开，且第二电控阀118关闭，将换热介质送入到热介质箱130。当第一温度信号小于第二温度信号时，说明此时管道内的换热介质温度较低，不可将其送入热介质箱130，则通过控制器183下发指令，并通过继电器181控制第一电控阀117关闭，且第二电控阀118打开，将换热介质通过第三管道115送入到冷介质箱150内，从而形成循环加热管路，直至换热介质的温度升高后再送入热介质箱130。

需要说明的是，本实施例中第一温度信号大于/小于/等于第二温度信号，指的是第一温度信号所代表的温度值大于/小于/等于第二温度信号所代表的温度值，其比对过程在控制器183中进行。

在本实施例中，第一电控阀117和第二电控阀118均为电磁阀，在继电器181的控制下开合，需要说明的是，为了保证管道的流通，第一电控阀117和第二电控阀118择一处于开启状态，避免管道发生堵塞。

在本实施例中，第一温度传感器191、第二温度传感器193和第三温度传感器195均为T型热电偶温度传感器，能够监测系统进口、出口处以及热介质箱130中的温度，并将电信号传输至控制器183上的传感器采集装置。

在本实施例中，流量计199为常规变送流量计199，用于监测换热介质通过聚光光伏阵列110的流量大小，并变送为标准的4-20mA的电流信号传输至控制器183上的传感器采集装置。

在本实施例中，太阳辐照计197安装在聚光光伏阵列110所在的区域，或者直接安装在聚光光伏阵列110上，用于监测当地光伏阵列获取的能量状况，并变送为标准的4-20mA的电流信号传输至控制器183上的传感器采集装置。

在本实施例中，传感器采集装置得到上述的相关数据后，使用modbus-RTU通信协议与控制器183通信，将数据传递给控制器183。Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司于1979年为使用可编程逻辑控制器183(PLC)通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准(De facto)，并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。Modbus协议包括RTU、ASCII、TCP。其中MODBUS-RTU最常用，比较简单，在单片机上很容易实现。

控制器183将从传感器采集装置得到模拟信号还原为真实值，并通过TCP/IP协议将数据传输至终端展示设备，通过终端显示设备185来展示系统运行状态。控制器183根据预先设计好的控制逻辑输出对应的数字信号，驱动相应的电气元件作出相关动作，而传感器采集装置在不断的获取实时数据传递至控制器183，这样，传感器采集装置190、传感器采集装置、控制器183、电气元件形成一个具有反馈调节的控制系统。其中，电气元件指的是继电器181、多个电控水泵171、第一电控阀117和第二电控阀118，其都能够通过控制器183下发的数字信号驱动继电器181，再通过继电器181实现电控水泵171的启停、电磁阀的开闭。

在实际运行时，控制器183通过对比第二管道113处的温度和热介质箱130的温度，实现换热介质流向的自动切换，以确保流向热介质箱130的换热介质达到热介质箱130中的温度，避免降低热介质箱130中热介质品质和增加储热体积。

为了获得高品质的换热介质，需要根据系统进出口处温度差实时调节系统中换热介质的流量。通过控制器183设定热介质箱130需要获得的温度值，通过监测系统出口处的温度，控制系统调节多个电控水泵171，实现实时调整系统的流量。如若需要还可以通过终端显示设备185手动启停多个电控水泵171，防止意外情况的发生。

在本实施例中，冷介质箱150具有一用于通入换热介质的介质进管，介质进管上设置有第三电控阀119，所述第三电控阀119与所述控制装置180电连接。同时冷介质箱150中具有第一液位计198，第一液位计198与控制装置180电连接，具体地，第三电控阀119与继电器181连接，第一液位计198与控制器183的传感器采集装置连接，用于检测冷介质箱150的液位高低。通过监测冷介质箱150的液位高度来判定冷介质的剩余量，传感器采集装置得到冷介质箱150中液位高度后，控制器183根据相关控制逻辑，反馈调节自来水龙头与冷介质箱150之间的第三电控阀119，实现自动补水功能，避免系统中的所需冷介质量不足。如若需要还可以通过终端显示设备185手动启停该电磁阀，防止意外情况的发生。

综上，本实施例提供的太阳能热电联供控制系统100实现无人值守的运行的流程为：

当太阳辐照度达到一定值时，开启多个电控水泵171中流量最小的电控水泵171，其作用为避免系统产生的热量堵塞在电池板的换热通道中，这时第二管道113上的第一温度传感器191的温度值未达到热介质箱130内的第二温度传感器193的温度值时，关闭第一电控阀117，打开第二电控阀118，使换热介质回流至冷介质箱150。该步骤设计的目的是为了避免低温度的换热介质进入热介质箱130，降低热介质箱130中的热能品质。

当第一温度传感器191的温度值大于等于第二温度传感器193的温度值时，打开第一电控阀117，关闭第二电控阀118，使换热介质流向热介质箱130。

当太阳辐照度持续增加，第二管道113处的第一温度传感器191的温度上升，则控制器183根据预先设定的控制逻辑，输出数字信号控制继电器181，进而实现对剩余电控水泵171的控制，逐渐开启剩余电控水泵171，调节系统出口处的温度，并且使出口处的温度相对稳定。

当冷介质箱150的换热介质的体积低于设定值时，会开启第三电控阀119，使用外部冷介质来补充冷介质箱150的体积，避免系统所需的冷介质不足等情况。

在傍晚，换热介质的温度随着太阳辐照度逐渐降低而降低，第二管道113处第一温度传感器191的温度低于第二温度传感器193的温度值时，重复：关闭第一电控阀117，打开第二电控阀118，使换热介质回流至冷介质箱150。

当监测到太阳辐照度低于某一预设值时，系统关闭。保证夜晚状态下整个装置不运行。

相较于现有技术，本发明通过配置功率低、额定流量呈阶梯配置的多个电控水泵171，降低了系统自动化运行能耗、提升了系统运行的稳定性、并设定泵群工作的相关逻辑，提升系统热介质温度的稳定性。通过设定系统出口处的温度和热介质箱130的温度的对比逻辑，以及电磁阀等电气元件实现热介质流向的自动切换，以确保流向热介质箱130的换热介质达到热介质箱130中的温度，避免降低热介质箱130中热介质品质和增加储热体积。本发明运用控制器183获得冷介质箱150的液位高度设定相关控制逻辑，并通过驱动继电器181实现对电磁阀的开闭，确保冷介质箱150中的换热介质充足，避免系统不能正常运行。通过传感采集装置获取系统的整体运行状态，且为预先设定的控制逻辑提供依据，并最终将系统运行状态展示在终端展示设备上。

第二实施例

参见图5，本实施例提供了一种太阳能热电联供控制方法，适用于第一实施例提供的太阳能热电联供控制系统100，其中太阳能热电联供控制系统100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

在本实施例中，太阳能热电联供控制系统100包括聚光光伏阵列110、热介质箱130、冷介质箱150、可调泵送装置170、控制装置180和传感器采集装置190，冷介质箱150与聚光光伏阵列110通过第一管道111连接，用于容纳换热介质；可调泵送装置170设置在第一管道111上，用于将冷介质箱150中的换热介质泵送至聚光光伏阵列110；聚光光伏阵列110与热介质箱130通过第二管道113连接，用于加热换热介质；传感器采集装置190包括第一温度传感器191，第一温度传感器191设置在第二管道113上，用于采集第二管道113内换热介质的第一温度信号；控制装置180分别与第一温度传感器191和可调泵送装置170电连接，用于依据第一温度信号调节可调泵送装置170的泵送流量。

本实施例提供的太阳能热电联供控制方法包括以下步骤：

S1：采集第二管道113内的第一温度信号。

具体而言，通过设置在第二管道113上的第一温度传感器191采集第二管道113内的换热介质的第一温度信号，并传递至控制器183。

S2：采集热介质箱130内的第二温度信号。

具体而言，第二管道113上设置有第三管道115，第三管道115与冷介质箱150连接，并将第二管道113分隔成主干段与支干段，支干段与热介质箱130连接，主干段与聚光光伏阵列110连接，支干段上设置有第一电控阀117，第三管道115上设置有第二电控阀118，热介质箱130内还设置有第二温度传感器193。通过设置在热介质箱130内的第二温度传感器193采集热介质箱130内的换热介质的第二温度信号，并传递至控制器183。

S3：比对第一温度信号和第二温度信号，依据比对结果控制第一电控阀117和第二电控阀118的开合。

具体而言，比对过程在控制器183中进行，当第一温度信号小于第二温度信号时，通过控制器183打开第二电控阀118并关闭第一电控阀117；当第一温度信号大于或等于第二温度信号时，通过控制器183打开第一电控阀117并关闭第二电控阀118。

S4：依据第一温度信号调节可调泵送装置170的泵送流量。

具体而言，可调泵送装置170包括多个电控水泵171，依据第一温度信号分别控制多个电控水泵171开启或者关闭，以调节泵送流量。

具体控制流程如下：

当太阳辐照度达到一定值时，开启多个电控水泵171中流量最小的电控水泵171，其作用为避免系统产生的热量堵塞在电池板的换热通道中，这时第二管道113上的第一温度传感器191的温度值未达到热介质箱130内的第二温度传感器193的温度值时，关闭第一电控阀117，打开第二电控阀118，使换热介质回流至冷介质箱150。该步骤设计的目的是为了避免低温度的换热介质进入热介质箱130，降低热介质箱130中的热能品质。

当第一温度传感器191的温度值大于等于第二温度传感器193的温度值时，打开第一电控阀117，关闭第二电控阀118，使换热介质流向热介质箱130。

当太阳辐照度持续增加，第二管道113处的第一温度传感器191的温度上升，则控制器183根据预先设定的控制逻辑，输出数字信号控制继电器181，进而实现对剩余电控水泵171的控制，逐渐开启剩余电控水泵171，调节系统出口处的温度，并且使出口处的温度相对稳定。

当冷介质箱150的换热介质的体积低于设定值时，会开启第三电控阀119，使用外部冷介质来补充冷介质箱150的体积，避免系统所需的冷介质不足等情况。

在傍晚，换热介质的温度随着太阳辐照度逐渐降低而降低，第二管道113处第一温度传感器191的温度低于第二温度传感器193的温度值时，重复：关闭第一电控阀117，打开第二电控阀118，使换热介质回流至冷介质箱150。

当监测到太阳辐照度低于某一预设值时，系统关闭。保证夜晚状态下整个装置不运行。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能热电联供控制系统，其特征在于，包括聚光光伏阵列、热介质箱、冷介质箱、可调泵送装置、控制装置和传感器采集装置；

所述冷介质箱与所述聚光光伏阵列通过第一管道连接，用于容纳换热介质；

所述可调泵送装置设置在所述第一管道上，用于将所述冷介质箱中的所述换热介质泵送至所述聚光光伏阵列；

所述聚光光伏阵列与所述热介质箱通过第二管道连接，用于加热所述换热介质；

所述传感器采集装置包括第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述第二管道上，用于采集所述第二管道内所述换热介质的第一温度信号；

所述控制装置分别与所述第一温度传感器和所述可调泵送装置电连接，用于依据所述第一温度信号调节所述可调泵送装置的泵送流量。

2.根据权利要求1所述的太阳能热电联供控制系统，其特征在于，所述可调泵送装置包括多个电控水泵，多个所述电控水泵并列设置，且多个电控水泵均与所述控制装置连接，每个所述电控水泵能够在所述控制装置的控制下开启或者关闭，以调节所述第一管道的流量。

3.根据权利要求2所述的太阳能热电联供控制系统，其特征在于，所述控制装置包括继电器和控制器，所述继电器与多个所述电控水泵电连接，所述控制器与所述继电器电连接，所述控制器通过所述继电器控制多个所述电控水泵开启或者关闭。

4.根据权利要求1所述的太阳能热电联供控制系统，其特征在于，所述第二管道上设置有第三管道，所述第三管道与所述冷介质箱连接，并将所述第二管道分隔成主干段与支干段，所述支干段与所述热介质箱连接，所述主干段与所述聚光光伏阵列连接，所述支干段上设置有第一电控阀，所述第三管道上设置有第二电控阀，且所述第一电控阀和所述第二电控阀均与所述控制装置电连接，所述控制装置还用于控制第一电控阀和所述第二电控阀择一开启。

5.根据权利要求4所述的太阳能热电联供控制系统，其特征在于，所述传感器采集装置还包括与所述控制装置电连接的第二温度传感器，所述第二温度传感器设置在所述热介质箱内，并与所述控制装置电连接，用于采集所述热介质箱内的所述换热介质的第二温度信号。

6.根据权利要求1所述的太阳能热电联供控制系统，其特征在于，所述传感器采集装置还包括太阳辐照计，所述太阳辐照计设置在所述聚光光伏阵列上，并与所述控制装置连接，用于采集所述聚光光伏阵列所在区域的辐照强度信号。

7.根据权利要求1所述的太阳能热电联供控制系统，其特征在于，所述传感器采集装置还包括与所述控制装置电连接的流量计，所述流量计设置在所述第一管道上，用于采集所述第一管道的流量信号。

8.一种太阳能热电联供控制方法，适用于如权利要求1-7任一项所述的太阳能热电联供控制系统，其特征在于，包括以下步骤：

采集所述第二管道内的第一温度信号；

依据所述第一温度信号调节所述可调泵送装置的泵送流量。

9.根据权利要求8所述的太阳能热电联供控制方法，其特征在于，所述可调泵送装置包括多个电控水泵，所述依据所述第一温度信号调节所述可调泵送装置的泵送流量的步骤，包括：

依据所述第一温度信号分别控制多个所述电控水泵开启或者关闭，以调节所述泵送流量。

10.根据权利要求8所述的太阳能热电联供控制方法，其特征在于，所述第二管道上设置有第三管道，所述第三管道与所述冷介质箱连接，并将所述第二管道分隔成主干段与支干段，所述支干段与所述热介质箱连接，所述主干段与所述聚光光伏阵列连接，所述支干段上设置有第一电控阀，所述第三管道上设置有第二电控阀，所述热介质箱内还设置有第二温度传感器，在所述依据所述第一温度信号调节所述可调泵送装置的泵送流量的步骤之前，所述采集所述第二管道内的第一温度信号的步骤之后，还包括：

采集所述热介质箱内的第二温度信号；

比对所述第一温度信号和所述第二温度信号；

当所述第一温度信号小于所述第二温度信号时，打开所述第二电控阀并关闭所述第一电控阀；

当所述第一温度信号大于或等于所述第二温度信号时，打开所述第一电控阀并关闭所述第二电控阀。