CN113867439A - 四季智慧温室及控制方法 - Google Patents

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    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
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Abstract

本发明公开了一种四季智慧温室及控制方法，包括夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备、能源调度控制器、控制中心以及多个用户终端；其中，所述能源调度控制器包括指令接收模块、实时检测模块、控制策略执行模块；所述控制中心与所述能源调度控制器建立网络通信连接，且所述能源调度控制器分别与夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备接口连接；上述四季智慧温室可根据当前运行时段的所处季节以及光照强度、环境温度进行热能储能的操作和冷能储能操作，实现了针对不同季节进行针对性的能源管控策略。

Description

四季智慧温室及控制方法
技术领域
本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种四季智慧温室控制方法。
背景技术
太阳能是一种可再生能源，其是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。
然而研究人员发现，温室一般都可以安装太阳能设备通过太阳能进行能量吸收，然后在春夏秋可以吸收太阳能并转化成热能，通过储能系统或是跨季节储能系统将热能储存，待冬季时，提取储存好的热能，用于冬季供暖和全年热水。然而，研究发现，现有技术中温室其储能控制并没有采用智能综合管控操作，这样如何进行针对不同季节采用不同的能源控制策略是本领域技术人员需要克服的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种四季智慧温室及控制方法，解决了现有技术中指出的上述技术问题。
本发明提供了一种四季智慧温室，包括夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备、能源调度控制器、控制中心以及多个用户终端；
其中，所述能源调度控制器包括指令接收模块、实时检测模块、控制策略执行模块；所述控制中心与所述能源调度控制器建立网络通信连接，且所述能源调度控制器分别与夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备接口连接；
所述指令接收模块，用于接收控制中心向能源调度控制器发送启动控制指令以及检测控制指令；
所述实时检测模块，用于实时向夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备发送指令进行检测，计算得到当前夏季热能储能设备的热能储备数值以及当前冬季冷能储能设备的冷能储备数值，若热能储备数值和当前冷能储备数值均满足高于最低储备数值时，发送给控制策略执行模块执行相应操作；
所述控制策略执行模块，用于根据当前运行时段的所处季节以及光照强度、环境温度进行热能储能的操作和冷能储能操作：
检测当前运行时段是否为夏季，若是，则采用倾向于热能储存的第一控制策略方法；所述第一控制策略方法为调取当前运行时段的光照强度，当前光照强度大于第一光照强度时，则控制光伏产能设备将按照当前运行时段产生的热能总值的第一预设百分比优先向直接向夏季热能储能设备中输送热能；同时判断当前用户是否需要冷能，若需要控制冬季冷能储能设备向用户终端供给冷能；
检测当前运行时段是否为冬季，若是，则采用倾向于冷能存储的第二控制策略方法；所述第二控制策略方法为调取当前运行时段的环境温度，当前环境温度小于第一温度阈值时，则控制冷能产能设备按照当前运行时段产生的冷能总值的第二预设百分比优先向直接向冬季冷能储能设备中输送冷能；同时判断当前用户是否需要热能，若需要控制光伏产能设备将产生的热能向用户终端供给输送，并将多余的热能输送到夏季热能储能设备中。
相应地，本发明提供了一种四季智慧温室控制方法，对四季智慧温室实施智能控制，包括如下操作步骤：
步骤S10:控制中心向能源调度控制器发送启动控制指令以及检测控制指令；
步骤S20:能源调度控制器实时向夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备发送指令进行检测，计算得到当前夏季热能储能设备的热能储备数值以及当前冬季冷能储能设备的冷能储备数值，若热能储备数值和当前冷能储备数值均满足高于最低储备数值时，执行步骤S30；
步骤S30:根据当前运行时段的所处季节以及光照强度、环境温度进行热能储能的操作和冷能储能操作：
检测当前运行时段是否为夏季，若是，则采用倾向于热能储存的第一控制策略方法；所述第一控制策略方法为调取当前运行时段的光照强度，当前光照强度大于第一光照强度时，则控制光伏产能设备将按照当前运行时段产生的热能总值的第一预设百分比优先向直接向夏季热能储能设备中输送热能；同时判断当前用户是否需要冷能，若需要控制冬季冷能储能设备向用户终端供给冷能；
检测当前运行时段是否为冬季，若是，则采用倾向于冷能存储的第二控制策略方法；所述第二控制策略方法为调取当前运行时段的环境温度，当前环境温度小于第一温度阈值时，则控制冷能产能设备按照当前运行时段产生的冷能总值的第二预设百分比优先向直接向冬季冷能储能设备中输送冷能；同时判断当前用户是否需要热能，若需要控制光伏产能设备将产生的热能向用户终端供给输送，并将多余的热能输送到夏季热能储能设备中。
优选的，作为一种可实施方案；所述第一预设百分比为70-90％之间的固定取值；所述第二预设百分比为90-95％之间的固定取值。
优选的，作为一种可实施方案；所述第一光照强度为本地地区上一年度的夏季光照强度的平均值；所述第一温度阈值为本地地区上一年度的冬季温度的平均值。
优选的，作为一种可实施方案；在执行步骤S20同时还包括如下操作：
步骤S21：检测若热能储备数值低于或等于最低储备数值时，则控制当前运行时段内停止夏季热能储能设备向用户终端输送热能操作；
步骤S22：检测若冷能储备数值低于或等于最低储备数值时，则控制当前运行时段内停止冬季冷能储能设备向用户终端输送冷能操作。
优选的，作为一种可实施方案；在夏季热能储能设备、冬季冷能储能设备上设置有电子控制阀；在能源调度控制器认定当前时刻的热能储能数值达到热能容量极限数值时，所述能源调度控制器控制夏季热能储能设备上的电子控制阀关闭，停止向夏季热能储能设备输送热能。
优选的，作为一种可实施方案；在能源调度控制器认定当前时刻的冷能储能数值达到冷能容量极限数值时，所述能源调度控制器控制冬季冷能储能设备上的电子控制阀关闭，停止向冬季冷能储能设备输送冷能。
优选的，作为一种可实施方案；检测当前运行时段是否为春季或秋季，若是，则采用平衡储能的第三控制策略方法；所述第三控制策略方法为调取当前运行时段的光照强度，当前光照强度大于第二光照强度时，则控制光伏产能设备将按照当前运行时段产生的热能总值的第一预设百分比优先向直接向夏季热能储能设备中输送热能；同时调取当前运行时段的环境温度，当前环境温度小于第二温度阈值时，则控制冷能产能设备按照当前运行时段产生的冷能总值的第二预设百分比优先向直接向冬季冷能储能设备中输送冷能。
优选的，作为一种可实施方案；所述第二光照强度的数值小于所述第一光照强度的数值，且所述第二温度阈值的数值大于所述第一温度阈值的数值。
优选的，作为一种可实施方案；在步骤S30之前，还包括如下操作步骤：所述控制中心检测当前用户终端，对当前用户终端的热能需求值和冷能需求值进行计算；所述控制中心将当前用户终端的热能需求值和冷能需求值发送给能源调度控制器。
本申请提供的四季智慧温室及控制方法，具有的技术效果有：
分析本发明实施例提供的上述四季智慧温室及控制方法可知，其中四季智慧温室主要设计有夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备、能源调度控制器、控制中心以及多个用户终端；其中，所述能源调度控制器包括指令接收模块、实时检测模块、控制策略执行模块；所述控制中心与所述能源调度控制器建立网络通信连接，且所述能源调度控制器分别与夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备接口连接；
在具体应用时，根据当前运行时段的所处季节以及光照强度、环境温度进行热能储能的操作和冷能储能操作：检测当前运行时段是否为夏季，若是，则采用倾向于热能储存的第一控制策略方法；所述第一控制策略方法为调取当前运行时段的光照强度，当前光照强度大于第一光照强度时，则控制光伏产能设备将按照当前运行时段产生的热能总值的第一预设百分比优先向直接向夏季热能储能设备中输送热能；同时判断当前用户是否需要冷能，若需要控制冬季冷能储能设备向用户终端供给冷能；
检测当前运行时段是否为冬季，若是，则采用倾向于冷能存储的第二控制策略方法；所述第二控制策略方法为调取当前运行时段的环境温度，当前环境温度小于第一温度阈值时，则控制冷能产能设备按照当前运行时段产生的冷能总值的第二预设百分比优先向直接向冬季冷能储能设备中输送冷能；同时判断当前用户是否需要热能，若需要控制光伏产能设备将产生的热能向用户终端供给输送，并将多余的热能输送到夏季热能储能设备中。
本发明实施例采用上述技术方案充分考虑了夏冬季储能系统的使用效率以及系统运行特点以及光照强度以及环境温度等信息，根据当前运行时段的所处季节以及光照强度、环境温度进行热能储能的操作和冷能储能操作，从而实现了针对倾向于热能储存的第一控制策略方法以及针对冷能存储的第二控制策略方法分别进行相应的处理操作，最终实现四季智慧温室的智能控制策略。
附图说明
图1为四季智慧温室的整体架构示意图；
图2为四季智慧温室中的能源调度控制器的具体原理示意图；
图3为四季智慧温室控制方法的主要流程示意图；
图4为四季智慧温室控制方法的具体流程示意图。
标号：能源调度控制器10；控制中心20；用户终端30；指令接收模块11；实时检测模块12；控制策略执行模块13。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限值本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一：
本发明提供了一种四季智慧温室，包括夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备、能源调度控制器10、控制中心20以及多个用户终端30；
其中，所述能源调度控制器10包括指令接收模块11、实时检测模块12、控制策略执行模块13；所述控制中心与所述能源调度控制器建立网络通信连接，且所述能源调度控制器分别与夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备接口连接；
所述指令接收模块11，用于接收控制中心向能源调度控制器发送启动控制指令以及检测控制指令；
所述实时检测模块12，用于实时向夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备发送指令进行检测，计算得到当前夏季热能储能设备的热能储备数值以及当前冬季冷能储能设备的冷能储备数值，若热能储备数值和当前冷能储备数值均满足高于最低储备数值时，发送给控制策略执行模块执行相应操作；
所述控制策略执行模块13，用于根据当前运行时段的所处季节以及光照强度、环境温度进行热能储能的操作和冷能储能操作：
检测当前运行时段是否为夏季，若是，则采用倾向于热能储存的第一控制策略方法；所述第一控制策略方法为调取当前运行时段的光照强度，当前光照强度大于第一光照强度时，则控制光伏产能设备将按照当前运行时段产生的热能总值的第一预设百分比优先向直接向夏季热能储能设备中输送热能；同时判断当前用户是否需要冷能，若需要控制冬季冷能储能设备向用户终端供给冷能；
检测当前运行时段是否为冬季，若是，则采用倾向于冷能存储的第二控制策略方法；所述第二控制策略方法为调取当前运行时段的环境温度，当前环境温度小于第一温度阈值时，则控制冷能产能设备按照当前运行时段产生的冷能总值的第二预设百分比优先向直接向冬季冷能储能设备中输送冷能；同时判断当前用户是否需要热能，若需要控制光伏产能设备将产生的热能向用户终端供给输送，并将多余的热能输送到夏季热能储能设备中。
分析本发明实施例提供的上述四季智慧温室及控制方法可知，其中四季智慧温室主要设计有夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备、能源调度控制器、控制中心以及多个用户终端；其中，所述能源调度控制器包括指令接收模块、实时检测模块、控制策略执行模块；所述控制中心与所述能源调度控制器建立网络通信连接，且所述能源调度控制器分别与夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备接口连接；
本发明实施例采用上述技术方案充分考虑了夏冬季储能系统的使用效率以及系统运行特点以及光照强度以及环境温度等信息，根据当前运行时段的所处季节以及光照强度、环境温度进行热能储能的操作和冷能储能操作，从而实现了针对倾向于热能储存的第一控制策略方法以及针对冷能存储的第二控制策略方法分别进行相应的处理操作，最终实现四季智慧温室的智能控制策略。
实施例二
相应地，本发明实施例二提供了一种四季智慧温室控制方法，对四季智慧温室实施智能控制，包括如下操作步骤：
步骤S10:控制中心向能源调度控制器发送启动控制指令以及检测控制指令；
步骤S20:能源调度控制器实时向夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备发送指令进行检测，计算得到当前夏季热能储能设备的热能储备数值以及当前冬季冷能储能设备的冷能储备数值，若热能储备数值和当前冷能储备数值均满足高于最低储备数值时，执行步骤S30；
步骤S30:根据当前运行时段的所处季节以及光照强度、环境温度进行热能储能的操作和冷能储能操作：
检测当前运行时段是否为夏季，若是，则采用倾向于热能储存的第一控制策略方法；所述第一控制策略方法为调取当前运行时段的光照强度，当前光照强度大于第一光照强度时，则控制光伏产能设备将按照当前运行时段产生的热能总值的第一预设百分比优先向直接向夏季热能储能设备中输送热能；同时判断当前用户是否需要冷能，若需要控制冬季冷能储能设备向用户终端供给冷能；
检测当前运行时段是否为冬季，若是，则采用倾向于冷能存储的第二控制策略方法；所述第二控制策略方法为调取当前运行时段的环境温度，当前环境温度小于第一温度阈值时，则控制冷能产能设备按照当前运行时段产生的冷能总值的第二预设百分比优先向直接向冬季冷能储能设备中输送冷能；同时判断当前用户是否需要热能，若需要控制光伏产能设备将产生的热能向用户终端供给输送，并将多余的热能输送到夏季热能储能设备中。
优选的，作为一种可实施方案；所述第一预设百分比为70-90％之间的固定取值；所述第二预设百分比为90-95％之间的固定取值。
优选的，作为一种可实施方案；所述第一光照强度为本地地区上一年度的夏季光照强度的平均值；所述第一温度阈值为本地地区上一年度的冬季温度的平均值。
优选的，作为一种可实施方案；在执行步骤S20同时还包括如下操作：
步骤S21：检测若热能储备数值低于或等于最低储备数值时，则控制当前运行时段内停止夏季热能储能设备向用户终端输送热能操作；
步骤S22：检测若冷能储备数值低于或等于最低储备数值时，则控制当前运行时段内停止冬季冷能储能设备向用户终端输送冷能操作。
优选的，作为一种可实施方案；在夏季热能储能设备、冬季冷能储能设备上设置有电子控制阀；在能源调度控制器认定当前时刻的热能储能数值达到热能容量极限数值时，所述能源调度控制器控制夏季热能储能设备上的电子控制阀关闭，停止向夏季热能储能设备输送热能。
优选的，作为一种可实施方案；在能源调度控制器认定当前时刻的冷能储能数值达到冷能容量极限数值时，所述能源调度控制器控制冬季冷能储能设备上的电子控制阀关闭，停止向冬季冷能储能设备输送冷能。
优选的，作为一种可实施方案；检测当前运行时段是否为春季或秋季，若是，则采用平衡储能的第三控制策略方法；所述第三控制策略方法为调取当前运行时段的光照强度，当前光照强度大于第二光照强度时，则控制光伏产能设备将按照当前运行时段产生的热能总值的第一预设百分比优先向直接向夏季热能储能设备中输送热能；同时调取当前运行时段的环境温度，当前环境温度小于第二温度阈值时，则控制冷能产能设备按照当前运行时段产生的冷能总值的第二预设百分比优先向直接向冬季冷能储能设备中输送冷能。
优选的，作为一种可实施方案；所述第二光照强度的数值小于所述第一光照强度的数值，且所述第二温度阈值的数值大于所述第一温度阈值的数值。
优选的，作为一种可实施方案；在步骤S30之前，还包括如下操作步骤：所述控制中心检测当前用户终端，对当前用户终端的热能需求值和冷能需求值进行计算；所述控制中心将当前用户终端的热能需求值和冷能需求值发送给能源调度控制器。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种四季智慧温室，其特征在于，包括夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备、能源调度控制器、控制中心以及多个用户终端；
其中，所述能源调度控制器包括指令接收模块、实时检测模块、控制策略执行模块；所述控制中心与所述能源调度控制器建立网络通信连接，且所述能源调度控制器分别与夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备接口连接；
所述指令接收模块，用于接收控制中心向能源调度控制器发送启动控制指令以及检测控制指令；
所述实时检测模块，用于实时向夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备发送指令进行检测，计算得到当前夏季热能储能设备的热能储备数值以及当前冬季冷能储能设备的冷能储备数值，若热能储备数值和当前冷能储备数值均满足高于最低储备数值时，发送给控制策略执行模块执行相应操作；
所述控制策略执行模块，用于根据当前运行时段的所处季节以及光照强度、环境温度进行热能储能的操作和冷能储能操作：
检测当前运行时段是否为夏季，若是，则采用倾向于热能储存的第一控制策略方法；所述第一控制策略方法为调取当前运行时段的光照强度，当前光照强度大于第一光照强度时，则控制光伏产能设备将按照当前运行时段产生的热能总值的第一预设百分比优先向直接向夏季热能储能设备中输送热能；同时判断当前用户是否需要冷能，若需要控制冬季冷能储能设备向用户终端供给冷能；
检测当前运行时段是否为冬季，若是，则采用倾向于冷能存储的第二控制策略方法；所述第二控制策略方法为调取当前运行时段的环境温度，当前环境温度小于第一温度阈值时，则控制冷能产能设备按照当前运行时段产生的冷能总值的第二预设百分比优先向直接向冬季冷能储能设备中输送冷能；同时判断当前用户是否需要热能，若需要控制光伏产能设备将产生的热能向用户终端供给输送，并将多余的热能输送到夏季热能储能设备中。
2.一种四季智慧温室控制方法，其特征在于，对权利要求1所述的四季智慧温室实施智能控制，包括如下操作步骤：
步骤S10:控制中心向能源调度控制器发送启动控制指令以及检测控制指令；
步骤S20:能源调度控制器实时向夏季热能储能设备以及冬季冷能储能设备发送指令进行检测，计算得到当前夏季热能储能设备的热能储备数值以及当前冬季冷能储能设备的冷能储备数值，若热能储备数值和当前冷能储备数值均满足高于最低储备数值时，执行步骤S30；
步骤S30:根据当前运行时段的所处季节以及光照强度、环境温度进行热能储能的操作和冷能储能操作：
检测当前运行时段是否为夏季，若是，则采用倾向于热能储存的第一控制策略方法；所述第一控制策略方法为调取当前运行时段的光照强度，当前光照强度大于第一光照强度时，则控制光伏产能设备将按照当前运行时段产生的热能总值的第一预设百分比优先向直接向夏季热能储能设备中输送热能；同时判断当前用户是否需要冷能，若需要控制冬季冷能储能设备向用户终端供给冷能；
检测当前运行时段是否为冬季，若是，则采用倾向于冷能存储的第二控制策略方法；所述第二控制策略方法为调取当前运行时段的环境温度，当前环境温度小于第一温度阈值时，则控制冷能产能设备按照当前运行时段产生的冷能总值的第二预设百分比优先向直接向冬季冷能储能设备中输送冷能；同时判断当前用户是否需要热能，若需要控制光伏产能设备将产生的热能向用户终端供给输送，并将多余的热能输送到夏季热能储能设备中。
3.如权利要求2的四季智慧温室控制方法，其特征在于，所述第一预设百分比为70-90％之间的固定取值；所述第二预设百分比为90-95％之间的固定取值。
4.如权利要求3的四季智慧温室控制方法，其特征在于，所述第一光照强度为本地地区上一年度的夏季光照强度的平均值；所述第一温度阈值为本地地区上一年度的冬季温度的平均值。
5.如权利要求4的四季智慧温室控制方法，其特征在于，在执行步骤S20同时还包括如下操作：
步骤S21：检测若热能储备数值低于或等于最低储备数值时，则控制当前运行时段内停止夏季热能储能设备向用户终端输送热能操作；
步骤S22：检测若冷能储备数值低于或等于最低储备数值时，则控制当前运行时段内停止冬季冷能储能设备向用户终端输送冷能操作。
6.如权利要求5的四季智慧温室控制方法，其特征在于，在夏季热能储能设备、冬季冷能储能设备上设置有电子控制阀；在能源调度控制器认定当前时刻的热能储能数值达到热能容量极限数值时，所述能源调度控制器控制夏季热能储能设备上的电子控制阀关闭，停止向夏季热能储能设备输送热能。
7.如权利要求6的四季智慧温室控制方法，其特征在于，在能源调度控制器认定当前时刻的冷能储能数值达到冷能容量极限数值时，所述能源调度控制器控制冬季冷能储能设备上的电子控制阀关闭，停止向冬季冷能储能设备输送冷能。
8.如权利要求7的四季智慧温室控制方法，其特征在于，检测当前运行时段是否为春季或秋季，若是，则采用平衡储能的第三控制策略方法；所述第三控制策略方法为调取当前运行时段的光照强度，当前光照强度大于第二光照强度时，则控制光伏产能设备将按照当前运行时段产生的热能总值的第一预设百分比优先向直接向夏季热能储能设备中输送热能；同时调取当前运行时段的环境温度，当前环境温度小于第二温度阈值时，则控制冷能产能设备按照当前运行时段产生的冷能总值的第二预设百分比优先向直接向冬季冷能储能设备中输送冷能。
9.如权利要求8的四季智慧温室控制方法，其特征在于，所述第二光照强度的数值小于所述第一光照强度的数值，且所述第二温度阈值的数值大于所述第一温度阈值的数值。
10.如权利要求9的四季智慧温室控制方法，其特征在于，在步骤S30之前，还包括如下操作步骤：所述控制中心检测当前用户终端，对当前用户终端的热能需求值和冷能需求值进行计算；所述控制中心将当前用户终端的热能需求值和冷能需求值发送给能源调度控制器。
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