CN114362176A - 一种方舱核酸实验室混合供电用稳定系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种方舱核酸实验室混合供电用稳定系统，所述稳定系统包括用电分析模块、混合供电模块以及供电分配模块；所述用电分析模块用于对实验室的用电量进行估算；所述用电分析模块包括基础用电获取单元、人员登记获取单元以及用电趋势分析单元；所述基础用电获取单元用于获取实验室内的基础用电设备的用电量；所述人员登记获取模块用于获取登记进入实验室的人员名单；所述用电趋分析单元用于对登记获取模块以及基础用电设备的用电量进行分析得到用电趋势结果，本发明能够对方舱核酸实验室采用混合供电的方式，并且能够有效提高混合供电的稳定性，以解决现有的移动式的方舱核酸实验室供电能源消耗量大，供电不够稳定的问题。

Description

一种方舱核酸实验室混合供电用稳定系统

技术领域

本发明涉及核酸实验室供电技术领域，尤其涉及一种方舱核酸实验室混合供电用稳定系统。

背景技术

方舱实验室严格按照生物安全要求，有独立的生物密闭与空气处理装置，设置有试剂准备间、样本处理间、PCR扩增间、洗消间，各区域相互独立，不互通气流，能实现人流、样本流、污物流的相互分离，确保检测人员和环境安全。混合供电是采用先进的智能控制与功率变换技术，联合风力发电、光伏发电、柴油发电、市电、蓄电池一体化的供电方式，具有供电效率高，供电支出较少，输出的电能更加稳定，可靠，持续等有优点。混合供电包括油混解决方案、光混解决方案、电混解决方案等。

现有的技术中，方舱核酸实验室通常设置为可移动式的结构，能够满足不同地区的核酸检测需求，但是可移动的实验室对于供电的要求也比较复杂，由于其地区变化性较大，很难采用市电进行供电，同时采用单一的发电供电单元进行供电时对于能源的消耗较大，但是现有的用于方舱核酸实验室的混合供电系统，供电不够稳定，导致实验室的工作出现阻碍。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种方舱核酸实验室混合供电用稳定系统，能够对方舱核酸实验室采用混合供电的方式，并且能够有效提高混合供电的稳定性，以解决现有的移动式的方舱核酸实验室供电能源消耗量大，供电不够稳定的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种方舱核酸实验室混合供电用稳定系统，所述稳定系统包括用电分析模块、混合供电模块以及供电分配模块；

所述用电分析模块用于对实验室的用电量进行估算；所述用电分析模块包括基础用电获取单元、人员登记获取单元以及用电趋势分析单元；所述基础用电获取单元用于获取实验室内的基础用电设备的用电量；所述人员登记获取模块用于获取登记进入实验室的人员名单；所述用电趋分析单元用于对登记获取模块以及基础用电设备的用电量进行分析得到用电趋势结果；

所述混合供电模块用于通过若干混合供电单元对实验室进行供电；

所述供电分配模块用于根据用电趋势结果对混合供电模块进行供电控制。

进一步地，所述基础用电获取单元配置有基础用电获取策略，所述基础用电获取策略包括：对实验室内的基础用电设备进行标号，将实验室内的基础用电设备依次标记为SY1至SYi，SY1表示标记的第一个基础用电设备，SYi表示标记的第i个基础用电设备；

检测当新的人员加入到实验室后每个基础用电设备的用电量变化情况，根据变化情况得到每个基础用电设备的用电量与人员变化的公式，将公式依次标记为Yd1=a1×R至Ydi=ai×R，其中Yd1为第一个基础用电设备的用电量，a1为第一个基础用电设备与人员数量之间的关联近似系数，R为人员变化数量的代表符号，Ydi为第i个基础用电设备的用电量，ai为第i个基础用电设备与人员数量之间的关联近似系数；

然后将Yd1到Ydi进行相加后用总公式YZi进行表示；YZi表示总的基础用电设备的总用电量与人员数量之间的变化值。

进一步地，所述人员登记获取单元配置有人员登记策略，所述人员登记策略包括：预先对将要进入实验室的人员进行登记，每增加一个进入的人员进行进入人员的数量叠加，并标记为进入人员；

然后对实验室内已经存在的人员数量进行获取，并标记为已存人员；

再获取即将从实验室内出去的人员数量，并标记为离开人员。

进一步地，所述用电趋势分析单元配置有用电趋势分析策略，所述用电趋势分析策略包括：将已存人员的数量减去离开人员的数量，得到第一人员存量，再将第一人员存量与进入人员的数量进行相加得到第二人员存量；

通过第一人员存量得到对应的总的基础用电设备的总用电量，并标记为Ydc1；通过第二人员存量得到对应的总的基础用电设备的总用电量，并标记为Ydc2；将Ydc2减去Ydc1得到用电增加量，通过用电增加量得到用电趋势结果。

进一步地，所述混合供电单元还包括总控配电柜，所述总控配电柜分别与若干混合供电单元相连接，所述总控配电柜用于将若干混合供电单元供应的电力输送给实验室；

所述混合供电单元中的若干混合供电单元设置为新能源供电单元、发电供电单元以及储电供电单元；所述新能源供电单元设置为风力发电和太阳能发电进行供电；所述发电供电单元设置为发电机进行供电；所述储电供电单元设置为蓄电池进行供电。

进一步地，所述供电分配模块包括供电时间配置单元，所述供电时间配置单元配置有供电时间配置策略，所述供电时间配置策略包括：将一天的时间从当地的日出时间到日落时间划分为白天时间段，将剩余的时间段划分为夜间时间段，对多日的白天时间段和夜间时间段的总用电量进行获取，得到多日的夜间时间段与白天时间段的总用电量的比值，并将比值标记为BZY。

进一步地，所述供电分配模块还包括混合供电分配单元；所述混合供电分配单元配置有混合供电配置策略，所述混合供电配置策略包括：当Ydc1小于等于第一基础用电阈值时，优先采用新能源供电单元进行独立供电；当Ydc1大于第一基础用电阈值且小于等于第二基础用电阈值时，采用新能源供电单元和储电供电单元进行混合供电；当Ydc1大于第二基础用电阈值时，采用发电供电单元和新能源供电单元进行混合供电。

进一步地，所述供电分配模块还包括用电变化供电分配单元；所述用电变化供电分配单元包括：当处于白天时间段进行供电时，采用白天时间段用电趋势公式计算得到白天用电趋势量；

当白天用电趋势量小于等于第一白天趋势阈值时，采用新能源供电单元进行供电；当白天用电趋势量大于第一白天趋势阈值且小于等于第二白天趋势阈值时，采用新能源供电单元和储电供电单元进行混合供电；当白天用电趋势量大于第二白天趋势阈值时，采用新能源供电单元和发电供电单元进行混合供电；

当处于夜间时间段进行供电时，采用夜间时间段用电趋势公式计算得到夜间用电趋势量；

当夜间用电趋势量小于等于第一夜间趋势阈值时，采用新能源供电单元进行供电；当夜间用电趋势量大于第一夜间趋势阈值且小于等于第二夜间趋势阈值时，采用新能源供电单元和储电供电单元进行混合供电；当夜间用电趋势量大于第二夜间趋势阈值时，采用新能源供电单元、发电供电单元以及储电供电单元进行混合供电。

进一步地，所述白天时间段用电趋势公式配置为：

；夜间时间段用电趋势公式配置为：

；其中，Yqb为白天用电趋势量，y1为白天用电趋势平衡系数，Yqy为夜间用电趋势量，y2为夜间用电趋势平衡系数。

本发明的有益效果：本发明通过用电分析模块能够对实验室的用电量进行估算，其中通过基础用电获取单元能够获取实验室内的基础用电设备的用电量，通过人员登记获取模块能够获取登记进入实验室的人员名单，再通过用电趋分析单元能够对登记获取模块以及基础用电设备的用电量进行分析得到用电趋势结果，最后通过供电分配模块能够根据用电趋势结果对混合供电模块进行供电控制，其中混合供电模块能够通过若干混合供电单元对实验室进行供电，本发明能够在混合供电的基础上，根据进入核酸实验室人员的变化情况，及时调整混合供电的侧重，从而在提高能源合理利用的基础上，增加混合供电的稳定性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的系统原理框图。

图2为混合供电模块的单元连接示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1所示，一种方舱核酸实验室混合供电用稳定系统，所述稳定系统包括用电分析模块、混合供电模块以及供电分配模块；

所述用电分析模块用于对实验室的用电量进行估算；所述用电分析模块包括基础用电获取单元、人员登记获取单元以及用电趋势分析单元；所述基础用电获取单元用于获取实验室内的基础用电设备的用电量；所述基础用电获取单元配置有基础用电获取策略，所述基础用电获取策略包括：对实验室内的基础用电设备进行标号，将实验室内的基础用电设备依次标记为SY1至SYi，SY1表示标记的第一个基础用电设备，SYi表示标记的第i个基础用电设备；检测当新的人员加入到实验室后每个基础用电设备的用电量变化情况，根据变化情况得到每个基础用电设备的用电量与人员变化的公式，将公式依次标记为Yd1=a1×R至Ydi=ai×R，其中Yd1为第一个基础用电设备的用电量，a1为第一个基础用电设备与人员数量之间的关联近似系数，R为人员变化数量的代表符号，Ydi为第i个基础用电设备的用电量，ai为第i个基础用电设备与人员数量之间的关联近似系数；然后将Yd1到Ydi进行相加后用总公式YZi进行表示；YZi表示总的基础用电设备的总用电量与人员数量之间的变化值。每增加一个人员检测，所耗费的电量都是在增加的，并且实验室内最主要的用电量变化都是外界人员增加所带来的电量消耗，因此，提供人员变化对设备用电量的影响，能够提高对供电端进行供电分配的参考依据。其中，人员变化与设备用电量的变化关系采用若干次的数据进行分析后得到的一个近似比例系数，具体的参考用电量要大于分析得到的实际用电量，从而保证供电的稳定和安全。

所述人员登记获取模块用于获取登记进入实验室的人员名单；所述人员登记获取单元配置有人员登记策略，所述人员登记策略包括：预先对将要进入实验室的人员进行登记，每增加一个进入的人员进行进入人员的数量叠加，并标记为进入人员；然后对实验室内已经存在的人员数量进行获取，并标记为已存人员；再获取即将从实验室内出去的人员数量，并标记为离开人员。通过进入人员、已存人员以及离开人员的获取，能够获取实验室实时的人员变化情况。

所述用电趋分析单元用于对登记获取模块以及基础用电设备的用电量进行分析得到用电趋势结果；所述用电趋势分析单元配置有用电趋势分析策略，所述用电趋势分析策略包括：将已存人员的数量减去离开人员的数量，得到第一人员存量，再将第一人员存量与进入人员的数量进行相加得到第二人员存量；通过第一人员存量得到对应的总的基础用电设备的总用电量，并标记为Ydc1；通过第二人员存量得到对应的总的基础用电设备的总用电量，并标记为Ydc2；将Ydc2减去Ydc1得到用电增加量，通过用电增加量得到用电趋势结果。通过对人员变化的分析，并对应到设备的用电量，从而将人员变化情况转化为用电量的变化情况，便于后续供电端的供电参考。

请参阅图2所示，所述混合供电模块用于通过若干混合供电单元对实验室进行供电；所述混合供电单元还包括总控配电柜，所述总控配电柜分别与若干混合供电单元相连接，所述总控配电柜用于将若干混合供电单元供应的电力输送给实验室；所述混合供电单元中的若干混合供电单元设置为新能源供电单元、发电供电单元以及储电供电单元；所述新能源供电单元设置为风力发电和太阳能发电进行供电；所述发电供电单元设置为发电机进行供电；所述储电供电单元设置为蓄电池进行供电。其中，新能源供电单元受到天气的变化最大，因此需要提供稳定的发电供电单元和储电供电单元进行补充。

所述供电分配模块用于根据用电趋势结果对混合供电模块进行供电控制。所述供电分配模块包括供电时间配置单元，所述供电时间配置单元配置有供电时间配置策略，所述供电时间配置策略包括：将一天的时间从当地的日出时间到日落时间划分为白天时间段，将剩余的时间段划分为夜间时间段，对多日的白天时间段和夜间时间段的总用电量进行获取，得到多日的夜间时间段与白天时间段的总用电量的比值，并将比值标记为BZY。

所述供电分配模块还包括混合供电分配单元；所述混合供电分配单元配置有混合供电配置策略，所述混合供电配置策略包括：当Ydc1小于等于第一基础用电阈值时，优先采用新能源供电单元进行独立供电；当Ydc1大于第一基础用电阈值且小于等于第二基础用电阈值时，采用新能源供电单元和储电供电单元进行混合供电；当Ydc1大于第二基础用电阈值时，采用发电供电单元和新能源供电单元进行混合供电。

所述供电分配模块还包括用电变化供电分配单元；所述用电变化供电分配单元包括：当处于白天时间段进行供电时，采用白天时间段用电趋势公式计算得到白天用电趋势量；当白天用电趋势量小于等于第一白天趋势阈值时，采用新能源供电单元进行供电；当白天用电趋势量大于第一白天趋势阈值且小于等于第二白天趋势阈值时，采用新能源供电单元和储电供电单元进行混合供电；当白天用电趋势量大于第二白天趋势阈值时，采用新能源供电单元和发电供电单元进行混合供电；第二白天趋势阈值大于第一白天趋势阈值，其中白天状态下，新能源供电单元中的风力发电和太阳能发电能够发挥作用，并且在白天状态下，灯对于电量的消耗也较少，因此白天状态下，新能源供电单元所能承受的范围也较大。

当处于夜间时间段进行供电时，采用夜间时间段用电趋势公式计算得到夜间用电趋势量；当夜间用电趋势量小于等于第一夜间趋势阈值时，采用新能源供电单元进行供电；当夜间用电趋势量大于第一夜间趋势阈值且小于等于第二夜间趋势阈值时，采用新能源供电单元和储电供电单元进行混合供电；当夜间用电趋势量大于第二夜间趋势阈值时，采用新能源供电单元、发电供电单元以及储电供电单元进行混合供电；第二夜间趋势阈值大于第一夜间趋势阈值，当处于夜间状态时，灯等电量的消耗会增加，并且夜间状态下新能源供电单元中的太阳能发电会极大降低，因此当夜间用电趋势量大于第二夜间趋势阈值时，需要采用三组混合供电的方式。

所述白天时间段用电趋势公式配置为：

；夜间时间段用电趋势公式配置为：

；其中，Yqb为白天用电趋势量，y1为白天用电趋势平衡系数，Yqy为夜间用电趋势量，y2为夜间用电趋势平衡系数。其中，y1和y2分别根据之前若干次实验室的用电情况的实验得到，y1和y2的取值分别大于零。

工作原理：本发明通过用电分析模块能够对实验室的用电量进行估算，其中通过基础用电获取单元能够获取实验室内的基础用电设备的用电量，通过人员登记获取模块能够获取登记进入实验室的人员名单，再通过用电趋分析单元能够对登记获取模块以及基础用电设备的用电量进行分析得到用电趋势结果，最后通过供电分配模块能够根据用电趋势结果对混合供电模块进行混合供电控制。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种方舱核酸实验室混合供电用稳定系统，其特征在于，所述稳定系统包括用电分析模块、混合供电模块以及供电分配模块；

所述用电分析模块用于对实验室的用电量进行估算；所述用电分析模块包括基础用电获取单元、人员登记获取单元以及用电趋势分析单元；所述基础用电获取单元用于获取实验室内的基础用电设备的用电量；所述人员登记获取模块用于获取登记进入实验室的人员名单；所述用电趋分析单元用于对登记获取模块以及基础用电设备的用电量进行分析得到用电趋势结果；

所述混合供电模块用于通过若干混合供电单元对实验室进行供电；

所述供电分配模块用于根据用电趋势结果对混合供电模块进行供电控制。

2.根据权利要求1所述的一种方舱核酸实验室混合供电用稳定系统，其特征在于，所述基础用电获取单元配置有基础用电获取策略，所述基础用电获取策略包括：对实验室内的基础用电设备进行标号，将实验室内的基础用电设备依次标记为SY1至SYi，SY1表示标记的第一个基础用电设备，SYi表示标记的第i个基础用电设备；

检测当新的人员加入到实验室后每个基础用电设备的用电量变化情况，根据变化情况得到每个基础用电设备的用电量与人员变化的公式，将公式依次标记为Yd1=a1×R至Ydi=ai×R，其中Yd1为第一个基础用电设备的用电量，a1为第一个基础用电设备与人员数量之间的关联近似系数，R为人员变化数量的代表符号，Ydi为第i个基础用电设备的用电量，ai为第i个基础用电设备与人员数量之间的关联近似系数；

然后将Yd1到Ydi进行相加后用总公式YZi进行表示；YZi表示总的基础用电设备的总用电量与人员数量之间的变化值。

3.根据权利要求2所述的一种方舱核酸实验室混合供电用稳定系统，其特征在于，所述人员登记获取单元配置有人员登记策略，所述人员登记策略包括：预先对将要进入实验室的人员进行登记，每增加一个进入的人员进行进入人员的数量叠加，并标记为进入人员；

然后对实验室内已经存在的人员数量进行获取，并标记为已存人员；

再获取即将从实验室内出去的人员数量，并标记为离开人员。

4.根据权利要求3所述的一种方舱核酸实验室混合供电用稳定系统，其特征在于，所述用电趋势分析单元配置有用电趋势分析策略，所述用电趋势分析策略包括：将已存人员的数量减去离开人员的数量，得到第一人员存量，再将第一人员存量与进入人员的数量进行相加得到第二人员存量；

通过第一人员存量得到对应的总的基础用电设备的总用电量，并标记为Ydc1；通过第二人员存量得到对应的总的基础用电设备的总用电量，并标记为Ydc2；将Ydc2减去Ydc1得到用电增加量，通过用电增加量得到用电趋势结果。

5.根据权利要求4所述的一种方舱核酸实验室混合供电用稳定系统，其特征在于，所述混合供电单元还包括总控配电柜，所述总控配电柜分别与若干混合供电单元相连接，所述总控配电柜用于将若干混合供电单元供应的电力输送给实验室；

所述混合供电单元中的若干混合供电单元设置为新能源供电单元、发电供电单元以及储电供电单元；所述新能源供电单元设置为风力发电和太阳能发电进行供电；所述发电供电单元设置为发电机进行供电；所述储电供电单元设置为蓄电池进行供电。

6.根据权利要求5所述的一种方舱核酸实验室混合供电用稳定系统，其特征在于，所述供电分配模块包括供电时间配置单元，所述供电时间配置单元配置有供电时间配置策略，所述供电时间配置策略包括：将一天的时间从当地的日出时间到日落时间划分为白天时间段，将剩余的时间段划分为夜间时间段，对多日的白天时间段和夜间时间段的总用电量进行获取，得到多日的夜间时间段与白天时间段的总用电量的比值，并将比值标记为BZY。

7.根据权利要求6所述的一种方舱核酸实验室混合供电用稳定系统，其特征在于，所述供电分配模块还包括混合供电分配单元；所述混合供电分配单元配置有混合供电配置策略，所述混合供电配置策略包括：当Ydc1小于等于第一基础用电阈值时，优先采用新能源供电单元进行独立供电；当Ydc1大于第一基础用电阈值且小于等于第二基础用电阈值时，采用新能源供电单元和储电供电单元进行混合供电；当Ydc1大于第二基础用电阈值时，采用发电供电单元和新能源供电单元进行混合供电。

8.根据权利要求7所述的一种方舱核酸实验室混合供电用稳定系统，其特征在于，所述供电分配模块还包括用电变化供电分配单元；所述用电变化供电分配单元包括：当处于白天时间段进行供电时，采用白天时间段用电趋势公式计算得到白天用电趋势量；

当白天用电趋势量小于等于第一白天趋势阈值时，采用新能源供电单元进行供电；当白天用电趋势量大于第一白天趋势阈值且小于等于第二白天趋势阈值时，采用新能源供电单元和储电供电单元进行混合供电；当白天用电趋势量大于第二白天趋势阈值时，采用新能源供电单元和发电供电单元进行混合供电；

当处于夜间时间段进行供电时，采用夜间时间段用电趋势公式计算得到夜间用电趋势量；

当夜间用电趋势量小于等于第一夜间趋势阈值时，采用新能源供电单元进行供电；当夜间用电趋势量大于第一夜间趋势阈值且小于等于第二夜间趋势阈值时，采用新能源供电单元和储电供电单元进行混合供电；当夜间用电趋势量大于第二夜间趋势阈值时，采用新能源供电单元、发电供电单元以及储电供电单元进行混合供电。

9.根据权利要求8所述的一种方舱核酸实验室混合供电用稳定系统，其特征在于，所述白天时间段用电趋势公式配置为：

；夜间时间段用电趋势公式配置为：

；其中，Yqb为白天用电趋势量，y1为白天用电趋势平衡系数，Yqy为夜间用电趋势量，y2为夜间用电趋势平衡系数。

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