CN117031933A - 一种零碳建筑用能源系统控制装置 - Google Patents
一种零碳建筑用能源系统控制装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117031933A CN117031933A CN202310694743.2A CN202310694743A CN117031933A CN 117031933 A CN117031933 A CN 117031933A CN 202310694743 A CN202310694743 A CN 202310694743A CN 117031933 A CN117031933 A CN 117031933A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- snow
- rain
- unit
- data
- control instruction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 62
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 16
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 3
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 abstract description 7
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 23
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 5
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 5
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
- G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
本发明公开了一种零碳建筑用能源系统控制装置,涉及监测控制调节系统技术领域,该控制装置,包括雨雪量监测单元、合并单元、识别单元、处理单元和控制单元;由雨雪量监测单元对能源系统中运行的太阳能辐射板,以空间轴和时间轴的形式进行雨雪量的监测,获取得到若干个第一雨雪量Yxx数据和第二雨雪量Yxy数据,并进行筛选和合并生成雨雪影响数据集和相对应的多维度数据集,关联温度值Wd数据,分析获得结冰指数Jb,并生成第一控制指令和第二控制指令,进行判断和分析获得优先级控制指令,采取适当的控制策略,并通过定位单元实时追踪太阳能辐射板的定位坐标,可以减少雨雪频繁导致对太阳能辐射板的性能影响,提高能源系统的效率和寿命。
Description
技术领域
本发明涉及监测控制调节系统技术领域,具体为一种零碳建筑用能源系统控制装置。
背景技术
随着全球气候变暖和能源危机的日益严重,各国政府和国际组织纷纷提出了低碳、绿色、可持续发展的战略目标。在这样的背景下,零碳建筑成了建筑行业的重要发展趋势。零碳建筑用能源系统控制装置,就是在这样的背景下应运而生的一种建筑设施,其核心目标是实现建筑能源的全面优化和零碳排放。
在零碳建筑中,太阳能被广泛应用于供电、热水供应和制冷等方面。通过利用太阳能,建筑物可以实现能源的自给自足,从而减少对化石燃料的依赖,降低碳排放和环境污染。
其中,太阳能辐射板在运行过程中容易受到环境因素的影响,尤其是雨雪,积雪覆盖在太阳能辐射板的表面,阻挡阳光,从而降低电池板的发电效率,现在大部分是通过人工进行定期进行除雪的控制策略,但是对于一些下雪降为频繁的地区,没有完整的控制装置去监测与分析,将会导致雨雪覆盖率较高,甚至产生结冰现象,危害到太阳辐射板的性能。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种零碳建筑用能源系统控制装置,监测太阳能辐射板的雨雪量和温度值,分析获得结冰指数Jb,并生成第一控制指令和第二控制指令,进行判断和分析获得优先级,采取适当的控制策略,可以极大程度减少雨雪频繁导致对太阳能辐射板的性能影响,提高能源系统的效率和寿命。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种零碳建筑用能源系统控制装置,包括雨雪量监测单元、合并单元、识别单元、处理单元和控制单元;
在控制装置在对能源系统进行控制前,由雨雪量监测单元对能源系统中运行的太阳能辐射板,以空间轴的形式进行雨雪量的监测,获取不同坐标位置的太阳能辐射板的若干个第一雨雪量Yxx数据;
以时间轴的形式进行雨雪量的监测,获取至少5个时间段的若干个第二雨雪量Yxy数据;
将获取到的若干个第一雨雪量Yxx数据作为第一合并目标,将获取到的若干个第二雨雪量Yxy数据作为第二合并目标,进行筛选后获得第一合并分组目标和第二合并分组目标,由合并单元对第一合并分组目标和第二合并分组目标按照相同维度进行合并数据,生成雨雪影响数据集和相对应的多维度数据集;
当雨雪影响数据集中的单一雨雪影响数据高于标准阈值时;
当多维度数据集中的单一维度数据高于标准阈值时;
由识别单元进行识别、统计、特征提取、计算和分析后,得到雨雪方差数据集fcj和多维度影响值dw;并,将雨雪方差数据集fcj和多维度影响值dw进行处理,生成若干个相对应的处理系数CLXS发送至控制单元,由控制单元判断,若干个相对应的处理系数CLXS高于对应的运行阈值,对若干个处理系数CLXS进行排序,以排序结果作为第一控制指令并输出,使所述处理单元依照第一控制指令依次对若干个太阳能辐射板进行控制处理。
优选的,所述多维度数据集包括位置维度、时间维度和太阳能辐射板角度;所述雨雪方差数据集 fcj由雨雪差值和影响系数/>计算获得,通过以下方式获得:其中:/>式中:/>表示为雨雪差值;R表示为降雨量,S表示为降雪量;/>表示为太阳能辐射板的具体经纬度;n表示数据量;为了考虑雨雪差值对太阳能板性能的影响,引入一个影响系数/>,/>系数取决于/>的值;设置标准阈值,当/>大于某个阈值时,/>取1,表示雨雪对太阳能板性能影响值到达100%;当/>小于阈值时,/>取0.01,表示无影响;其中0.01≤≤1.00。
优选的,所述多维度影响值dw通过以下公式进行调整:式中:/>表示太阳能板角度,K是一个系数,用于表示雨雪差值对角度调整的敏感程度,0.58≤K≤1.58,当K影响系数≥0.58时,需要根据/>的值调整太阳能板角度/> ;实际应用中,K影响系数需要根据具体情况进行调整;调整后的太阳能板角度/>表示为原始角度/>加上角度调整值/>,即:/>。
优选的,还包括筛选单元,所述筛选单元用于将第一合并目标和第二合并目标中的数据,去除异常值,填补缺失值进行数据预处理;
建立筛选条件,筛选阈值条件包括降雨量阈值范围、降雪量阈值范围、积雪深度范围参数,满足筛选条件的雨雪监测值,将预处理后的第一合并目标和第二合并目标,与筛选阈值条件进行比对后筛选,并对相关性进行分析,获得相关性分组,作为筛选后的第一合并目标分组和第二合并目标分组。
优选的,所述识别单元包括统计模块、特征提取模块和计算模块;
统计模块(30)用于对收集到的若干个单一雨雪数据进行统计,获得雨雪影响数据集;
所述特征提取模块用于对雨雪影响数据集中的特征进行提取,特征提取包括降雨量、降雪量、积雪深度、太阳板积雪覆盖率和积雪天数特征;
计算模块用于对若干个单一雨雪数据和标准阈值进行分析,计算雨雪数据参数的平均值、最大值、最小值和标准差数据。
优选的,还包括温度监测单元,对太阳能辐射板的区域进行划分后,分别在相对应的区域内安装温度传感器,获取若干个温度值Wd;
将不同区域与坐标位置相关联,获取若干个太阳能辐射板温度值Wd数据,并发送至识别单元;
识别单元获取若干个温度值Wd,并,与雨雪方差数据集fcj进行相关联,获得若干个结冰指数Jb,当结冰指数高于相应阈值时,生成处理任务并输出至控制单元,生成第二控制指令,并使所述处理单元依照第二控制指令依次对若干个太阳能辐射板进行控制处理。
优选的,还包括判断单元,为保证第一控制指令和第二控制指令的优先级,获取能源系统的稳定性参数和指令,评估第一控制指令和第二控制指令对能源系统的安全性,设置除冰安全阈值,若结冰指数Jb超过除冰安全阈值时,会导致太阳能结构损坏,进而获得判断结果,需要采用除冰系统或者人工除冰的方式,获取第二控制指令优先级;
当评估判断结冰指数Jb低于除冰安全阈值内时,判断结果为不影响第一控制指令的输出,且调整太阳能辐射板角度便于显著提高系统性能,那么判断第一控制指令优先级。
优选的,还包括追踪单元,所述追踪单元获取第一控制指令和第二控制指令,并根据处理系数CLXS实时追踪太阳能辐射板的定位坐标,并对不同定位坐标的太阳能辐射板角度进行控制。
本发明提供了一种零碳建筑用能源系统控制装置。具备以下有益效果:
(1)该一种零碳建筑用能源系统控制装置,在控制装置在对能源系统进行控制前,由雨雪量监测单元对能源系统中运行的太阳能辐射板,以空间轴和时间轴的形式进行雨雪量的监测,获取得到若干个第一雨雪量Yxx数据和第二雨雪量Yxy数据,并进行筛选和合并生成雨雪影响数据集和相对应的多维度数据集,当高于标准阈值时,由识别单元进行识别、统计、特征提取、计算和分析获得雨雪方差数据集fcj和多维度影响值dw进行处理,生成相对应的处理系数CLXS,若高于对应的运行阈值,排序获得第一控制指令并对若干个太阳辐射板进行角度控制处理,便于将太阳能辐射板调整到更陡峭的角度可以帮助雪自然滑落,减少雨雪覆盖在太阳能辐射板而导致降低发电效率的情况,提高太阳能辐射板的性能。
(2)该一种零碳建筑用能源系统控制装置,通过筛选单元将第一合并目标和第二合并目标中的数据进行筛选,去除异常值,填补缺失值,异常值可能会扭曲数据的总体分布和趋势,导致不准确的分析和预测。去除异常值可以帮助我们得到更准确的数据描述和预测。提高数据的精准性。
(3)该一种零碳建筑用能源系统控制装置,温度监测单元,分别在相对应的区域内安装温度传感器,获取若干个温度值Wd;并,与雨雪方差数据集fcj进行相关联,获得若干个结冰指数Jb,结冰指数Jb容易在冷冻天气出现,严重影响太阳能辐射板的性能,可能导致设备损坏。对结冰指数Jb获取影响,并提出相应的调整控制策略,生成处理任务,由控制单元生成第二控制指令,其中第二控制指令包括安装太阳能辐射板防冻设备,安装加热装置使得结冰融化和清理等控制指令;在寒冷的天气中,结冰指数Jb对太阳能板的性能有显著的影响。通过采取适当的控制策略,可以最大程度地减少这些影响,提高能源系统的效率和寿命。
(4)该一种零碳建筑用能源系统控制装置,在对第一控制指令和第二控制指令进行判断分析,获得优先级,相比第一控制指令是控制调整太阳能辐射板的角度,第二控制指令是控制优化降低结冰指数Jb,要按照具体的情况进行,若结冰严重的情况下,盲目实施第一控制指令可能会导致结冰转动角度而太阳能辐射板的断裂,破损的情况,因此优先级对第一控制指令和第二控制指令进行分析,提高控制能源系统的安全性能;
且通过追踪单元能根据处理系数CLXS实时追踪太阳能辐射板的定位坐标,便于快速寻找到不同定位坐标的太阳能辐射板角度进行控制,提高控制效率。
附图说明
图1为本发明系统流程框图示意图;
图中:1、雨雪量监测单元;10、温度监测单元;2、合并单元;3、识别单元;30、统计模块;31、特征提取模块;32、计算模块;4、处理单元;5、控制单元;6、筛选单元;7、判断单元;8、追踪单元。
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、完整的描述,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做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。
实施例1
太阳能系统是零碳建筑最常用的能源系统。太阳能辐射板可以安装在建筑的屋顶或墙面上,通过吸收太阳光来产生电能。在某些设计中,太阳能热水系统也被用来满足建筑的热能需求。
太阳能辐射板也被称为太阳能电池板或太阳能面板,是用来吸收太阳能并将其转化为电能或热能的设备,因为太阳能辐射板在运行过程中会受到环境因素的影响,尤其是雨雪,积雪会覆盖在太阳能辐射板的表面,阻挡阳光,从而降低电池板的发电效率,现在大部分是通过人工进行定期进行除雪的控制策略,但是对于一些下雪降为频繁的地区,没有完整的控制装置去监测与分析,将会导致雨雪覆盖率较高,甚至产生结冰现象,危害到太阳辐射板的性能。
本发明提供一种零碳建筑用能源系统控制装置,请参阅图1,包括雨雪量监测单元1、合并单元2、识别单元3、处理单元4和控制单元5;
在控制装置在对能源系统进行控制前,由雨雪量监测单元1对能源系统中运行的太阳能辐射板,以空间轴的形式进行雨雪量的监测,获取不同坐标位置的太阳能辐射板的若干个第一雨雪量Yxx数据;空间轴包括当前的地理位置(纬度和精度)以及太阳能辐射板的高度和方位角;
以时间轴的形式进行雨雪量的监测,获取至少5个时间段的若干个第二雨雪量Yxy数据;通过获得至少5个时间段,例如am6:00~10:00;am10:00~12:00;pm13:00~16:00;pm16:00~20:00;20:00~24:00;对这5个时间段的太阳能辐射板上的雨雪量进行监测,获得若干个第二雨雪量Yxy数据;
通过雨量计以及雪深计进行监测降雨量和雪深量,通过监测摄像头,拍摄不同时间段内太阳能辐射板的图像,识别获取图像中雨雪覆盖率;
将获取到的若干个第一雨雪量Yxx数据作为第一合并目标,将获取到的若干个第二雨雪量Yxy数据作为第二合并目标,进行筛选后获得第一合并分组目标和第二合并分组目标,由合并单元2对第一合并分组目标和第二合并分组目标按照相同维度进行合并数据,生成雨雪影响数据集和相对应的多维度数据集;
当雨雪影响数据集中的单一雨雪影响数据高于标准阈值时;
当多维度数据集中的单一维度数据高于标准阈值时;
由识别单元3进行识别、统计、特征提取、计算和分析后,得到雨雪方差数据集fcj和多维度影响值dw;并,将雨雪方差数据集fcj和多维度影响值dw进行处理,生成若干个相对应的处理系数CLXS发送至控制单元5,由控制单元5判断,若干个相对应的处理系数CLXS高于对应的运行阈值,对若干个处理系数CLXS进行排序,以排序结果作为第一控制指令并输出,使所述处理单元4依照第一控制指令依次对若干个太阳能辐射板进行控制处理;
所述多维度数据集包括位置维度、时间维度和太阳能辐射板角度;所述雨雪方差数据集 fcj由雨雪差值和影响系数/>计算获得,通过以下方式获得:其中:/>式中:/>表示为雨雪差值;R表示为降雨量,S表示为降雪量;/>表示为太阳能辐射板的具体经纬度;n表示数据量;为了考虑雨雪差值对太阳能板性能的影响,引入一个影响系数/>,/>系数取决于/>的值;设置标准阈值,当/>大于某个阈值时,/>取1,表示雨雪对太阳能板性能影响值到达100%;当/>小于阈值时,/>取0.01,表示无影响;其中0.01≤≤1.00。
优选的,所述多维度影响值dw通过以下公式进行调整:式中:/>表示太阳能板角度,K是一个系数,用于表示雨雪差值对角度调整的敏感程度,0.58≤K≤1.58,当K影响系数≥0.58时,需要根据/>的值调整太阳能板角度/> ;实际应用中,K影响系数需要根据具体情况进行调整。
调整后的太阳能板角度表示为原始角度/>加上角度调整值/>,即:。
本实施例中:在控制装置在对能源系统进行控制前,由雨雪量监测单元1对能源系统中运行的太阳能辐射板,以空间轴和时间轴的形式进行雨雪量的监测,获取得到若干个第一雨雪量Yxx数据和第二雨雪量Yxy数据,并进行筛选和合并生成雨雪影响数据集和相对应的多维度数据集,当高于标准阈值时,由识别单元进行识别、统计、特征提取、计算和分析获得雨雪方差数据集fcj和多维度影响值dw进行处理,生成相对应的处理系数CLXS,若高于对应的运行阈值,排序获得第一控制指令并对若干个太阳辐射板进行角度控制处理,便于将太阳能辐射板调整到更陡峭的角度可以帮助雪自然滑落,减少雨雪覆盖在太阳能辐射板而导致降低发电效率的情况,提高太阳能辐射板的性能。
实施例2
本发明提供一种零碳建筑用能源系统控制装置,请参阅图1,还包括筛选单元6,所述筛选单元6用于将第一合并目标和第二合并目标中的数据,去除异常值,填补缺失值进行数据预处理;
建立筛选条件,筛选阈值条件包括降雨量阈值范围、降雪量阈值范围、积雪深度范围参数,满足筛选条件的雨雪监测值,将预处理后的第一合并目标和第二合并目标,与筛选阈值条件进行比对后筛选,并对相关性进行分析,获得相关性分组,作为筛选后的第一合并目标分组和第二合并目标分组。
本实施例中:通过筛选单元6将第一合并目标和第二合并目标中的数据进行筛选,去除异常值,填补缺失值,异常值可能会扭曲数据的总体分布和趋势,导致不准确地分析和预测。去除异常值可以帮助我们得到更准确的数据描述和预测。提高数据的精准性。
实施例3
本实施例是在实施例1中进行的改进说明,具体的,请参阅图1,所述识别单元3包括统计模块30、特征提取模块31和计算模块32;
统计模块30用于对收集到的若干个单一雨雪数据进行统计,获得雨雪影响数据集;
所述特征提取模块31用于对雨雪影响数据集中的特征进行提取,特征提取包括降雨量、降雪量、积雪深度、太阳板积雪覆盖率和积雪天数特征;
计算模块32用于对若干个单一雨雪数据和标准阈值进行分析,计算雨雪数据参数的平均值、最大值、最小值和标准差数据。
本实施例中,在识别单元3进行统计和特征提取后再进行计算,便于获得降雨量、降雪量、积雪深度、太阳板积雪覆盖率和积雪天数特征,便于获得特征并和雨雪数据参数中的平均值、最大值、最小值和标准差数据进行分析,便于后期分析获得调整方案。
实施例4
本实施例是在实施例1中进行的改进说明,请参阅图1,具体的,还包括温度监测单元10,对太阳能辐射板的区域进行划分后,分别在相对应的区域内安装温度传感器,获取若干个温度值Wd;
将不同区域与坐标位置相关联,获取若干个太阳能辐射板温度值Wd数据,并发送至识别单元3;
识别单元3获取若干个温度值Wd,并,与雨雪方差数据集fcj进行相关联,获得若干个结冰指数Jb,当结冰指数高于相应阈值时,生成处理任务并输出至控制单元5,生成第二控制指令,并使所述处理单元4依照第二控制指令依次对若干个太阳能辐射板进行控制处理。
本实施例中,温度监测单元10,分别在相对应的区域内安装温度传感器,获取若干个温度值Wd;通过温度值Wd数据与雨雪方差数据集fcj进行相关联,获得若干个结冰指数Jb,结冰指数Jb容易在冷冻天气出现,严重影响太阳能辐射板的性能,可能导致设备损坏,本实施例中,对结冰指数Jb获取影响,并提出相应的调整控制策略,生成处理任务,由控制单元5生成第二控制指令,其中第二控制指令包括安装太阳能辐射板防冻设备,安装加热装置使得结冰融化和清理等控制指令;在寒冷的天气中,结冰指数Jb对太阳能板的性能有显著的影响。通过采取适当的控制策略,可以最大程度地减少这些影响,提高系统的效率和寿命。
实施例5
请参阅图1,本发明提出一种零碳建筑用能源系统控制装置,还包括判断单元7,为保证第一控制指令和第二控制指令的优先级,获取能源系统的稳定性参数和指令,评估第一控制指令和第二控制指令对能源系统的安全性,设置除冰安全阈值,若结冰指数Jb超过除冰安全阈值时,会导致太阳能结构损坏,进而获得判断结果,需要采用除冰系统或者人工除冰的方式,获取第二控制指令优先级;
当评估判断结冰指数Jb低于除冰安全阈值内时,判断结果为不影响第一控制指令的输出,且调整太阳能辐射板角度便于显著提高系统性能,那么判断第一控制指令优先级。
还包括追踪单元8,所述追踪单元8获取第一控制指令和第二控制指令,并根据处理系数CLXS实时追踪太阳能辐射板的定位坐标,并对不同定位坐标的太阳能辐射板角度进行控制。
本实施例中,在对第一控制指令和第二控制指令进行判断分析,获得优先级,相比第一控制指令是控制调整太阳能辐射板的角度,第二控制指令是控制优化降低结冰指数Jb,要按照具体的情况进行,若结冰严重的情况下,盲目实施第一控制指令可能会导致结冰转动角度而太阳能辐射板的断裂,破损的情况,因此优先级对第一控制指令和第二控制指令进行分析,提高控制能源系统的安全性能;
且通过追踪单元8能根据处理系数CLXS实时追踪太阳能辐射板的定位坐标,便于快速寻找到不同定位坐标的太阳能辐射板角度进行控制,提高控制效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种零碳建筑用能源系统控制装置,其特征在于:包括雨雪量监测单元(1)、合并单元(2)、识别单元(3)、处理单元(4)和控制单元(5);
在控制装置在对能源系统进行控制前,由雨雪量监测单元(1)对能源系统中运行的太阳能辐射板,以空间轴的形式进行雨雪量的监测,获取不同坐标位置的太阳能辐射板的若干个第一雨雪量Yxx数据;
以时间轴的形式进行雨雪量的监测,获取至少5个时间段的若干个第二雨雪量Yxy数据;
将获取到的若干个第一雨雪量Yxx数据作为第一合并目标,将获取到的若干个第二雨雪量Yxy数据作为第二合并目标,进行筛选后获得第一合并分组目标和第二合并分组目标,由合并单元(2)对第一合并分组目标和第二合并分组目标按照相同维度进行合并数据,生成雨雪影响数据集和相对应的多维度数据集;
当雨雪影响数据集中的单一雨雪影响数据高于标准阈值时;
当多维度数据集中的单一维度数据高于标准阈值时;
由识别单元(3)进行识别、统计、特征提取、计算和分析后,得到雨雪方差数据集fcj和多维度影响值dw;并,将雨雪方差数据集fcj和多维度影响值dw进行处理,生成若干个相对应的处理系数CLXS发送至控制单元(5),由控制单元(5)判断,若干个相对应的处理系数CLXS高于对应的运行阈值,对若干个处理系数CLXS进行排序,以排序结果作为第一控制指令并输出,使所述处理单元(4)依照第一控制指令依次对若干个太阳能辐射板进行控制处理。
2.根据权利要求1所述的一种零碳建筑用能源系统控制装置,其特征在于:所述多维度数据集包括位置维度、时间维度和太阳能辐射板角度;
所述雨雪方差数据集 fcj由雨雪差值和影响系数/>计算获得,通过以下方式获得:/>其中:式中:/>表示为雨雪差值;R表示为降雨量,S表示为降雪量;/>表示为太阳能辐射板的具体经纬度;n表示数据量;为了考虑雨雪差值对太阳能板性能的影响,引入一个影响系数/>,/>系数取决于/>的值;设置标准阈值,当/>大于某个阈值时,/>取1,表示雨雪对太阳能板性能影响值到达100%;当/>小于阈值时,/>取0.01,表示无影响;其中0.01≤/>≤1.00。
3.根据权利要求2所述的一种零碳建筑用能源系统控制装置,其特征在于:所述多维度影响值dw通过以下公式进行调整:式中:/>表示太阳能板角度,K是一个系数,用于表示雨雪差值对角度调整的敏感程度,0.58≤K≤1.58,当K影响系数≥0.58时,需要根据/>的值调整太阳能板角度/> ;实际应用中,K影响系数需要根据具体情况进行调整;调整后的太阳能板角度/>表示为原始角度/>加上角度调整值/>,即:/>。
4.根据权利要求1所述的一种零碳建筑用能源系统控制装置,其特征在于:还包括筛选单元(6),所述筛选单元(6)用于将第一合并目标和第二合并目标中的数据,去除异常值,填补缺失值进行数据预处理;
建立筛选条件,筛选阈值条件包括降雨量阈值范围、降雪量阈值范围、积雪深度范围参数,满足筛选条件的雨雪监测值,将预处理后的第一合并目标和第二合并目标,与筛选阈值条件进行比对后筛选,并对相关性进行分析,获得相关性分组,作为筛选后的第一合并目标分组和第二合并目标分组。
5.根据权利要求1所述的一种零碳建筑用能源系统控制装置,其特征在于:所述识别单元(3)包括统计模块(30)、特征提取模块(31)和计算模块(32);
统计模块(30)用于对收集到的若干个单一雨雪数据进行统计,获得雨雪影响数据集;
所述特征提取模块(31)用于对雨雪影响数据集中的特征进行提取,特征提取包括降雨量、降雪量、积雪深度、太阳板积雪覆盖率和积雪天数特征;
计算模块(32)用于对若干个单一雨雪数据和标准阈值进行分析,计算雨雪数据参数的平均值、最大值、最小值和标准差数据。
6.根据权利要求1所述的一种零碳建筑用能源系统控制装置,其特征在于:包括温度监测单元(10),对太阳能辐射板的区域进行划分后,分别在相对应的区域内安装温度传感器,获取若干个温度值Wd;将不同区域与坐标位置相关联,获取若干个太阳能辐射板温度值Wd数据,并发送至识别单元(3);
识别单元(3)获取若干个温度值Wd,并,与雨雪方差数据集fcj进行相关联,获得若干个结冰指数Jb,当结冰指数高于相应阈值时,生成处理任务并输出至控制单元(5),生成第二控制指令,并使所述处理单元(4)依照第二控制指令依次对若干个太阳能辐射板进行控制处理。
7.根据权利要求1所述的一种零碳建筑用能源系统控制装置,其特征在于:还包括判断单元(7),为保证第一控制指令和第二控制指令的优先级,获取能源系统的稳定性参数和指令,评估第一控制指令和第二控制指令对能源系统的安全性,设置除冰安全阈值,若结冰指数Jb超过除冰安全阈值时,会导致太阳能结构损坏,进而获得判断结果,需要采用除冰系统或者人工除冰的方式,获取第二控制指令优先级;
当评估判断结冰指数Jb低于除冰安全阈值内时,判断结果为不影响第一控制指令的输出,且调整太阳能辐射板角度便于显著提高系统性能,那么判断第一控制指令优先级。
8.根据权利要求1所述的一种零碳建筑用能源系统控制装置,其特征在于:还包括追踪单元(8),所述追踪单元(8)获取第一控制指令和第二控制指令,并根据处理系数CLXS实时追踪太阳能辐射板的定位坐标,并对不同定位坐标的太阳能辐射板角度进行控制。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310694743.2A CN117031933B (zh) | 2023-06-13 | 2023-06-13 | 一种零碳建筑用能源系统控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310694743.2A CN117031933B (zh) | 2023-06-13 | 2023-06-13 | 一种零碳建筑用能源系统控制装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117031933A true CN117031933A (zh) | 2023-11-10 |
CN117031933B CN117031933B (zh) | 2024-02-13 |
Family
ID=88640069
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310694743.2A Active CN117031933B (zh) | 2023-06-13 | 2023-06-13 | 一种零碳建筑用能源系统控制装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117031933B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117389360A (zh) * | 2023-12-13 | 2024-01-12 | 石家庄学院 | 一种大数据平台的数据安全监控系统 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101707451A (zh) * | 2009-11-24 | 2010-05-12 | 中环光伏系统有限公司 | 一种全天候自适应单轴太阳能跟踪系统及其控制方法 |
CN201540489U (zh) * | 2009-11-24 | 2010-08-04 | 中环光伏系统有限公司 | 一种全天候自适应双轴太阳能跟踪系统 |
CN102566597A (zh) * | 2012-01-21 | 2012-07-11 | 渤海大学 | 光伏发电智能自适应跟踪控制方法及控制系统 |
US20160155318A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-02 | Also Energy, Inc. | System and Method for Adjusting Notifications for Solar Monitoring Systems |
CN206892365U (zh) * | 2017-06-22 | 2018-01-16 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 一种自动化雪重测量装置 |
JP2018148743A (ja) * | 2017-03-08 | 2018-09-20 | 中国電力株式会社 | 残雪を考慮した太陽光発電出力予測装置 |
CN110996055A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-10 | 国网辽宁省电力有限公司检修分公司 | 输电线路图像监测系统镜头的自清洁装置及方法 |
CN114389531A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-04-22 | 福建万芯科技有限公司 | 一种新型模块化多方位智慧光伏发电系统 |
CN115480604A (zh) * | 2022-09-27 | 2022-12-16 | 安徽环瑞电热器材有限公司 | 一种道路融雪的智能控制系统 |
CN115680215A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-02-03 | 佛山电力设计院有限公司 | 一种屋面光伏组件及包括该组件的建筑物 |
-
2023
- 2023-06-13 CN CN202310694743.2A patent/CN117031933B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101707451A (zh) * | 2009-11-24 | 2010-05-12 | 中环光伏系统有限公司 | 一种全天候自适应单轴太阳能跟踪系统及其控制方法 |
CN201540489U (zh) * | 2009-11-24 | 2010-08-04 | 中环光伏系统有限公司 | 一种全天候自适应双轴太阳能跟踪系统 |
CN102566597A (zh) * | 2012-01-21 | 2012-07-11 | 渤海大学 | 光伏发电智能自适应跟踪控制方法及控制系统 |
US20160155318A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-02 | Also Energy, Inc. | System and Method for Adjusting Notifications for Solar Monitoring Systems |
JP2018148743A (ja) * | 2017-03-08 | 2018-09-20 | 中国電力株式会社 | 残雪を考慮した太陽光発電出力予測装置 |
CN206892365U (zh) * | 2017-06-22 | 2018-01-16 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | 一种自动化雪重测量装置 |
CN110996055A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-10 | 国网辽宁省电力有限公司检修分公司 | 输电线路图像监测系统镜头的自清洁装置及方法 |
CN114389531A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-04-22 | 福建万芯科技有限公司 | 一种新型模块化多方位智慧光伏发电系统 |
CN115480604A (zh) * | 2022-09-27 | 2022-12-16 | 安徽环瑞电热器材有限公司 | 一种道路融雪的智能控制系统 |
CN115680215A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-02-03 | 佛山电力设计院有限公司 | 一种屋面光伏组件及包括该组件的建筑物 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
BEHZAD HASHEMI 等: "Systematic Analysis and Computational Intelligence Based Modeling of Photovoltaic Power Generation in Snow Conditions", IEEE JOURNAL OF PHOTOVOLTAICS, vol. 12, no. 1, XP011895048, DOI: 10.1109/JPHOTOV.2021.3123198 * |
刘吉强 等: "一种可避风雪的双轴智能跟踪光伏支架系统", 科技风 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117389360A (zh) * | 2023-12-13 | 2024-01-12 | 石家庄学院 | 一种大数据平台的数据安全监控系统 |
CN117389360B (zh) * | 2023-12-13 | 2024-03-22 | 石家庄学院 | 一种大数据平台的数据安全监控系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117031933B (zh) | 2024-02-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN117031933B (zh) | 一种零碳建筑用能源系统控制装置 | |
CN110579823B (zh) | 一种强降雨短临预报方法及系统 | |
CN117093879A (zh) | 一种数据中心智能化运营管理方法及系统 | |
JP5736530B1 (ja) | 太陽光発電システムの未来の電流値または発電量の低下の時期を予測する方法 | |
CN107748933B (zh) | 气象要素报文数据误差修正方法、雾、日出、云海、雾凇预测方法 | |
CN107110995B (zh) | 日射量预测方法 | |
CN110781458B (zh) | 一种基于混合回归模型预测地表太阳辐照度的方法 | |
KR100983610B1 (ko) | 태양전지 패널의 경사각을 제어하기 위한 방법, 시스템, 및컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 | |
CN113865644B (zh) | 一种场所内排水设施运行监测系统 | |
CN117477558A (zh) | 一种基于电网负荷的预测方法及其系统 | |
Kang et al. | Practical Comparison Between view factor method and raytracing method for bifacial PV system yield prediction | |
Ramenah et al. | Reliably model of microwind power energy output under real conditions in France suburban area | |
CN115393140A (zh) | 一种基于物联网的社区消防管理系统 | |
CN116054738B (zh) | 一种物联网的太阳能发电监控管理系统及方法 | |
CN115796395A (zh) | 一种电网线缆铺设环境预测系统 | |
Du et al. | Nowcasting methods for optimising building performance | |
CN107608008B (zh) | 一种基于广义大气浑浊度的晴空时段的检测方法 | |
CN114202096A (zh) | 风电机组水冷系统温度异常预警 | |
EP3271875A1 (en) | System and method for predicting solar power generation | |
CN110133756A (zh) | 一种气象站降水量修正方法 | |
CN117970184B (zh) | 输电线路杆塔雷电泄流通道状态监测系统及方法 | |
CN115560864B (zh) | 一种基于太阳能供电的无线测温传感器测温方法 | |
Liu et al. | Analysis of the results of two algorithms based on satellite monitoring wildfires | |
Keeratimahat et al. | Temperature estimation of an unconventional PV array using the sandia module temperature model | |
CN118129844B (zh) | 当归冻干产品安全储存环境监测方法和系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |