CN117234267A - 一种村镇房屋多能源互补供电供暖智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及村镇供电供暖管理技术领域，具体而言，涉及一种村镇房屋多能源互补供电供暖智能控制系统，通过设置目标村镇相关信息获取模块、目标村镇气象信息获取模块、目标村镇用电用暖需求量预估模块、目标村镇供电供暖量预估模块、目标村镇供电供暖方案制定模块和云数据库，本发明通过对目标村镇未来设定时间段的用电需求量、用暖需求量、清洁能源供电量和生物质能供暖量进行细致深入分析，据此为目标村镇未来设定时间段提供数据化全面化的多能源供电供暖方案，确保目标村镇在未来设定时段内用电用暖方面不会供不应求，并最大程度保障能源利用效率和环保力度，为目标村镇居民提供舒适便利绿色的生活环境。
Description
技术领域
本发明涉及村镇供电供暖管理技术领域，具体而言，涉及一种村镇房屋多能源互补供电供暖智能控制系统。
背景技术
随着城镇化进程的不断推进，许多村镇在能源供应方面面临着诸多挑战。例如传统的供电、供热系统往往存在能源浪费和排放问题，并难以满足不断增长的能源需求，且单一能源供应模式也容易受到能源价格波动的影响，给居民生活带来一定不便，为了降低居民对传统的化石燃料能源的依赖，减轻对环境造成的压力，人们开始密切关注村镇房屋的多能源互补供电供暖智能控制系统。
现有技术具备预测未来用电和用暖需求的能力，能够自主优化各种能源之间的供电供暖协同作用，动态调整各种能源的使用顺序，比如太阳能、风能和生物质能，从一定程度上满足现有要求，但仍存在一定的局限性，其具体表现在：1、现有技术针对村镇未来用电和用暖需求的预测计算多基于村镇居民历史用电用暖平均数值，无法细致性考虑特定时间段内的天气变化和季节变化对于居民用电用暖需求影响，使得村镇未来用电和用暖需求预测结果不具有可靠性和准确性，进而可能造成能源浪费或供不应求的问题。
2、现有技术针对村镇未来供电量和供暖量的预测计算多侧重于变电站提供的基础信息，未能结合实际天气情况分析，导致村镇未来供电量和供暖量的预测结果往往过于理论化，不够具体，进而导致后续能源供应方案的精确制定。
3、现有技术未能提供各能源数据化的供求关系，导致无法精确判定村镇未来供电、供暖能力是否充足，从而不能提前预知村镇未来供不应求的现象发生，影响居民的满意度和体验感。
发明内容
为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种村镇房屋多能源互补供电供暖智能控制系统，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种村镇房屋多能源互补供电供暖智能控制系统，包括：目标村镇相关信息获取模块，用于获取目标村镇的用电用暖历史信息和发电站基础信息。
目标村镇气象信息获取模块，用于获取由气象局发布的目标村镇的气象信息，其包括历史气象参数和未来设定时间段气象参数。
目标村镇用电用暖需求量预估模块，用于根据目标村镇的用电用暖历史信息和气象信息，预估目标村镇未来设定时间段的用电需求量和用暖需求量。
目标村镇供电供暖量预估模块，用于根据目标村镇的发电站基础信息和气象信息，预估目标村镇未来设定时间段的清洁能源供电量和生物质能供暖量。
目标村镇供电供暖方案制定模块，用于根据目标村镇未来设定时间段的用电需求量、用暖需求量、清洁能源供电量和生物质能供暖量，制定目标村镇未来设定时间段的供电供暖方案，并进行反馈。
云数据库，用于存储各类光伏电池在各使用年限的参照光电转换效率，存储光伏电池工作适宜环境的温度值范围和湿度值范围，存储各类生物质资源单位质量的标准热值，存储家用电器设备参照的电热转换效率。
优选地，所述用电用暖历史信息包括当季历史各天设定时间段的用电量和用暖量。
所述历史气象参数包括当季历史各天设定时间段的温度值、湿度值、降水量和风力强度。
所述未来设定时间段气象参数包括参照温度值、参照湿度值、参照降水量、参照风力强度、日照时长、各日照时间点的太阳辐照量、太阳高度角和方位角、各刮风时间段的风速。
所述发电站基础信息包括太阳能发电站、风力发电站以及生物质能燃烧发电站的基础信息。
其中，太阳能发电站基础信息包括当前时间点盈余供电量、光伏电池使用类型和使用年限、各太阳能光伏电池板的朝向、倾角和面积。
风力发电站基础信息包括当前时间点盈余供电量、风力发电机的数量、额定容量、额定风速及其对应风电转换效率。
生物质能燃烧发电站基础信息包括当前时间点盈余供暖量、生物质供暖设备的额定热效率和未来设定时间段内各类生物质资源的供应质量。
优选地，所述预估目标村镇未来设定时间段的用电需求量，包括：从目标村镇的用电用暖历史信息、历史气象参数分别提取当季历史各天设定时间段的用电量、温度值，以温度值为横轴，用电量为纵轴，在Matlab软件中构建目标村镇当季温度-用电量关系散点图，利用软件拟合工具获取目标村镇当季温度-用电量关系散点图的最佳拟合线，将目标村镇未来设定时间段气象参数中的参照温度值代入最佳拟合线，获取其对应的用电量。
提取目标村镇未来设定时间段气象参数中的参照降水量和参照湿度值，分别获取各自对应的用电量，记为。
进而预估目标村镇未来设定时间段的用电需求量，
。
优选地，所述预估目标村镇未来设定时间段的用暖需求量，包括：根据目标村镇的用电用暖历史信息中当季历史各天设定时间段的用暖量，获取目标村镇当季历史各天与其相邻天的设定时间段用暖变化量，记为目标村镇当季历史各监测天的用暖变化值，其中/>为当季历史各监测天的编号，/>。
根据目标村镇的历史气象参数中的当季历史各天设定时间段的温度值，获取目标村镇当季历史各天与其相邻天的设定时间段温度变化值，记为目标村镇当季历史各监测天的温度变化值。
由公式得到目标村镇当季用暖的温度灵敏度。
获取目标村镇当季历史单天设定时间段的平均用暖量和平均温度值/>，根据目标村镇未来设定时间段气象参数中的参照温度值/>，由公式/>得到目标村镇未来设定时间段在温度影响下的参照用暖量。
分别获取目标村镇未来设定时间段在湿度、风力影响下的参照用暖量，记为。
预估目标村镇未来设定时间段的用暖需求量，/>。
优选地，所述预估目标村镇未来设定时间段的清洁能源供电量，包括：根据目标村镇未来设定时间段气象参数中各日照时间点的太阳高度角和方位角，使用太阳轨迹模拟软件确定未来设定时间段内太阳照射的角度范围。
将目标村镇太阳能发电站基础信息中各太阳能光伏电池板的面积、朝向与倾角导入太阳轨迹模拟软件，得到目标村镇太阳能发电站内各太阳能光伏电池板的照射面积，累加得到目标村镇太阳能发电站的电池照射总面积。
根据目标村镇太阳能发电站基础信息中光伏电池的使用类型和使用年限，从云数据库中提取目标村镇太阳能发电站内光伏电池的参照光电转换效率。
结合目标村镇太阳能发电站基础信息中当前时间点盈余供电量以及目标村镇未来设定时间段气象参数中的日照时长/>、各日照时间点的太阳辐照量/>，其中/>为未来设定时间段各日照时间点的编号，/>，计算目标村镇未来设定时间段的太阳能供电量/>，/>，其中/>为目标村镇太阳能发电站内光伏电池的光电转换效率修正因子，/>为未来设定时间段日照时间点数量。
优选地，所述目标村镇太阳能发电站内光伏电池的光电转换效率修正因子的获取方式为：从云数据库中提取光伏电池工作适宜环境的温度值范围和湿度值范围，提取范围上限值和下限值进行均值计算，得到光伏电池工作适宜环境温度值和适宜环境湿度值/>。
提取目标村镇未来设定时间段气象参数中参照温度值和参照湿度值/>，由公式得到目标村镇太阳能发电站内光伏电池的光电转换效率修正因子，其中/>为预设的温度、湿度的合理偏差阈值，/>为自然常数，/>为/>。
优选地，所述预估目标村镇未来设定时间段的清洁能源供电量，还包括：提取目标村镇未来设定时间段气象参数中各刮风时间段的风速，其中/>为未来设定时间段中各刮风时间段的编号，/>，获取各刮风时间段对应时长/>，根据风力发电站基础信息中当前时间点盈余供电量/>、风力发电机的数量/>、额定容量/>、额定风速/>及其对应风电转换效率/>，由公式/>得到目标村镇未来设定时间段的风能供电量。
由公式得到目标村镇未来设定时间段的清洁能源供电量。
优选地，所述预估目标村镇未来设定时间段的生物质能供暖量，包括：根据生物质能燃烧发电站基础信息中当前时间点盈余供暖量、生物质供暖设备的额定热效率/>和未来设定时间段内各类生物质资源的供应质量/>，其中/>为各类生物质资源的编号，，从云数据库中提取各类生物质资源单位质量的标准热值/>，由公式得到目标村镇未来设定时间段的生物质能供暖量，其中/>为未来设定时间段的时长。
优选地，所述制定目标村镇未来设定时间段的供电供暖方案，包括：若，设定清洁能源为目标村镇未来设定时间段的供电供暖共用能源，其中/>为云数据库存储的家用电器设备参照的电热转换效率。
若，设定清洁能源为目标村镇未来设定时间段的供电供暖共用能源，生物质能源为目标村镇未来设定时间段的供暖能源。
若，设定清洁能源为目标村镇未来设定时间段的供电供暖共用能源，生物质能源为目标村镇未来设定时间段的供暖能源，另从目标村镇暖气控制中心调用设定供暖量/>，/>。
若，设定清洁能源为目标村镇未来设定时间段的供电能源，生物质能源为目标村镇未来设定时间段的供暖能源，另从目标村镇电力控制中心调用设定供电量/>，/>。
若，设定清洁能源为目标村镇未来设定时间段的供电能源，生物质能源为目标村镇未来设定时间段的供暖能源，另从目标村镇电力控制中心调用设定供电量/>，/>，从目标村镇暖气控制中心调用设定供暖量/>，。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：（1）本发明通过使用Matlab软件获取目标村镇当季温度-用电量关系散点图的最佳拟合线，探索未来设定时间段参照温度值对应的用电量，接着获取来设定时间段参照湿度值、参照降水量对应的用电量，综合考量天气因素对于目标村镇未来设定时间段的用电量影响，帮助更好地规划能源供应方案。
（2）本发明通过获取目标村镇未来设定时间段在温度、湿度、风力影响下的参照用暖量，预估目标村镇未来设定时间段的用暖需求量，利用目标村镇当季用暖的温度、湿度和风力灵敏度，全面且深入考虑目标村镇未来设定时间段用暖的季度影响和天气影响，为后续目标村镇未来设定时间段的供电供暖方案制定奠定坚实基础。
（3）本发明通过对目标村镇未来设定时间段的太阳能供电量和风能供电量进行细致化计算，保障目标村镇未来设定时间段的清洁能源供电量的准确性和可靠性，不仅基于太阳能发电站和风能发电站的基础信息，还考虑到日照变化对于太阳能供电影响以及风速变化对于风能变化影响，有助于优化能源利用效率，减少能源浪费，降低能源成本。
（4）本发明通过生物质能燃烧发电站基础信息，充分分析目标村镇未来设定时间段的生物质能供暖量，为后续目标村镇未来设定时间段的供电供暖方案制定提供数据支撑。
（5）本发明通过目标村镇未来设定时间段的用电需求量和用暖需求量，以及目标村镇未来设定时间段的清洁能源供电量和生物质能供暖量，据此提供数据化参照的多能源供电供暖方案，确保目标村镇在未来设定时段内用电用暖方面不会供不应求，并最大程度保障能源利用效率和环保力度。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的模块连接示意图。
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。
参照图1所示，本发明提供一种村镇房屋多能源互补供电供暖智能控制系统，包括：目标村镇相关信息获取模块、目标村镇气象信息获取模块、目标村镇用电用暖需求量预估模块、目标村镇供电供暖量预估模块、目标村镇供电供暖方案制定模块和云数据库。
所述目标村镇用电用暖需求量预估模块分别与目标村镇相关信息获取模块、目标村镇气象信息获取模块连接，所述目标村镇供电供暖量预估模块分别与目标村镇相关信息获取模块、目标村镇气象信息获取模块连接，所述目标村镇用电用暖需求量预估模块、目标村镇供电供暖量预估模块均与目标村镇供电供暖方案制定模块连接，所述云数据库分别与目标村镇供电供暖量预估模块、目标村镇供电供暖方案制定模块连接。
所述目标村镇相关信息获取模块，用于获取目标村镇的用电用暖历史信息和发电站基础信息。
需要说明的是，上述目标村镇的用电用暖历史信息和发电站基础信息可通过登录目标村镇的电力公司或供电部门的专业网站获取。
所述目标村镇气象信息获取模块，用于获取由气象局发布的目标村镇的气象信息，其包括历史气象参数和未来设定时间段气象参数。
具体地，所述用电用暖历史信息包括当季历史各天设定时间段的用电量和用暖量。
所述历史气象参数包括当季历史各天设定时间段的温度值、湿度值、降水量和风力强度。
所述未来设定时间段气象参数包括参照温度值、参照湿度值、参照降水量、参照风力强度、日照时长、各日照时间点的太阳辐照量、太阳高度角和方位角、各刮风时间段的风速。
需要说明的是，上述当季历史各天设定时间段的温度值、湿度值、降水量和风力强度分别为当季历史各天设定时间段平均的温度值、湿度值、降水量和风力强度，且未来设定时间段参照的温度值、湿度值、降水量、风力强度亦分别为未来设定时间段平均的温度值、湿度值、降水量、风力强度。
进一步需要解释的是，各刮风时间段的划分过程为：将风速按照数值大小划分不同的风速等级，获取未来设定时间段内各单位时间点的风速并确定其对应的风速等级，根据相同风速等级，将未来设定时间段内的各单位时间点进行时间段划分，得到各刮风时间段，并将各刮风时间段内各单位时间点的风速进行均值计算，将其作为各刮风时间段的风速。
所述发电站基础信息包括太阳能发电站、风力发电站以及生物质能燃烧发电站的基础信息。
其中，太阳能发电站基础信息包括当前时间点盈余供电量、光伏电池使用类型和使用年限、各太阳能光伏电池板的朝向、倾角和面积。
风力发电站基础信息包括当前时间点盈余供电量、风力发电机的数量、额定容量、额定风速及其对应风电转换效率。
生物质能燃烧发电站基础信息包括当前时间点盈余供暖量、生物质供暖设备的额定热效率和未来设定时间段内各类生物质资源的供应质量。
需要说明的是，上述未来设定时间段内各类生物质资源的供应质量是由生物质能燃烧发电站提供单位时长内各类生物质资源的供应质量乘以未来设定时间段的时长获取得到的。
所述目标村镇用电用暖需求量预估模块，用于根据目标村镇的用电用暖历史信息和气象信息，预估目标村镇未来设定时间段的用电需求量和用暖需求量。
具体地，所述预估目标村镇未来设定时间段的用电需求量，包括：从目标村镇的用电用暖历史信息、历史气象参数分别提取当季历史各天设定时间段的用电量、温度值，以温度值为横轴，用电量为纵轴，在Matlab软件中构建目标村镇当季温度-用电量关系散点图，利用软件拟合工具获取目标村镇当季温度-用电量关系散点图的最佳拟合线，将目标村镇未来设定时间段气象参数中的参照温度值代入最佳拟合线，获取其对应的用电量。
需要解释的是，这里当季历史各天的设定时间段与未来设定时间段是同一时间段。
示例性地，若当前时间点为13：59，需预估目标村镇14：00-15：00的用电需求量，则提取当季历史各天的14：00-15：00的用电量。
提取目标村镇未来设定时间段气象参数中的参照降水量和参照湿度值，分别获取各自对应的用电量，记为。
需要说明的是，上述目标村镇未来设定时间段参照降水量对应的用电量的获取方法同目标村镇未来设定时间段参照温度值对应的用电量获取方法一致，即获取目标村镇当季降水量-用电量关系散点图的最佳拟合线，将参照降水量代入获取，同理获取目标村镇未来设定时间段参照湿度值对应的用电量。
进而预估目标村镇未来设定时间段的用电需求量，
。
进一步需要说明的是，利用目标村镇未来设定时间段参照的温度值、降水量和湿度值预估目标村镇未来设定时间段的用电需求量的依据为：温度、降水量和湿度对村镇居民的用电产生影响，例如：随着温度的升高，人们为了降低室内温度而使用空调的需求也越来越大，从而增加了用电需求，高湿度会使人感到闷热，从而增加使用空调等电器的需求，因此湿度的变化也会对用电需求产生影响，强雨或大雪等恶劣天气会导致电线杆、变电站等设施损坏，而当人们使用备用的发电机等电器时也会增加用电需求。
本发明实施例通过使用Matlab软件获取目标村镇当季温度-用电量关系散点图的最佳拟合线，探索未来设定时间段参照温度值对应的用电量，接着获取来设定时间段参照湿度值、参照降水量对应的用电量，综合考量天气因素对于目标村镇未来设定时间段的用电量影响，帮助更好地规划能源供应方案。
具体地，所述预估目标村镇未来设定时间段的用暖需求量，包括：根据目标村镇的用电用暖历史信息中当季历史各天设定时间段的用暖量，获取目标村镇当季历史各天与其相邻天的设定时间段用暖变化量，记为目标村镇当季历史各监测天的用暖变化值，其中/>为当季历史各监测天的编号，/>。
需要说明的是，上述当季历史各监测天指的是当季存在相邻天的历史各天。
根据目标村镇的历史气象参数中的当季历史各天设定时间段的温度值，获取目标村镇当季历史各天与其相邻天的设定时间段温度变化值，记为目标村镇当季历史各监测天的温度变化值。
由公式得到目标村镇当季用暖的温度灵敏度。
获取目标村镇当季历史单天设定时间段的平均用暖量和平均温度值/>，根据目标村镇未来设定时间段气象参数中的参照温度值/>，由公式/>得到目标村镇未来设定时间段在温度影响下的参照用暖量。
同目标村镇未来设定时间段在温度影响下的参照用暖量的分析方式一致，分别获取目标村镇未来设定时间段在湿度、风力影响下的参照用暖量，记为。
预估目标村镇未来设定时间段的用暖需求量，/>。
需要说明的是，利用目标村镇未来设定时间段参照的温度值、湿度值和风力强度预估目标村镇未来设定时间段的用暖需求量的依据为：温度、湿度和风力强度是影响村镇居民用暖量的主要天气因素，例如：气温的下降会使得室内变得寒冷，从而引发使用暖气等加热设备的需求，高湿度会使人感到更加寒冷，因此在湿度较高的环境中需要更多的暖气，冷空气伴随着更强的风力会使室内热量散失更快，因此需要更多的暖气补充。
特别说明的是，这里高湿度会使人感到更加寒冷，因此在湿度较高的环境中需要更多的暖气与上述高湿度会使人感到闷热，从而增加使用空调等电器的需求是不存在冲突的，而是在不同方面反映了湿度对人体舒适感的影响，高湿度可以增加人的感觉温度，使人感到更闷热。这是因为在高湿度条件下，人体的汗液蒸发速度减慢，导致身体难以散热，从而感觉到更热。为了缓解这种情况，人们通常会倾向于使用空调或电扇，以提供制冷效果，减轻热感，而高湿度通常会增加空气中的水分含量，使空气更加密集。在高湿度环境中，热量传递通常会减慢，因此人们可能会感觉到更加寒冷，尤其在低温时。这可能导致人们更愿意使用暖气来提供热量，以减轻寒冷感。
本发明实施例通过获取目标村镇未来设定时间段在温度、湿度、风力影响下的参照用暖量，预估目标村镇未来设定时间段的用暖需求量，利用目标村镇当季用暖的温度、湿度和风力灵敏度，全面且深入考虑目标村镇未来设定时间段用暖的季度影响和天气影响，为后续目标村镇未来设定时间段的供电供暖方案制定奠定坚实基础。
所述目标村镇供电供暖量预估模块，用于根据目标村镇的发电站基础信息和气象信息，预估目标村镇未来设定时间段的清洁能源供电量和生物质能供暖量。
具体地，所述预估目标村镇未来设定时间段的清洁能源供电量，包括：根据目标村镇未来设定时间段气象参数中各日照时间点的太阳高度角和方位角，使用太阳轨迹模拟软件确定未来设定时间段内太阳照射的角度范围。
将目标村镇太阳能发电站基础信息中各太阳能光伏电池板的面积、朝向与倾角导入太阳轨迹模拟软件，得到目标村镇太阳能发电站内各太阳能光伏电池板的照射面积，累加得到目标村镇太阳能发电站的电池照射总面积。
根据目标村镇太阳能发电站基础信息中光伏电池的使用类型和使用年限，从云数据库中提取目标村镇太阳能发电站内光伏电池的参照光电转换效率。
结合目标村镇太阳能发电站基础信息中当前时间点盈余供电量以及目标村镇未来设定时间段气象参数中的日照时长/>、各日照时间点的太阳辐照量/>，其中/>为未来设定时间段各日照时间点的编号，/>，计算目标村镇未来设定时间段的太阳能供电量/>，/>，其中/>为目标村镇太阳能发电站内光伏电池的光电转换效率修正因子，/>为未来设定时间段日照时间点数量。
具体地，所述目标村镇太阳能发电站内光伏电池的光电转换效率修正因子的获取方式为：从云数据库中提取光伏电池工作适宜环境的温度值范围和湿度值范围，提取范围上限值和下限值进行均值计算，得到光伏电池工作适宜环境温度值和适宜环境湿度值/>。
提取目标村镇未来设定时间段气象参数中参照温度值和参照湿度值/>，由公式得到目标村镇太阳能发电站内光伏电池的光电转换效率修正因子，其中/>为预设的温度、湿度的合理偏差阈值，/>为自然常数，/>为/>。
具体地，所述预估目标村镇未来设定时间段的清洁能源供电量，还包括：提取目标村镇未来设定时间段气象参数中各刮风时间段的风速，其中/>为未来设定时间段中各刮风时间段的编号，/>，获取各刮风时间段对应时长/>，根据风力发电站基础信息中当前时间点盈余供电量/>、风力发电机的数量/>、额定容量/>、额定风速/>及其对应风电转换效率/>，由公式/>得到目标村镇未来设定时间段的风能供电量。
由公式得到目标村镇未来设定时间段的清洁能源供电量。
本发明实施例通过对目标村镇未来设定时间段的太阳能供电量和风能供电量进行细致化计算，保障目标村镇未来设定时间段的清洁能源供电量的准确性和可靠性，不仅基于太阳能发电站和风能发电站的基础信息，还考虑到日照变化对于太阳能供电影响以及风速变化对于风能变化影响，有助于优化能源利用效率，减少能源浪费，降低能源成本。
具体地，所述预估目标村镇未来设定时间段的生物质能供暖量，包括：根据生物质能燃烧发电站基础信息中当前时间点盈余供暖量、生物质供暖设备的额定热效率/>和未来设定时间段内各类生物质资源的供应质量/>，其中/>为各类生物质资源的编号，，从云数据库中提取各类生物质资源单位质量的标准热值/>，由公式得到目标村镇未来设定时间段的生物质能供暖量，其中/>为未来设定时间段的时长。
本发明实施例通过生物质能燃烧发电站基础信息，充分分析目标村镇未来设定时间段的生物质能供暖量，为后续目标村镇未来设定时间段的供电供暖方案制定提供数据支撑。
所述目标村镇供电供暖方案制定模块，用于根据目标村镇未来设定时间段的用电需求量、用暖需求量、清洁能源供电量和生物质能供暖量，制定目标村镇未来设定时间段的供电供暖方案，并进行反馈。
具体地，所述制定目标村镇未来设定时间段的供电供暖方案，包括：若，设定清洁能源为目标村镇未来设定时间段的供电供暖共用能源，其中/>为云数据库存储的家用电器设备参照的电热转换效率。
若，设定清洁能源为目标村镇未来设定时间段的供电供暖共用能源，生物质能源为目标村镇未来设定时间段的供暖能源。
若，设定清洁能源为目标村镇未来设定时间段的供电供暖共用能源，生物质能源为目标村镇未来设定时间段的供暖能源，另从目标村镇暖气控制中心调用设定供暖量/>，/>。
若，设定清洁能源为目标村镇未来设定时间段的供电能源，生物质能源为目标村镇未来设定时间段的供暖能源，另从目标村镇电力控制中心调用设定供电量/>，/>。
若，设定清洁能源为目标村镇未来设定时间段的供电能源，生物质能源为目标村镇未来设定时间段的供暖能源，另从目标村镇电力控制中心调用设定供电量/>，/>，从目标村镇暖气控制中心调用设定供暖量/>，。
本发明实施例通过目标村镇未来设定时间段的用电需求量和用暖需求量，以及目标村镇未来设定时间段的清洁能源供电量和生物质能供暖量，据此提供数据化参照的多能源供电供暖方案，确保目标村镇在未来设定时段内用电用暖方面不会供不应求，并最大程度保障能源利用效率和环保力度。
所述云数据库，用于存储各类光伏电池在各使用年限的参照光电转换效率，存储光伏电池工作适宜环境的温度值范围和湿度值范围，存储各类生物质资源单位质量的标准热值，存储家用电器设备参照的电热转换效率。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种村镇房屋多能源互补供电供暖智能控制系统，其特征在于，该系统包括：
目标村镇相关信息获取模块，用于获取目标村镇的用电用暖历史信息和发电站基础信息；
目标村镇气象信息获取模块，用于获取由气象局发布的目标村镇的气象信息，其包括历史气象参数和未来设定时间段气象参数；
目标村镇用电用暖需求量预估模块，用于根据目标村镇的用电用暖历史信息和气象信息，预估目标村镇未来设定时间段的用电需求量和用暖需求量；
目标村镇供电供暖量预估模块，用于根据目标村镇的发电站基础信息和气象信息，预估目标村镇未来设定时间段的清洁能源供电量和生物质能供暖量；
目标村镇供电供暖方案制定模块，用于根据目标村镇未来设定时间段的用电需求量、用暖需求量、清洁能源供电量和生物质能供暖量，制定目标村镇未来设定时间段的供电供暖方案，并进行反馈；
云数据库，用于存储各类光伏电池在各使用年限的参照光电转换效率，存储光伏电池工作适宜环境的温度值范围和湿度值范围，存储各类生物质资源单位质量的标准热值，存储家用电器设备参照的电热转换效率。
2.根据权利要求1所述的一种村镇房屋多能源互补供电供暖智能控制系统，其特征在于：所述用电用暖历史信息包括当季历史各天设定时间段的用电量和用暖量；
所述历史气象参数包括当季历史各天设定时间段的温度值、湿度值、降水量和风力强度；
所述未来设定时间段气象参数包括参照温度值、参照湿度值、参照降水量、参照风力强度、日照时长、各日照时间点的太阳辐照量、太阳高度角和方位角、各刮风时间段的风速；
所述发电站基础信息包括太阳能发电站、风力发电站以及生物质能燃烧发电站的基础信息；
其中，太阳能发电站基础信息包括当前时间点盈余供电量、光伏电池使用类型和使用年限、各太阳能光伏电池板的朝向、倾角和面积；
风力发电站基础信息包括当前时间点盈余供电量、风力发电机的数量、额定容量、额定风速及其对应风电转换效率；
生物质能燃烧发电站基础信息包括当前时间点盈余供暖量、生物质供暖设备的额定热效率和未来设定时间段内各类生物质资源的供应质量。
3.根据权利要求2所述的一种村镇房屋多能源互补供电供暖智能控制系统，其特征在于：所述预估目标村镇未来设定时间段的用电需求量，包括：从目标村镇的用电用暖历史信息、历史气象参数分别提取当季历史各天设定时间段的用电量、温度值，以温度值为横轴，用电量为纵轴，在Matlab软件中构建目标村镇当季温度-用电量关系散点图，利用软件拟合工具获取目标村镇当季温度-用电量关系散点图的最佳拟合线，将目标村镇未来设定时间段气象参数中的参照温度值代入最佳拟合线，获取其对应的用电量；
提取目标村镇未来设定时间段气象参数中的参照降水量和参照湿度值，分别获取各自对应的用电量，记为；
进而预估目标村镇未来设定时间段的用电需求量，
。
4.根据权利要求3所述的一种村镇房屋多能源互补供电供暖智能控制系统，其特征在于：所述预估目标村镇未来设定时间段的用暖需求量，包括：根据目标村镇的用电用暖历史信息中当季历史各天设定时间段的用暖量，获取目标村镇当季历史各天与其相邻天的设定时间段用暖变化量，记为目标村镇当季历史各监测天的用暖变化值，其中/>为当季历史各监测天的编号，/>；
根据目标村镇的历史气象参数中的当季历史各天设定时间段的温度值，获取目标村镇当季历史各天与其相邻天的设定时间段温度变化值，记为目标村镇当季历史各监测天的温度变化值；
由公式得到目标村镇当季用暖的温度灵敏度；
获取目标村镇当季历史单天设定时间段的平均用暖量和平均温度值/>，根据目标村镇未来设定时间段气象参数中的参照温度值/>，由公式/>得到目标村镇未来设定时间段在温度影响下的参照用暖量；
分别获取目标村镇未来设定时间段在湿度、风力影响下的参照用暖量，记为；
预估目标村镇未来设定时间段的用暖需求量，/>。
5.根据权利要求4所述的一种村镇房屋多能源互补供电供暖智能控制系统，其特征在于：所述预估目标村镇未来设定时间段的清洁能源供电量，包括：根据目标村镇未来设定时间段气象参数中各日照时间点的太阳高度角和方位角，使用太阳轨迹模拟软件确定未来设定时间段内太阳照射的角度范围；
将目标村镇太阳能发电站基础信息中各太阳能光伏电池板的面积、朝向与倾角导入太阳轨迹模拟软件，得到目标村镇太阳能发电站内各太阳能光伏电池板的照射面积，累加得到目标村镇太阳能发电站的电池照射总面积；
根据目标村镇太阳能发电站基础信息中光伏电池的使用类型和使用年限，从云数据库中提取目标村镇太阳能发电站内光伏电池的参照光电转换效率；
结合目标村镇太阳能发电站基础信息中当前时间点盈余供电量以及目标村镇未来设定时间段气象参数中的日照时长/>、各日照时间点的太阳辐照量/>，其中/>为未来设定时间段各日照时间点的编号，/>，计算目标村镇未来设定时间段的太阳能供电量/>，/>，其中/>为目标村镇太阳能发电站内光伏电池的光电转换效率修正因子，/>为未来设定时间段日照时间点数量。
6.根据权利要求5所述的一种村镇房屋多能源互补供电供暖智能控制系统，其特征在于：所述目标村镇太阳能发电站内光伏电池的光电转换效率修正因子的获取方式为：从云数据库中提取光伏电池工作适宜环境的温度值范围和湿度值范围，提取范围上限值和下限值进行均值计算，得到光伏电池工作适宜环境温度值和适宜环境湿度值/>；
提取目标村镇未来设定时间段气象参数中参照温度值和参照湿度值/>，由公式得到目标村镇太阳能发电站内光伏电池的光电转换效率修正因子，其中/>为预设的温度、湿度的合理偏差阈值，/>为自然常数，/>为/>。
7.根据权利要求5所述的一种村镇房屋多能源互补供电供暖智能控制系统，其特征在于：所述预估目标村镇未来设定时间段的清洁能源供电量，还包括：提取目标村镇未来设定时间段气象参数中各刮风时间段的风速，其中/>为未来设定时间段中各刮风时间段的编号，/>，获取各刮风时间段对应时长/>，根据风力发电站基础信息中当前时间点盈余供电量/>、风力发电机的数量/>、额定容量/>、额定风速/>及其对应风电转换效率/>，由公式/>得到目标村镇未来设定时间段的风能供电量；
由公式得到目标村镇未来设定时间段的清洁能源供电量。
8.根据权利要求7所述的一种村镇房屋多能源互补供电供暖智能控制系统，其特征在于：所述预估目标村镇未来设定时间段的生物质能供暖量，包括：根据生物质能燃烧发电站基础信息中当前时间点盈余供暖量、生物质供暖设备的额定热效率/>和未来设定时间段内各类生物质资源的供应质量/>，其中/>为各类生物质资源的编号，/>，从云数据库中提取各类生物质资源单位质量的标准热值/>，由公式得到目标村镇未来设定时间段的生物质能供暖量，其中/>为未来设定时间段的时长。
9.根据权利要求8所述的一种村镇房屋多能源互补供电供暖智能控制系统，其特征在于：所述制定目标村镇未来设定时间段的供电供暖方案，包括：若，设定清洁能源为目标村镇未来设定时间段的供电供暖共用能源，其中/>为云数据库存储的家用电器设备参照的电热转换效率；
若，设定清洁能源为目标村镇未来设定时间段的供电供暖共用能源，生物质能源为目标村镇未来设定时间段的供暖能源；
若，设定清洁能源为目标村镇未来设定时间段的供电供暖共用能源，生物质能源为目标村镇未来设定时间段的供暖能源，另从目标村镇暖气控制中心调用设定供暖量/>，/>；
若，设定清洁能源为目标村镇未来设定时间段的供电能源，生物质能源为目标村镇未来设定时间段的供暖能源，另从目标村镇电力控制中心调用设定供电量/>，/>；
若，设定清洁能源为目标村镇未来设定时间段的供电能源，生物质能源为目标村镇未来设定时间段的供暖能源，另从目标村镇电力控制中心调用设定供电量/>，/>，从目标村镇暖气控制中心调用设定供暖量/>，。
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