CN117928115A - 一种节能控制方法及节能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能控制方法及节能控制系统,用于园区光伏集热供水系统中的控制机构,该方法包括:获取当前时刻的监测数据;根据当前时刻的监测数据及配置的控制策略,确定控制机构在下一时刻的目标运行状态,控制策略表示温度监测节点水流的温度值及用水末端水流的流量值,与控制机构的运行状态的对应关系;根据控制机构的当前运行状态及目标运行状态,确定控制机构的目标运行状态,使得光伏集热系统及供热系统的工作负荷随着控制机构的运行状态的变化而变化。相对于整个系统始终满负载运行的现有方式,本发明所提供的解决方案可降低能耗,实现节约能耗的目的;还可解决因整个系统始终满负载运行而造成的运行事故多,维护困难的现象。
Description
技术领域
本发明涉及控制系统技术领域,具体而言,涉及一种节能控制方法及节能控制系统。
背景技术
新能源逐渐应用于各个领域和场景。如为了满足了园区(如校园、餐厅、公寓、宿舍及企业办公园区等公共建筑)集中用热水要求,通过利用集热器组装集成大型的集热系统,将太阳能转换为热能,以实现新能源的有效利用。
目前,园区内的大型光伏集热供水系统,基于园区施工阶段的设计,按照估计的全人员热水用水,以计算热水用量,进而计算光伏配置。因此,园区光伏集热供水系统中的光伏集热系统及供热系统始终按照光伏配置全负荷运行,为各用水末端提供热水。
对于上述光伏集热系统及供热系统始终全负荷运行方式,使得整个园区光伏集热供水系统能耗大。
发明内容
本发明解决的问题是如何降低园区光伏集热供水系统能耗。
为解决上述问题,第一方面,本发明提供一种节能控制方法,所述节能控制方法用于园区光伏集热供水系统中的控制机构,所述控制机构用于控制所述园区光伏集热供水系统中的光伏集热系统及供热系统的工作负荷;
所述节能控制方法包括:
获取当前时刻的监测数据,所述监测数据包括所述园区光伏集热供水系统中各温度监测节点水流的温度值,及所述园区光伏集热供水系统中各所述用水末端水流的流量值;
根据当前时刻的所述监测数据及配置的控制策略,确定所述控制机构在下一时刻的目标运行状态,所述控制策略表示所述温度监测节点水流的温度值及所述用水末端水流的流量值,与所述控制机构的运行状态的对应关系;
根据所述控制机构的当前运行状态及所述目标运行状态,控制所述控制机构在下一时刻运行在所述目标运行状态,使得所述园区光伏集热供水系统中的所述光伏集热系统及所述供热系统的工作负荷随着所述控制机构的运行状态的变化而变化。
可选地,本发明提供的节能控制方法,所述控制机构包括循环泵组及电磁阀组,所述电磁阀组包括进水电磁阀组;
所述控制策略包括电磁阀控制策略及循环泵控制策略,所述电磁阀控制策略表示所述温度监测节点水流的温度值及所述用水末端水流的流量值与所述电磁阀组中各电磁阀的运行状态的对应关系,所述循环泵控制策略表示所述温度监测节点水流的温度值及所述用水末端水流的流量值与所述循环泵组中的各循环泵的运行状态的对应关系。
可选地,本发明提供的节能控制方法,所述园区光伏集热供水系统还包括至少两个光伏集热组,所述进水电磁阀组包括至少两个进水电磁阀,所述进水电磁阀与所述光伏集热组一一对应,用于控制进入对应光伏集热组的水流;
所述进水电磁阀控制策略表示满足所述用水末端水流的流量时所需的所述光伏集热组的个数与各所述进水电磁阀运行状态的对应关系。
可选地,本发明提供的节能控制方法,所述根据当前时刻的所述监测数据及配置的控制策略,确定所述控制机构在下一时刻的目标运行状态包括:
根据各所述用水末端水流当前时刻的流量值,确定所有用水末端水流当前时刻的总流量值;
根据所述总流量值及每个所述光伏集热组的工作流量值,确定满足所述总流量值所需的光伏集热组个数;
根据确定的所述个数及所述进水电磁阀控制策略确定各所述进水电磁阀的目标运行状态。
可选地,本发明提供的节能控制方法,所述温度监测节点包括贮热水箱温度监测节点及出水温度监测节点,所述贮热水箱温度监测节点用于监测所述园区光伏集热供水系统中贮热水箱中水流的贮水温度值,所述出水温度监测节点用于监测所述园区光伏集热供水系统的出水温度值,所述循环泵组包括集热循环泵,所述循环泵控制策略包括集热循环泵控制策略;
所述集热循环泵控制策略表示各用水末端水流的流量值、出水温度值与所述贮水温度值的温度差,与所述集热循环泵运行状态的对应关系。
可选地,本发明提供的节能控制方法,所述根据当前时刻的所述监测数据及配置的控制策略,确定所述控制机构在下一时刻的目标运行状态包括:
根据当前时刻的所述温度值及所述流量值,确定当前时刻流量值最大的用水末端,以及所述温度差;
按照最大流量值的用水末端、所述温度差、设置的温度差阈值及所述集热循环泵控制策略,确定所述集热循环泵在下一时刻的目标运行状态。
可选地,本发明提供的节能控制方法,所述按照最大流量值的用水末端、所述温度差、设置的温度差阈值及所述集热循环泵控制策略,确定所述集热循环泵在下一时刻的目标运行状态包括:
当最大流量值的用水末端为第一用水末端,且所述温度差大于第一温度差阈值,确定所述集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为开启状态;所述温度差小于第二温度差阈值时,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为停止状态,所述第一温度差阈值大于所述第二温度差阈值;
当最大流量值的用水末端为第二用水末端时,且所述温度差大于第三温度差阈值,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为开启状态,且所述温度差小于第四温度差阈值时,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为停止状态,所述第三温度差阈值大于所述第四温度差阈值;
当最大流量值的用水末端为第三用水末端时,且所述温度差大于第五温度差阈值,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为开启状态,且所述温度差小于第六温度差阈值时,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为停止状态,所述第五温度差阈值大于所述第六温度差阈值。
可选地,本发明提供的节能控制方法,所述温度监测节点包括供热水箱温度监测节点,用于监测所述园区光伏集热供水系统的供热水箱中水流的供水温度值,所述循环泵组包括热水箱循环泵,
循环泵控制策略包括热水箱循环泵策略,所述热水箱循环泵控制策略表示所述供水温度值与所述热水箱循环泵运行状态的对应关系;
则根据当前时刻的所述监测数据及配置的控制策略,确定所述控制机构在下一时刻的目标运行状态包括:
当当前时刻的供水温度值不超过设置的第一温度阈值时,表示所述热水箱循环泵启动;
当当前时刻的供水温度值不小于设置的第二温度阈值时,表示所述热水箱循环泵停止,所述第一温度阈值小于所述第二温度阈值。
可选地,本发明提供的节能控制方法,所述温度监测节点还包括回水温度监测节点,用于监测所述园区光伏集热供水系统的回水温度值,所述循环泵组包括管道热循环泵,所述电磁阀组还包括回水电磁阀;
所述循环泵控制策略包括管道热循环泵控制策略,所述管道热循环泵控制策略表示所述供热水箱中水流的温度值及回水温度监测节点处的温度值与所述管道热循环泵的运行状态的对应关系;
则根据当前时刻的所述监测数据及配置的控制策略,确定所述控制机构在下一时刻的目标运行状态包括:
当所述回水温度监测节点处当前时刻的温度值不超过设置的第三温度阈值时,所述管道热循环泵及所述回水电磁阀开启;
当所述供热水箱中水流的温度值大于等于第四温度阈值时,所述回水电磁阀及所述管道热循环泵关闭。
第二方面,本发明提供一种节能控制系统,所述节能控制系统用于园区光伏集热供水系统中的控制机构,所述园区光伏集热供水系统包括控制机构及至少两个用水末端,所述控制机构用于控制所述园区光伏集热供水系统中的光伏集热系统及供热系统的工作负荷;
所述节能控制系统包括:
中央控制器、温度传感器组及流量传感器组;
所述温度传感器组中的传感器设置在所述光伏集热系统中的温度的温度监测节点,用于监测其所处温度监测节点水流的温度值;
所述流量传感器组中的流量传感器设置在所述光伏集热系统中各所述用水末端,用于监测各所述用水末端水流的流量值;
所述中央控制器用于接收当前时刻的温度值及流量值,并根据当前时刻的所述监测数据及配置的控制策略,确定所述控制机构在下一时刻的目标运行状态,所述控制策略表示所述园区光伏集热供水系统中所述温度监测节点水流的温度值及所述用水末端水流的流量值,与所述控制机构的运行状态的对应关系;
根据所述控制机构的当前运行状态及所述目标运行状态,确定所述控制机构在下一时刻运行在所述目标运行状态,使得所述园区光伏集热供水系统中的所述光伏集热系统及所述供热系统的工作负荷随着所述控制机构的运行状态的变化而变化。
本发明提供的节能控制方法及节能控制系统,利用获取的当前时刻的温度值及流量值,以及配置的控制策略,确定园区光伏集热供水系统中的控制机构在下一时刻的目标运行状态,并控制其在下一时刻运行在该目标运行状态下,使得控制机构在不同时刻的工作状态,能够依据当前时刻的流量值及温度值而动态调整。同时,由于园区光伏集热供水系统中的光伏集热系统及供热系统的工作负荷随着上述控制机构的运行状态的变化而变化,进而可使园区光伏集热供水系统中的光伏集热系统及供热系统的工作负荷随之灵活调整,避免了整个系统始终运行满负荷状态下,因此,相对于整个系统始终满负载运行的现有方式,本发明实施例所提供的解决方案可降低能耗,实现节约能耗的目的。同时,还可解决因整个系统始终满负载运行而造成的运行事故多,维护困难的现象。
附图说明
图1为本发明一些实施例的园区光伏集热供水系统及节能控制系统的结构示意图;
图2为本发明一些实施例的节能控制方法的流程示意图;
图3为本发明又一些实施例的节能控制方法的流程示意图;
图4为本发明一些实施例的节能控制装置的结构示意图;
图5为本发明一些实施例的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
可以理解,如图1所示,对于配置在园区(如校园、企业办公园区、餐厅、公寓、宿舍等)的光伏集热供水系统。
该园区光伏集热供水系统可以包括光伏集热系统、供热系统、控制机构及用水末端。该光伏集热系统可以包括光伏集热组、集热循环泵、防冻循环及集热管路等。该供热系统可以包括贮热水箱、供热水箱、热水箱循环泵及管道热循环泵热等。该控制机构可以包括电磁阀组及循环泵组,用于控制园区光伏集热供水系统中的光伏集热系统及供热系统的工作负荷,即用于通过开启或关闭,控制进入工作状态的集热系统及供热系统中的具体结构。
该光伏集热组件、贮热水箱、供热水箱及用水末端装置之间通过设置的水管连通。该电磁阀组可以包括进水电磁阀、回水电磁阀及补水电磁阀。该循环泵可以包括集热循环泵、热水箱循环泵及管道热循环泵。
其中,该光伏集热组可以包括多个光伏集热组,如图1所示,可以包括光伏集热组a、光伏集热组b、光伏集热组c及光伏集热组d。则对应的,为每个光伏集热组设置有进水电磁阀,即进水电磁阀组中可以包括进水电磁阀DC1、进水电磁阀DC2、进水电磁阀DC3、进水电磁阀DC4、补水电磁阀DC5及回水电磁阀DC6。进水电磁阀DC1位于光伏集热组1的进水管;进水电磁阀DC2位于光伏集热组2的进水管;进水电磁阀DC3位于光伏集热组3的进水管;进水电磁阀DC4位于光伏集热组4的进水管;补水电磁阀DC5位于贮热水箱的补水管;回水电磁阀DC6位于供热水箱的回水管。
实际中,进水电磁阀DC1用于接收来自电磁阀监控器的信号,通过开启或控制光伏集热组1的进水;进水电磁阀DC2用于接收来自电磁阀监控器的信号,控制光伏集热组2的进水;进水电磁阀DC3用于接收来自电磁阀监控器的信号,控制光伏集热组3的进水,进水电磁阀DC4用于接收来自电磁阀监控器的信号,控制光伏集热组4的进水;补水电磁阀DC5用于接收来自中央控制器的信号,控制贮热水箱的补水,水位低于设定水位,中央控制器控制电磁阀开阀。回水电磁阀DC6用于接收来自中央控制器的信号,控制供热水箱的回水。
对应的,该电磁阀监控器用于接收来自中央控制器信号,控制进水电磁阀DC1、DC2、DC3、DC4的开闭。
该循环泵组中可以包括集热循环泵、热水箱循环泵及管道热循环泵,该集热循环泵用于控制光伏集热组的集热循环及防冻循环。该热水箱循环泵功能用于控制贮热水箱与供热水箱之间的热水循环。该管道热循环泵功能控制热水供水管道的热水循环。
该用水末端装置可以包括淋浴装置(即a端)、洗脸装置(即b端)及餐饮洗涤装置(即c端)。
可以理解,光伏集热组及用水末端的实际设置个数及种类,可以根据实际情况确定,本发明对此不做限制。
还可以理解,在实际运行过程中,外界的水资源补充至贮热水箱后,进而通过开启配置的集热循环泵及进水电磁阀,被输送至各光伏集热组,以在光伏集热组中利用光伏原理,进行加热,并能够在加热后输出至贮热水箱。
进一步,加热后的贮热水箱通过开启配置的热水箱循环泵,被输送至供热水箱,进而通过开启管道热循环泵,被输送至各用水末端。进而在用水末端,将回水通过回水电磁阀(DC1)回收至供热水箱,并输送至贮热水箱,实现整个供系统中的水循环。
可以理解,上述园区光伏集热供水系统,在运行过程中,将产生极大的能耗。对应的,具体可以包括集热系统能耗及供热系统能耗。集热系统能耗包括集热循环泵的集热循环能耗、集热循环泵的防冻循环能耗及集热管路热损失能耗。供热系统能耗指集热供水系统采用贮热水箱、供热水箱、热水箱循环泵、管道热循环泵的能耗。
还可以理解,对于如图1所示的园区光伏集热供水系统,在实际运行过程中,各用末端对水流量及水温的需求不同,其用水量随着工作日及非工作日变化而变化。即由于园区存在明显的使用人数的峰谷,峰谷悬差最大的是工作日、法定假日,热水用水末端非连续满负荷工作,从而导致存在热水用水高峰、用水低谷。
例如,对于用水末端a、b、c,根据相关规定,如《建筑给水排水设计标准》GB50015-2019,淋浴器使用热水水温37℃,洗脸盆使用热水水温30℃,餐饮洗涤盆使用热水水温50℃,即园区公共建筑内用水末端的使用热水水温范围在30℃~50℃,温差大,使得节能空间广阔。
相关技术中,处于用水低谷时,光伏集热供水系统仍然满负荷工作,集热循环泵、热水箱循环泵、管道热循环泵相应满负荷工作,导致电耗浪费,设备运行成本增加,设备使用寿命降低,不经济且不环保。
另外,园区的大型集热系统均采用小组集热器串联成大组,大组并联成循环系统的布置方式,循环系统复杂。期间短路循环现象严重,相当多的集热器集取的热量无法传递到集热水箱;系统集热器大多采用U形金属-玻璃真空管集热器,系统为闭式承压系统,运行时集热水温接近200℃,管内易形成气堵,并产生水垢沉积,长时间满负荷运行导致集热系统的集热效率越来越低。
并且,由于光伏集热供水系统是闭式承压系统,集热水温达到200℃左右高温,长时间满负荷运行导致相应的管道、管件、阀件的密封部位均易出问题(如冒气漏水),集热器本身因循环短路、水垢堵塞及产品质量问题等引起玻璃管爆管,寒冷地区集热系统防冻措施不妥或故障时易使集热管冻裂,这些问题在运行中频发,给维护管理带来极大困难。
因此,本发明中,为了解决上述相关技术中,园区光伏集热供水系统始终按照配置全负荷运行,导致的能耗大、效率低及维护困难等问题,通过提供节能控制方法及节能控制系统,即通过监测用水末端的水流量,以及光伏集热供水系统各温度监测节点的水温,按照配置的控制策略,根据监测到的温度值及流量值,实时调整光伏集热供水系统中各控制机构的运行状态,以对园区光伏集热系统中的光伏集热系统及供热系统的工作负荷进行实时调整,最终实现变流量及变温差的控制,以降低功耗,节约能耗。
为了更好的理解本发明提供的光伏集热供水系统的节能控制系统及节能控制方法,下面通过附图详细阐述。
如图1所示,基于上述的园区光伏集热供水系统,所设计的节能系统,可以包括中央控制器、温度传感器组及流量传感器组。
如图1所示,该温度传感器组中可以包括第一温度传感器T1、第二温度传感器T2、第三温度传感器T3及第四温度传感器T4,各温度传感器设置在对应的温度监测节点。
例如,温度传感器T1,位于园区光伏集热供水系统出口最高点,即出水监测节点,用于监测光伏集热系统的出水温度;温度传感器T2,设置在园区光伏集热供水系统中的贮热水箱监测节点,如距贮热水箱底部约1/3水箱高度处,用于监测园区光伏集热供水系统中贮热水箱中水流的贮水温度值;温度传感器T3,设置在园区光伏集热供水系统中供热水箱监测节点,如距供热水箱底部约1/3水箱高度处,用于监测园区光伏集热供水系统的出水温度值;温度传感器T4,设置在园区光伏集热供水系统中的回水末端处,用于监测回水末端的回水温度值。
对应的,在实际中,节能控制系统中还设置水温监控器,用于接收各温度监测节点温度传感器监测到的监测数据,并向中央控制器传递。
该流量传感器组中可以包括第一流量传感器Q1、第二流量传感器Q2及第三流量传感器Q3,用于监测各用水末端水流的流量值,如流量传感器Q1,位于用水末端a的热水总管;流量传感器Q2位于用水末端b的热水总管;流量传感器Q3位于用水末端c的热水总管。对应的,流量传感器Q1用水末端a的热水总管流量;流量传感器Q2用水末端b的热水总管流量;流量传感器Q3用水末端c的热水总管流量。
如上述各用水末端的水温规定,该流量传感器Q1,即用水末端a对应水温37℃、流量传感器Q2,即用水末端b对应水温30℃、流量传感器Q3,即用水末端c对应水温50℃。
对应的,实际中,节能控制系统中还设置流量监控器,用于接收流量传感器的监测数据,如用水末端a流量q1、用水末端b流量q2、用水末端c流量q3。还可以对接收的监测数据做初步处理,如用于各流量值的比较处理,如对q1、q2、q3进行比较,得到最大流量Qmax=q1或q2或q3;或者,还可以用于流量值的累积:对q1、q2、q3进行加值,得到总流量ΣQ=q1+q2+q3,最后可以向中央控制器传递数据,如最大流量Qmax、总流量ΣQ。
或者,在一些实施例中,可以直接将接收到的监测数据向中央控制器传输,使得中央控制器进行监测数据的处理。
图1所示,该节能控制系统中的中央控制器与循环泵中的各循环泵、电磁阀监控器、电磁阀组中的各电磁阀、水温监控器及流量监控器电联接,以通过水温监控器接收各温度传感器的监测数据,通过流量监控器接收各流量传感器的监测数据,并通过电磁阀监控器,或直接控制各电磁阀及各循环泵的开启及关闭。
该中央控制器,即智慧园区的数据中控平台,其中配置有各控制机构的控制测量,该控制策略表示园区光伏集热供水系统运行过程中,满足各温度监测节点水流的温度值及各用水末端水流的流量值,与各控制机构的运行状态的对应关系。
则该中央控制器用于接收来自水温监控器的监测数据及来自流量监控器的监测数据,进而根据当前的监测数据及配置的控制策略,确定各控制机构在下一时刻的目标运行状态。并根据控制机构的当前运行状态及确定目标运行状态,确定各控制机构在下一时刻运行在确定目标运行状态。
例如,对于各控制机构,如电磁阀或循环泵,当其当前的运行状态与目标运行状态不一致时,则向对应的控制机构发出阀门开启或关闭的动作指令,如向电磁阀发出动作指令,以控制进水电磁阀DC1、DC2、DC3、DC4的开闭、控制补水电磁阀DC5、回水电磁阀DC6的开闭,或者向各循环泵发出动作指令,如向集热循环泵、热水箱循环泵及管道热循环泵等发出开闭指令。
为了更好的理解本发明实施例提供的利用节能控制系统的节能控制方法,对光伏集热供水系统的节能控制方法,下面通过控制流程图进行详细阐述。
图2所示为本发明实施例提供的光伏集热供水系统的节能控制方法,该方法用于光伏集热供水系统中的控制机构,借助如图1所示的节能控制系统实现,该节能控制系统配置在上述图1所示的光伏集热供水系统中,以对光伏集热供水系统运行过程中的机构进行调节控制,实现节能损耗。
如图2所示,该方法可以由中央控制器执行,具体包括如下步骤:
S110,获取当前时刻的监测数据,该监测数据包括该园区光伏集热供水系统中各温度监测节点水流的温度值,及该园区光伏集热供水系统中各该用水末端水流的流量值。
S120,根据当前时刻的该监测数据及配置的控制策略,确定该控制机构在下一时刻的目标运行状态,该控制策略表示该温度监测节点水流的温度值及该用水末端水流的流量值,与该控制机构的运行状态的对应关系。
S130,根据该控制机构的当前运行状态及该目标运行状态,控制该控制机构在下一时刻运行在该目标运行状态,使得该园区光伏集热供水系统中的该光伏集热系统及该供热系统的工作负荷随着该控制机构的运行状态的变化而变化。
具体地,如图1所示,按照配置的监测周期,中央控制器通过水温监控器接收各温度传感器的监测数据,通过流量控制器接收各流量传感器的监测数据。
即在实际运行过程中,中央控制器可以接收到当前时刻的监测数据。
进一步,中央控制器可以基于配置的控制策略,对当前时刻的该监测数据,如各监测节点的温度值及各用水末端的流量值进行分析,以确定该控制机构在下一时刻的目标运行状态。
即本发明实施例中为了实现节能,结合园区光伏集热供水系统的工作特点,通过基于流量及稳定来设置各控制机构的控制策略,来控制园区光伏集热系统中的控制机构,使得园区光伏集热供水系统中的光伏集热系统及供热系统的工作负荷随着控制机构的运行状态的变化而变化。
如通过基于流量的变化设置的控制机构的控制策略,表示对光伏集热组组工作数量的调节,导致热水供水流量的变化,进而导致集热循环泵、热水箱循环泵、管道热循环泵的工作频率变化,即使得在非满负荷工作状态下,用水末端热水流量降低,光伏集热组组工作数量减少,水泵工作流量减少,水泵电耗减少,即处于轻负荷工作状态,从而达到节约能耗的目的。
以及基于流量的变化设置的电磁阀及循环泵的控制测量,表示对集热循环泵的工作频率的调节,即当光伏集热组的出水温度与贮热水箱的水温读之间温差小,则热循环泵频繁工作;否则,则热循环泵延时工作,处于轻负荷工作状态,达到节约能耗的目的。
基于此,本发明配置的该控制策略可以包括电磁阀控制策略及循环泵控制策略,该电磁阀控制策略表示该温度监测节点水流的温度值及该用水末端水流的流量值与该电磁阀组中各电磁阀的运行状态的对应关系,该循环泵控制策略表示该温度监测节点水流的温度值及该用水末端水流的流量值与该循环泵组中的各循环泵的运行状态的对应关系。
即本发明中所配置的控制策略,为各用水末端的水流量、光伏集热供水系统中的光伏集热组的出水温度及贮热水箱水温,与光伏集热供水系统中各控制机构状态的对应关系,如控制水管导通及关闭的电磁阀,或控制水流循环的循环泵的开启及关闭的对应关系。以表示在光伏集热供水系统运行过程中,在当前的贮热水箱水温及光伏集热组的出水温度情况下,满足各用水末端水流量及对用水温要求时,灵活调整各个电磁阀及循环泵的开启或关闭状态,最终实现节能的目的。
最后,中央控制器根据确定的各控制机构的目标运行状态,以及当前的运行状态,确定该控制机构在下一时刻运行在该目标运行状态,即对各个控制机构进行控制,以使得各控制机构在下一时刻运行在目标状态下。
可以理解,本发明实施例提供的光伏集热供水系统的节能控制方法,利用获取的当前时刻的温度值及流量值,以及配置的控制策略,确定园区光伏集热供水系统中的控制机构在下一时刻的目标运行状态,并控制其在下一时刻运行在该目标运行状态下,使得控制机构在不同时刻的工作状态,能够依据当前时刻的流量值及温度值而动态调整。同时,由于园区光伏集热供水系统中的光伏集热系统及供热系统的工作负荷随着上述控制机构的运行状态的变化而变化,进而可使园区光伏集热供水系统中的光伏集热系统及供热系统的工作负荷随之灵活调整,避免了整个系统始终运行满负荷状态下,因此,相对于整个系统始终满负载运行的现有方式,本发明实施例所提供的解决方案可降低能耗,实现节约能耗的目的。同时,还可解决因整个系统始终满负载运行而造成的运行事故多,维护困难的现象。
可选地,本发明的一些实施例中,如图1所示,对于电磁阀组中的至少两个进水电磁阀,每个进水电磁阀与园区光伏集热供水系统中的光伏集热组一一对应,用于控制进入对应光伏集热组的水流。
对应的,设置有进水电磁阀控制策略,以基于各用水末端水流的流量值,实现各进水电磁阀的控制,即该水电磁阀控制策略表示满足该用水末端水流的流量时所需的该光伏集热组的个数与各该进水电磁阀运行状态的对应关系。
即所配置的进水电磁阀控制策略可以表示如下:
若计算需要一组光伏集热组工作(n=1),则电磁阀DC1开阀,电磁阀DC2、DC3、DC4闭阀。
若计算需要二组光伏集热组工作(n=2),则电磁阀DC1、DC2开阀,电磁阀DC3、DC4闭阀。
若计算需要三组光伏集热组工作(n=3),则电磁阀DC1、DC2、DC3开阀,电磁阀DC4闭阀。
若计算需要四组光伏集热组工作(n=4),则电磁阀DC1、DC2、DC3、DC4开阀。
则如图3所示,在该配置的进水电磁阀控制策略下,S120中,根据当前时刻的该监测数据及配置的控制策略,确定该控制机构在下一时刻的目标运行状态,具体可以通过如下步骤实现:
S01,根据各用水末端水流当前时刻的流量值,确定所有用水末端水流当前时刻的总流量值。
S02,根据该总流量值及每个该光伏集热组的工作流量值,确定满足该总流量值所需的光伏集热组个数。
S03,根据确定的个数及进水电磁阀控制策略确定各进水电磁阀的目标运行状态。
具体地,中央控制器接收来自流量监控器的监测数据,即当前时刻各用水末端的流量值,进而确定各用水流量的加值,得到的总流量ΣQ=q1+q2+q3。
最后,根据每组光伏集热组的工作流量,以及该总量,计算需要工作的光伏集热组数量,结合配置的进水电磁阀控制策略,确定各进水电磁阀在下一时刻的目标运行状态,最终通过电磁阀监控器,实现集热供水系统的参数化变流量运行。
例如,用水末端热水总流量为ΣQ=q1+q2+q3,每组光伏集热组的热水工作流量为q0。
则为满足末端热水用水要求,确定需要参与工作的光伏集热组数量为n=ΣQ/q0=(q1+q2+q3)/q0,n圆整后取整数值,n=1、或n=2、或n=3、或n=4。
最后,可以根据确定各所需个数,以及上述控制策略中的对应关系,确定各进水电磁阀的目标运行状态。
例如,若计算得到的n=2,则确定在下一时刻需要两个光伏集热组件,可满足当前时刻的流量需求。则对应上述控制策略,确定下一时刻,各进水电磁阀的目标运行状态,即电磁阀DC1、DC2处于开阀,电磁阀DC3、DC4处于闭阀。
可以理解,本发明实施例中,通过基于变流量的进水电磁阀控制策略,对光伏集热组组工作数量的调节,使得热水供水流量的变化,进而使得集热循环泵、热水箱循环泵、管道热循环泵的工作频率变化。最终使得非满负荷工作状态下,末端热水流量降低,光伏集热组组工作数量减少,水泵工作流量减少,水泵电耗减少,从而达到节约能耗的目的。
可以理解,对于园区光伏集热供水系统,集热循环泵是工作最频繁、能耗最大的工作单元。
则在本发明的一些实施例中,通过配置的调节集热循环泵的工作频率,达到节约能耗的目的。T1与T2之间的温差小,则热循环泵频繁工作;T1与T2之间的温差大,则热循环泵延时工作。
即基于变温差设置的集热循环泵控制策略,通过设置的贮热水箱监测节点及出水温度监测节点,从而通过贮热水箱监测节点的贮水温度值及园区光伏集热供水系统的出水温度值,来控制集热循环泵。即集热循环泵控制策略表示各用水末端水流的流量值、所述出水温度值与所述贮水温度值的温度差,与所述集热循环泵运行状态的对应关系。
则在根据当前时刻的监测数据及配置的集热循环泵控制策略,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态包括:
S04,根据当前时刻的该温度值及该流量值,确定当前时刻流量值最大的用水末端,以及该温度差。
S05,根据当前时刻流量值最大的用水末端、该温度差、设置的温度差阈值及该集热循环泵控制策略,确定该集热循环泵在下一时刻的目标运行状态。
具体地,中央控制器在接收到当前的监测数据后,可以确定最大流量Qmax(或q1、或q2、或q3),从而判断出本建筑内当前的主要热水使用功能,设定集热供水系统保证水温。
进一步,在不同的最大流量的用水末端情况下,确定当前时刻下的温度差,即出水温度值及出水温度值,进而根据控制策略中设置的温度差阈值及温度差确定下一时刻光伏集热循环泵的目标运行状态。
实际中,当流量值最大的用水末端为第一用水末端,即为淋浴用水末端时,该温度差大于第一温度差阈值,确定该集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为开启状态,该温度差小于第二温度差阈值时,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为停止状态,该第一温度差阈值大于该第二温度差阈值。
当流量值最大的用水末端为第二用水末端时,即为洗脸用水末端时,该温度差大于第三温度差阈值,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为开启状态,该温度差小于第四温度差阈值时,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为停止状态,该第三温度差阈值大于该第四温度差阈值。
当流量值最大的用水末端为第三用水末端时,即为餐饮用水末端时,该温度差大于第五温度差阈值,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为开启状态,该温度差小于第六温度差阈值时,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为停止状态,该第五温度差阈值大于该第六温度差阈值。
例如,当最大流量Qmax=q1时,赋值第一温度差阈值Δt1=6℃、第二温度差阈值Δt2=1℃。
则当光伏集热系统的出水温度值与贮水温度值的温差大于阈值Δt1时,即T1及T2对应的温差,即t1-t2≥Δt1时,集热循环泵启泵。当当光伏集热系统的出水温度值与贮水温度值的温差小于阈值Δt2时,即t1-t2≤Δt2时,集热循环泵停泵。
当最大流量Qmax=q2时,赋值第三温度差阈值为Δt1=8℃、第四温度差阈值为Δt2=2℃。
则当光伏集热系统的出水温度值与贮水温度值的温差大于阈值Δt1时,即t1-t2≥Δt1时,集热循环泵启泵。当光伏集热系统的出水温度值与贮水温度值的温差小于阈值Δt2时,即t1-t2≤Δt2时,集热循环泵停泵。
当最大流量Qmax=q3时,赋值第五温度差阈值为Δt1=10℃、第六温度差阈值为Δt2=3℃。
则当光伏集热系统的出水温度值与贮水温度值的温差大于阈值Δt1时,即t1-t2≥Δt1时,集热循环泵启泵。当光伏集热系统的出水温度值与贮水温度值的温差小于阈值Δt2时,即t1-t2≤Δt2时,集热循环泵停泵。
还可以理解,本发明为了实现完整控制,还可以设置有保护阈值,即当监测贮热水箱的水温,即贮水温度值大于等于该保护阈值时,则集热循环泵停泵。
例如,当贮水温度值,t2≥70℃时,集热循环泵停泵。
可选地,本发明的一些实施例中,对于园区光伏集热供水系统中的热水箱循环泵的控制,配置有热水箱循环泵控制策略。
即配置的温度监测节点还设置有供热水箱监测节点,用于监测该园区光伏集热供水系统的供热水箱中水流的供水温度值,该循环泵组包括热水箱循环泵。该循环泵控制策略包括热水箱循环泵控制策略,该热水箱循环泵控制策略表示该供水温度值与该热水箱循环泵运行状态的对应关系。
则根据当前时刻的该监测数据及配置的控制策略,确定该控制机构在下一时刻的目标运行状态包括:
当当前时刻的供水温度值不超过设置的第一温度阈值时,表示该热水箱循环泵启动。
当当前时刻的供水温度值不小于设置的第二温度阈值时,表示该热水箱循环泵停止,该第一温度阈值小于该第二温度阈值。
例如,当供水温度值,即温度传感器T3对应的温度值t3≤50℃,即第一温度阈值时,热水箱循环泵启泵。
当供水温度值t3≥60℃时,即第二温度阈值,热水箱循环泵停泵,控制贮热水箱与供热水箱之间的热水循环。
可选地,本发明的一些实施例中,为了对管道热循环泵的节能控制,还可以配置有管道热循环泵控制策略。
即温度监测节点还包括回水温度监测节点,用于监测该园区光伏集热供水系统的回水温度值,该循环泵组包括管道热循环泵,该电磁阀组还包括回水电磁阀。
该循环泵控制策略包括管道热循环泵控制策略,该管道热循环泵控制策略表示该供水温度值及该回水温度值与该管道热循环泵及该回水电磁阀的运行状态的对应关系。
则根据当前时刻的该监测数据及配置的控制策略,确定该控制机构在下一时刻的目标运行状态包括:
当当前时刻的回水温度值不超过设置的第三温度阈值时,该管道热循环泵及该回水电磁阀开启。
当当前时刻的供水温度值大于等于第四温度阈值时,该回水电磁阀关闭。
例如,当回水温度值,即温度传感器T4对应的温度值t4≤35℃(第三温度阈值)时,回水电磁阀DC6开阀,管道热循环泵启泵,控制热水供水管道的热水循环。
当t3≥45℃(即第四温度阈值)时,回水电磁阀DC6闭阀。
可以理解,通过上述实施例的变温差变流量控制,在节约能耗的同时,降低设备(光伏集热组组、集热循环泵、热水箱循环泵、管道热循环泵)运行成本。
可以理解,上述温度阈值及温度差阈值可以根据实际情况设置,本发明对此不做限制。
还可以理解,可以在节能控制系统中的中央控制器中配置上述各个控制机构对应的控制策略,也可以选择性的配置其中一个或多个控制策略,本发明对此不做限制。
可选地,本发明的一些实施例中,在确定了控制机构下一时刻的目标运行状态后,可以在S130中,根据控制机构的当前运行状态及目标运行状态,确定该控制机构在下一时刻运行在该目标运行状态。
即在S130中,当该目标运行状态与该当前运行状态不一致时,生成控制指令,该控制指令用于改变该控制机构的当前运行状态,使得该控制机构在下一时刻运行在该目标运行状态。
例如,对于集热循环泵,当前的运行状态为关闭,确定的目标运行状态为开启。则中央控制器可以生成控制指令,并向该集热循环泵发送该控制指令,以使得该集热循环泵响应该控制指令,开启该集热循环泵,使得该集热循环泵在下一时刻运行在该目标运行状态。
可以理解,当当前的运行状态及确定的目标运行状态均为开启时,则无需改变当前的运行状态,使得该集热循环泵在下一时刻仍然运行在该目标运行状态。
可以理解,本发明实施例提供的节能控制方法及节能控制系统,通过在园区光伏集热供水系统中搭建节能控制系统,即在园区光伏集热供水系统中各温度监测节点配置温度传感器,在各用水末端位置配置流量传感器,并配置中央控制器,并在中央控制器中配置表示园区光伏集热供水系统中温度监测节点水流的温度值及各用水末端水流的流量值与所述控制机构的运行状态的对应关系,使得在园区光伏集热供水系统运行过程中,中央控制器利用利用获取的当前时刻的温度值及流量值,以及配置的控制策略,确定园区光伏集热供水系统中的控制机构在下一时刻的目标运行状态,并控制其在下一时刻运行在该目标运行状态下,使得控制机构在不同时刻的工作状态,能够依据当前时刻的流量值及温度值而动态调整。同时,由于园区光伏集热供水系统中的光伏集热系统及供热系统的工作负荷随着上述控制机构的运行状态的变化而变化,进而可使园区光伏集热供水系统中的光伏集热系统及供热系统的工作负荷随之灵活调整,避免了整个系统始终运行满负荷状态下,因此,相对于整个系统始终满负载运行的现有方式,本发明实施例所提供的解决方案可降低能耗,实现节约能耗的目的。同时,还可解决因整个系统始终满负载运行而造成的运行事故多,维护困难的现象。
另一方面,如图4所示,本发明还提供一种节能控制装置,该节能控制装置还包括:
获取模块210,用于获取当前时刻的监测数据,该监测数据包括该园区光伏集热供水系统中各温度监测节点水流的温度值,及该园区光伏集热供水系统中各该用水末端水流的流量值;
第一确定模块220,用于根据当前时刻的该监测数据及配置的控制策略,确定该控制机构在下一时刻的目标运行状态,该控制策略表示该温度监测节点水流的温度值及该用水末端水流的流量值,与该控制机构的运行状态的对应关系;
第二确定模块230,用于根据该控制机构的当前运行状态及该目标运行状态,确定该控制机构在下一时刻运行在该目标运行状态,使得该园区光伏集热供水系统中的该光伏集热系统及该供热系统的工作负荷随着该控制机构的运行状态的变化而变化。
可选地,本发明提供的节能控制装置,该控制机构包括循环泵组及电磁阀组;该控制策略包括电磁阀控制策略及循环泵控制策略,该电磁阀控制策略表示该温度监测节点水流的温度值及该用水末端水流的流量值与该电磁阀组中各电磁阀的运行状态的对应关系,该循环泵控制策略表示该温度监测节点水流的温度值及该用水末端水流的流量值与该循环泵组中的各循环泵的运行状态的对应关系。
可选地,本发明提供的节能控制装置,该电磁阀组包括至少两个进水电磁阀,该进水电磁阀组包括至少两个进水电磁阀,该进水电磁阀与该园区光伏集热供水系统中的光伏集热组一一对应,用于控制进入对应光伏集热组的水流;
该电磁阀控制策略包括进水电磁阀控制策略,该进水电磁阀控制策略表示满足该用水末端水流的流量时所需的该光伏集热组的个数与各该进水电磁阀运行状态的对应关系。
可选地,本发明提供的节能控制装置,该第一确定模块具体用于:
根据各该用水末端水流当前时刻的流量值,确定所有用水末端水流当前时刻的总流量值;
根据该总流量值及每个该光伏集热组的工作流量值,确定满足该总流量值所需的光伏集热组个数;
根据确定的该个数及该进水电磁阀控制策略确定各该进水电磁阀的目标运行状态。
可选地,本发明提供的节能控制装置,该温度监测节点包括贮热水箱监测节点及出水温度监测节点,该贮热水箱监测节点用于监测该园区光伏集热供水系统中贮热水箱中水流的贮水温度值,该出水温度监测节点用于监测该园区光伏集热供水系统的出水温度值,该循环泵组包括集热循环泵,该循环泵控制策略包括集热循环泵控制策略;
该集热循环泵控制策略表示各用水末端水流的流量值、该出水温度值与该贮水温度值的温度差,与该集热循环泵运行状态的对应关系。
可选地,本发明提供的节能控制装置,该第一确定模块具体用于:
根据当前时刻的该温度值及该流量值,确定当前时刻流量值最大的用水末端,以及该温度差;
根据当前时刻流量值最大的用水末端、该温度差、设置的温度差阈值及该集热循环泵控制策略,确定该集热循环泵在下一时刻的目标运行状态。
可选地,本发明提供的节能控制装置,该第一确定模块具体用于:
当流量值最大的用水末端为第一用水末端,该温度差大于第一温度差阈值,确定该集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为开启状态,该温度差小于第二温度差阈值时,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为停止状态,该第一温度差阈值大于该第二温度差阈值;
当流量值最大的用水末端为第二用水末端时,该温度差大于第三温度差阈值,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为开启状态,该温度差小于第四温度差阈值时,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为停止状态,该第三温度差阈值大于该第四温度差阈值;
当流量值最大的用水末端为第三用水末端时,该温度差大于第五温度差阈值,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为开启状态,该温度差小于第六温度差阈值时,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为停止状态,该第五温度差阈值大于该第六温度差阈值。
可选地,本发明提供的节能控制装置,该温度监测节点包括供热水箱监测节点,用于监测该园区光伏集热供水系统的供热水箱中水流的供水温度值,该循环泵组包括热水箱循环泵,该循环泵控制策略包括热水箱循环泵控制策略,该热水箱循环泵控制策略表示该供水温度值与该热水箱循环泵运行状态的对应关系;
则该第一确定模块用于:
当当前时刻的供水温度值不超过设置的第一温度阈值时,表示该热水箱循环泵启动;
当当前时刻的供水温度值不小于设置的第二温度阈值时,表示该热水箱循环泵停止,该第一温度阈值小于该第二温度阈值。
可选地,本发明提供的节能控制装置,该温度监测节点还包括回水温度监测节点,用于监测该园区光伏集热供水系统的回水温度值,该循环泵组包括管道热循环泵,该电磁阀组还包括回水电磁阀;该循环泵控制策略包括管道热循环泵控制策略,该管道热循环泵控制策略表示该供水温度值及该回水温度值与该管道热循环泵及该回水电磁阀的运行状态的对应关系;
则该第一确定模块具体用于:
当当前时刻的回水温度值不超过设置的第三温度阈值时,该管道热循环泵及该回水电磁阀开启;
当当前时刻的供水温度值大于等于第四温度阈值时,该回水电磁阀关闭。
另一方面,本发明实施例提供的处理设备,该处理设备还包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,该处理器执行该程序时实现如上所述的储能电站设备的运维方法。
下面参考图5,图5为本发明实施例的处理设备的结构示意图。
如图5所示,处理设备包括中央处理单元(CPU)301,其可以根据存储在只读存储器(ROM)302中的程序或者从存储部分308加载到随机访问存储器(RAM)303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 303中,还存储有电子设备300操作所需的各种程序和数据。CPU 301、ROM 302以及RAM 303通过总线304彼此相连。输入/输出(I/O)接口305也连接至总线304。在一些实施例中,以下部件连接至I/O接口305:包括键盘、鼠标等的输入部分306;包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分307;包括硬盘等的存储部分308;以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器310也根据需要连接至I/O接口305。可拆卸介质311,诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等,根据需要安装在驱动器310上,以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分308。特别地,根据本发明的实施例,上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如,本发明的实施例包括一种计算机程序产品,其包括承载在机器可读介质上的计算机程序,该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中,该计算机程序可以通过通信部分309从网络上被下载和安装,和/或从可拆卸介质311被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)301执行时,执行本发明的电子设备中限定的上述功能。
需要说明的是,本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的电子设备、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行电子设备、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中,计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行电子设备、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图,图示了按照本发明各种实施例的处理设备、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每张方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,前述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每张方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的电子设备来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本发明实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现,也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中,例如,可以描述为:一种处理器,包括:获取模块、第一确定模块及第二确定模块。其中,这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定,例如,第二生成模块还可以被描述为“用于根据当前时刻的所述监测数据及配置的控制策略,确定所述控制机构在下一时刻的目标运行状态,所述控制策略表示所述温度监测节点水流的温度值及所述用水末端水流的流量值,与所述控制机构的运行状态的对应关系”。
作为另一方面,本发明还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的;也可以是单独存在,而未装配入该电子设备中的。上述计算机可读存储介质存储有一个或者多个计算机程序,当上述计算机程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本发明的节能控制方法:
所述节能控制方法包括:
获取当前时刻的监测数据,所述监测数据包括所述园区光伏集热供水系统中各温度监测节点水流的温度值,及所述园区光伏集热供水系统中各所述用水末端水流的流量值;
根据当前时刻的所述监测数据及配置的控制策略,确定所述控制机构在下一时刻的目标运行状态,所述控制策略表示所述温度监测节点水流的温度值及所述用水末端水流的流量值,与所述控制机构的运行状态的对应关系;
根据所述控制机构的当前运行状态及所述目标运行状态,确定所述控制机构在下一时刻运行在所述目标运行状态,使得所述园区光伏集热供水系统中的所述光伏集热系统及所述供热系统的工作负荷随着所述控制机构的运行状态的变化而变化。
综上所述,本发明提供的节能控制方法及节能控制系统,通过在园区光伏集热供水系统中搭建节能控制系统,即在园区光伏集热供水系统中各温度监测节点配置温度传感器,在各用水末端位置配置流量传感器,并配置中央控制器,并在中央控制器中配置表示园区光伏集热供水系统中温度监测节点水流的温度值及各用水末端水流的流量值与所述控制机构的运行状态的对应关系,使得在园区光伏集热供水系统运行过程中,中央控制器利用利用获取的当前时刻的温度值及流量值,以及配置的控制策略,确定园区光伏集热供水系统中的控制机构在下一时刻的目标运行状态,并控制其在下一时刻运行在该目标运行状态下,使得控制机构在不同时刻的工作状态,能够依据当前时刻的流量值及温度值而动态调整。同时,由于园区光伏集热供水系统中的光伏集热系统及供热系统的工作负荷随着上述控制机构的运行状态的变化而变化,进而可使园区光伏集热供水系统中的光伏集热系统及供热系统的工作负荷随之灵活调整,避免了整个系统始终运行满负荷状态下,因此,相对于整个系统始终满负载运行的现有方式,本发明实施例所提供的解决方案可降低能耗,实现节约能耗的目的。同时,还可解决因整个系统始终满负载运行而造成的运行事故多,维护困难的现象。
以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本发明中所涉及的公开范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (10)
1.一种节能控制方法,其特征在于,所述节能控制方法用于园区光伏集热供水系统中的控制机构,所述控制机构用于控制所述园区光伏集热供水系统中的光伏集热系统及供热系统的工作负荷;
所述节能控制方法包括:
获取当前时刻的监测数据,所述监测数据包括所述园区光伏集热供水系统中各温度监测节点水流的温度值,及所述园区光伏集热供水系统中各用水末端水流的流量值;
根据当前时刻的所述监测数据及配置的控制策略,确定所述控制机构在下一时刻的目标运行状态,所述控制策略表示所述温度监测节点水流的温度值及所述用水末端水流的流量值,与所述控制机构的运行状态的对应关系;
根据所述控制机构的当前运行状态及所述目标运行状态,控制所述控制机构在下一时刻运行在所述目标运行状态,使得所述园区光伏集热供水系统中的所述光伏集热系统及所述供热系统的工作负荷随着所述控制机构的运行状态的变化而变化。
2.根据权利要求1所述的节能控制方法,其特征在于,所述控制机构包括循环泵组及电磁阀组;
所述控制策略包括电磁阀控制策略及循环泵控制策略,所述电磁阀控制策略表示所述温度监测节点水流的温度值及所述用水末端水流的流量值与所述电磁阀组中各电磁阀的运行状态的对应关系,所述循环泵控制策略表示所述温度监测节点水流的温度值及所述用水末端水流的流量值与所述循环泵组中的各循环泵的运行状态的对应关系。
3.根据权利要求2所述的节能控制方法,其特征在于,所述电磁阀组包括至少两个进水电磁阀,所述进水电磁阀组包括至少两个进水电磁阀,所述进水电磁阀与所述园区光伏集热供水系统中的光伏集热组一一对应,用于控制进入对应光伏集热组的水流;
所述电磁阀控制策略包括进水电磁阀控制策略,所述进水电磁阀控制策略表示满足所述用水末端水流的流量时所需的所述光伏集热组的个数与各所述进水电磁阀运行状态的对应关系。
4.根据权利要求3所述的节能控制方法,其特征在于,所述根据当前时刻的所述监测数据及配置的控制策略,确定所述控制机构在下一时刻的目标运行状态包括:
根据各所述用水末端水流当前时刻的流量值,确定所有用水末端水流当前时刻的总流量值;
根据所述总流量值及每个所述光伏集热组的工作流量值,确定满足所述总流量值所需的光伏集热组个数;
根据确定的所述个数及所述进水电磁阀控制策略确定各所述进水电磁阀的目标运行状态。
5.根据权利要求2所述的节能控制方法,其特征在于,所述温度监测节点包括贮热水箱监测节点及出水温度监测节点,所述贮热水箱监测节点用于监测所述园区光伏集热供水系统中贮热水箱中水流的贮水温度值,所述出水温度监测节点用于监测所述园区光伏集热供水系统的出水温度值,所述循环泵组包括集热循环泵,所述循环泵控制策略包括集热循环泵控制策略;
所述集热循环泵控制策略表示各用水末端水流的流量值、所述出水温度值与所述贮水温度值的温度差,与所述集热循环泵运行状态的对应关系。
6.根据权利要求5所述的节能控制方法,其特征在于,所述根据当前时刻的所述监测数据及配置的控制策略,确定所述控制机构在下一时刻的目标运行状态包括:
根据当前时刻的所述温度值及所述流量值,确定当前时刻流量值最大的用水末端,以及所述温度差;
根据当前时刻流量值最大的用水末端、所述温度差、设置的温度差阈值及所述集热循环泵控制策略,确定所述集热循环泵在下一时刻的目标运行状态。
7.根据权利要求6所述的节能控制方法,其特征在于,所述根据当前时刻流量值最大的用水末端、所述温度差、设置的温度差阈值及所述集热循环泵控制策略,确定所述集热循环泵在下一时刻的目标运行状态包括:
当流量值最大的用水末端为第一用水末端,所述温度差大于第一温度差阈值,确定所述集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为开启状态,所述温度差小于第二温度差阈值时,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为停止状态,所述第一温度差阈值大于所述第二温度差阈值;
当流量值最大的用水末端为第二用水末端时,所述温度差大于第三温度差阈值,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为开启状态,所述温度差小于第四温度差阈值时,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为停止状态,所述第三温度差阈值大于所述第四温度差阈值;
当流量值最大的用水末端为第三用水末端时,所述温度差大于第五温度差阈值,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为开启状态,所述温度差小于第六温度差阈值时,确定集热循环泵在下一时刻的目标运行状态为停止状态,所述第五温度差阈值大于所述第六温度差阈值。
8.根据权利要求2所述的节能控制方法,其特征在于,所述温度监测节点包括供热水箱监测节点,用于监测所述园区光伏集热供水系统的供热水箱中水流的供水温度值,所述循环泵组包括热水箱循环泵,
所述循环泵控制策略包括热水箱循环泵控制策略,所述热水箱循环泵控制策略表示所述供水温度值与所述热水箱循环泵运行状态的对应关系;
则根据当前时刻的所述监测数据及配置的控制策略,确定所述控制机构在下一时刻的目标运行状态包括:
当当前时刻的供水温度值不超过设置的第一温度阈值时,表示所述热水箱循环泵启动;
当当前时刻的供水温度值不小于设置的第二温度阈值时,表示所述热水箱循环泵停止,所述第一温度阈值小于所述第二温度阈值。
9.根据权利要求8所述的节能控制方法,其特征在于,所述温度监测节点还包括回水温度监测节点,用于监测所述园区光伏集热供水系统的回水温度值,所述循环泵组包括管道热循环泵,所述电磁阀组还包括回水电磁阀;
所述循环泵控制策略包括管道热循环泵控制策略,所述管道热循环泵控制策略表示所述供水温度值及所述回水温度值与所述管道热循环泵及所述回水电磁阀的运行状态的对应关系;
则根据当前时刻的所述监测数据及配置的控制策略,确定所述控制机构在下一时刻的目标运行状态包括:
当当前时刻的回水温度值不超过设置的第三温度阈值时,所述管道热循环泵及所述回水电磁阀开启;
当当前时刻的供水温度值大于等于第四温度阈值时,所述回水电磁阀关闭。
10.一种节能控制系统,其特征在于,所述节能控制系统用于园区光伏集热供水系统中的控制机构,所述园区光伏集热供水系统包括控制机构及至少两个用水末端,所述控制机构用于控制所述园区光伏集热供水系统中的光伏集热系统及供热系统的工作负荷;
所述节能控制系统包括:
中央控制器、温度传感器组及流量传感器组;
所述温度传感器组中的传感器设置在所述光伏集热系统中的温度监测节点,用于监测其所处温度监测节点水流的温度值;
所述流量传感器组中的流量传感器设置在所述光伏集热系统中各用水末端,用于监测各所述用水末端水流的流量值;
所述中央控制器用于接收当前时刻的温度值及流量值,并根据当前时刻的所述监测数据及配置的控制策略,确定所述控制机构在下一时刻的目标运行状态,所述控制策略表示所述园区光伏集热供水系统中所述温度监测节点水流的温度值及所述用水末端水流的流量值,与所述控制机构的运行状态的对应关系;
根据所述控制机构的当前运行状态及所述目标运行状态,确定所述控制机构在下一时刻运行在所述目标运行状态,使得所述园区光伏集热供水系统中的所述光伏集热系统及所述供热系统的工作负荷随着所述控制机构的运行状态的变化而变化。
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CN107477644A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-12-15 | 清华大学 | 一种基于减少耗散优化的太阳能采暖系统及其控制系统 |
CN113432173A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-09-24 | 河北工业大学 | 一种光伏直驱的太阳能跨季节储热供热系统及其运行方法 |
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2024
- 2024-03-21 CN CN202410323277.1A patent/CN117928115A/zh active Pending
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