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专利号: 202310962746X
申请人: 山东赛马力发电设备有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种能源综合管理系统,其特征在于,包括:

能源获取模块,用以获取农业用电区域内电能转化装置提供的电能;

存储分析模块,用以根据电能转化装置提供的电能、电能存储参数和电能存储阈值分析电能转化装置提供的电能的存储方式;

控制模块,用以根据植物大棚的环境参数和动物养殖场的环境参数控制热能装置和机械能装置的能量转化,所述控制模块还用以对每日动物饲料量进行分析,以分析出每日动物排泄物量;

能源转化模块,用以根据每日动物排泄物量统计沼气池的动物排泄物总量,并计算沼气产量,所述能源转化模块还用以根据沼气用电能转化装置提供的电能的存储方式对沼气用电能转化装置的工作状态进行控制;

调整模块,用以根据沼气产量和沼气用电能转化装置的电能转化率对电能存储装置的电能存储阈值进行优化,以优化电能转化装置提供的电能的存储方式,所述调整模块还用以根据沼气池的环境温度对沼气产量的计算过程进行调整,以调整沼气产量,所述调整模块还用以根据沼气池的环境参数对沼气用电能转化装置的电能转化率进行调整。

2.根据权利要求1所述的能源综合管理系统,其特征在于,所述存储分析模块将各电能转化装置提供的电能已存储量与各电能转化装置的电能提供量求和,并将其与电能存储阈值进行比对,并根据比对结果对电能转化装置提供的电能的存储方式进行分析,其中:当ei+Ei≤Ei'时,所述存储分析模块判定对该电能转化装置提供的电能进行存储,反之,所述存储分析模块判定不存储该电能转化装置提供的电能;

当e3+E3≤E3'时,所述存储分析模块判定对沼气用电能转化装置提供的电能进行存储;

当e3+E3>E3'且E3≤E'时,所述存储分析模块判定对沼气用电能转化装置提供的电能进行存储;

当e3+E3>E3'且E3>E'时,所述存储分析模块判定不存储各电能转化装置提供的电能;

其中,ei表示各电能转化装置提供的电能已存储量,i={1,2},e1表示太阳能用电能转化装置提供的电能已存储量,e2表示风能用电能转化装置提供的电能已存储量,Ei表示各电能转化装置提供的电能提供量,E1表示太阳能用电能转化装置提供的电能提供量,E2表示风能用电能转化装置提供的电能提供量,Ei'表示各电能转化装置提供的电能存储阈值,E1'表示太阳能用电能转化装置提供的电能存储阈值,E2'表示风能用电能转化装置提供的电能存储阈值,e3表示沼气用电能转化装置提供的电能已存储量,E3表示沼气用电能转化装置提供的电能提供量,E3'表示沼气用电能转化装置提供的电能存储阈值,E'表示电能存储装置的剩余存储量。

3.根据权利要求1所述的能源综合管理系统,其特征在于,所述控制模块设有第一控制单元,其用以将植物大棚的环境温度与植物大棚的预设温度进行比对,并根据比对结果对植物大棚内的热能装置的能量转化进行控制,其中:当T1≠T1'时,所述第一控制单元控制植物大棚内的热能装置进行热能转化;

当T1=T1'时,所述第一控制单元不控制植物大棚内的热能装置;

所述第一控制单元在控制植物大棚内的热能装置进行热能转化时,设有热能转化公式如下:Qj=Cj×Mj×(Tj‑Tj')

Mj=ρj×Vj

当Qj大于0时,E1j=Q/(P冷/ωj)

当Qj小于0时,E2j=Q/(P热/ωj)

其中,j表示植物大棚和动物养殖场的编号,j={1,2},Q1表示使植物大棚的环境温度与预设温度相等需要的热量,C1表示植物大棚内空气的比热容,M1表示植物大棚内空气的质量,T1表示植物大棚的环境温度,T1'表示植物大棚的预设温度,12≤T1'≤34,ρ1表示植物大棚内的空气密度,V1表示植物大棚的体积,E11表示控制植物大棚内的热能装置进行热能转化降低植物大棚内的温度消耗的电能,E21表示控制植物大棚内的热能装置进行热能转化提高植物大棚内的温度消耗的电能,P冷表示植物大棚内热能装置的制冷功率,P热表示植物大棚内热能装置的加热功率,ω1表示植物大棚内热能装置的能效比,2.6≤ω1≤3.6。

4.根据权利要求3所述的能源综合管理系统,其特征在于,所述第一控制单元还用以将植物大棚的环境湿度与植物大棚的预设湿度进行比对,并根据比对结果对植物大棚内的机械能装置的能量转化进行控制,其中:当H1≠H1'时,所述第一控制单元控制植物大棚内的机械能装置将电能转化为输送水分的机械能;

当H1=H1'时,所述第一控制单元不控制植物大棚内的机械能装置;

所述第一控制单元在控制植物大棚内的机械能装置将电能转化为输送水分的机械能时,设有机械能转化公式如下:V=(H'‑H)×(Ws‑Wd)+Wd

E3=V/η水×P水

其中,V表示植物大棚的环境湿度满足预设条件需消耗的水量,H1'表示植物大棚的预设湿度,0.5≤H1'≤0.9,H1表示植物大棚的环境湿度,Ws表示土壤水饱和的重量,Wd表示土壤干重,E3表示使植物大棚内的机械能装置进行机械能转化需消耗的电能,η水表示植物大棚内的机械能装置的输水效率,P水表示植物大棚内的机械能装置的功率。

5.根据权利要求1所述的能源综合管理系统,其特征在于,所述控制模块设有第二控制单元,其用以将动物养殖场的环境湿度于动物养殖场的预设湿度进行比对,并根据比对结果对动物养殖场内的机械能装置的能量转化进行控制,其中:当H2≠H2'时,所述第二控制单元控制动物养殖场内的机械能装置将电能转化为雾化水分的机械能;

当H2=H2'时,所述第二控制单元不控制动物养殖场内的机械能装置;

所述第二控制单元在计算动物养殖场内的机械能装置将电能转化为雾化水分的机械能时,设有机械能转化公式如下:H绝=(H2'‑H2)×Hmax

E4=H绝×V动/η水'×P水'

其中,H绝表示动物养殖场需提升的绝对湿度,H2'表示动物养殖场的湿度阈值,0.5≤H2'≤0.8,H2表示动物养殖场的环境湿度,E4表示使动物养殖场内的机械能装置进行机械能转化需消耗的电能,V动表示动物养殖场的体积,η水'表示物养殖场内的机械能装置的输水效率,P水'表示物养殖场内的机械能装置的功率。

6.根据权利要求1所述的能源综合管理系统,其特征在于,所述能源转化模块设有统计单元,其用以对每日动物排泄物量进行统计,以计算沼气池的动物排泄物总量,所述统计单元设有统计公式如下:,

其中,Z表示沼气池的动物排泄物总量,Zn表示最后一天的每日动物排泄物量,Z1表示第一天的每日动物排泄物量,Z2表示第二天的每日动物排泄物量,Zb表示转化为沼气的残渣量,α沼表示沼气的产生率。

7.根据权利要求6所述的能源综合管理系统,其特征在于,所述能源转化模块设有沼气计算单元,其用以根据沼气池的动物排泄物总量计算沼气产量,所述沼气计算单元设有沼气产量计算公式如下:R=Z×α沼

其中,R表示沼气产量。

8.根据权利要求7所述的能源综合管理系统,其特征在于,所述调整模块设有存储优化单元,其用以根据沼气产量和沼气用电能转化装置的电能转化率对电能存储阈值进行优化,所述存储优化单元设有优化公式如下:D3'=E3'‑e3+R×α电

D2'=E2'‑(D3'‑E3')/2

D1'=E1'‑(D3'‑E3')/2

其中,D3'表示优化后的沼气用电能转化装置提供的电能的存储阈值,D2'表示优化后的风能用电能转化装置提供的电能的存储阈值,D1'表示优化后的太阳能用电能转化装置提供的电能的存储阈值,α电表示沼气用电能转化装置的电能转化率。

9.根据权利要求7所述的能源综合管理系统,其特征在于,所述调整模块设有沼气调整单元,其用以根据沼气池的环境温度对沼气产量的计算过程进行调整,所述沼气调整单元设有沼气调整公式如下:α沼'=α沼×T3/T3'

其中,α沼'表示调整后的沼气的产生率,T3表示沼气池的环境温度,T3'表示沼气池的温度阈值,20≤T3'≤65。

10.根据权利要求8所述的能源综合管理系统,其特征在于,所述调整模块设有转化率调整单元,其用以根据沼气池的环境温度对沼气用电能转化装置的电能转化率进行调整,所述转化调整单元设有转化率调整公式如下:α电'=α机‑C甲烷×M甲烷×(T3'‑T3)×η沼/(V甲烷×P沼)V甲烷=V3×β

M甲烷=ρ甲烷×V甲烷

其中,α电'表示调整后的沼气用电能转化装置的电能转化率,α机表示沼气用电能转化装置的总转化率,0.6≤α机≤0.9,C甲烷表示甲烷的比热容,M甲烷表示沼气池内甲烷的重量,η沼表示沼气用电能转化装置的机械效率,V甲烷表示沼气池内甲烷的体积,P沼表示沼气用电能转化装置的功率,V3表示沼气池的体积,β表示沼气池内的沼气浓度,ρ甲烷表示甲烷的密度。