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专利号: 2023115039728
申请人: 吉林建筑大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

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 ,。