[发明专利]面向家庭用户的边缘计算分布式多能控制系统和方法

说明书

本发明公开了一种面向家庭用户的边缘计算分布式多能控制系统和方法，该控制系统的中央控制模块分别接收传感器数据采集模块采集的数据、以及接收智能算法模块的算法数据，根据传感器数据和算法数据，对流量控制模块、逆变器控制模块进行控制；流量控制模块对家庭中包括取暖、洗漱用热水进行控制；该方法包括面向家庭用户的白天多能控制方法的步骤，包括并网有功、控制白天发电量最大、控制白天流量最大；面向家庭用户的夜间多能控制方法的步骤，包括并网电压、控制夜间水温达标、控制夜间发无功达标，本发明解决了白天发电量最大、流量最大的问题，还解决了夜间光伏组件不发电、采用电网供电发生无功消耗、使得电压降低、水温达不到50度的问题。

技术领域

本发明属于光伏发电与制热技术结合技术领域，尤其是一种基于边缘计算分布式能源多能协调控制系统。

背景技术

为实现分布式光发电与利用太阳能制热综合利用，解决居民供暖、居民用热水问题，利用可再生能源太阳能是一个较好解决方案。目前，国家大力推广分布光伏发电，光伏发电效率与温度、辐射量、压力、风速等环境因素具有直接关系。辐射量、压力、风速等自然环境因素基本无法改变，提高光伏发电效率通过控制光伏组件温度，是能够实现的。国内外研究开发PVT(太阳能光伏光热一体化应用(Photovoltaic/Thermal)技术，较好实现光伏组件降温，同时提高光伏发电效率。

但是，制热与光伏发电、电压无功控制结合，难度较大，因为光发电、太阳制热都同太阳辐射量直接相关。分布式光伏电站大量装配，造成发电高峰时段，电网负荷及无功电压满足要求，夜间热水器需要加热，需要消耗大量电力，在消耗电力同时，需要消耗无功，导致末端电压降低，影响其他电气设备正常运行。

发明内容

本发明为解决现有技术提出的问题，提出一种基于边缘计算分布式能源多能协调控制系统，目的在于提高分布能源用户综合收益，实现节能减排，对分布能源用户相关设备实现协调控制，达到经济安全运行目的。

本发明为解决其问题采用以下技术方案

一种面向家庭用户的边缘计算分布式多能控制系统，该多能控制系统运行在边缘计算基础平台上、通过边缘计算基础平台将面向家庭用户的边缘计算分布式多能控制计算结果上传给云服务器；其特点是：该面向家庭用户的边缘计算分布式多能控制系统包括中央控制模块、传感器数据采集模块、流量控制模块、智能算法模块、逆变器控制模块；所述中央控制模块分别接收传感器数据采集模块采集的数据、以及接收智能算法模块的算法数据，根据传感器数据和算法数据，对流量控制模块、逆变器控制模块进行控制；所述的流量控制模块接收中央控制模块指令，对家庭中使用的包括取暖、洗漱用热水进行控制；所述的逆变器控制模块接收中央控制模块的指令，当夜间PVT组件光伏发电已经不再发电时，启动光伏逆变器发无功，提高家庭用户的末端电压。

所述传感器数据采集模块包括电压传感器、功率传感器、漏电传感器、电度传感器、辐照度传感器、温湿度传感器、流量传感器、湿度传感器；所述电压传感器、功率传感器、漏电传感器、电度传感器用于智能算法模块计算逆变器发无功量；所述辐照度传感器、温湿度传感器、湿度传感器用于智能算法模块环境温度。

所述智能算法模块包括用于白天多能控制的白天温度达标计算模块、白天发电量最大计算模块、白天流量最佳计算模块；用于夜间多能控制的夜间温度达标计算模块、夜间电压满足标准计算模块、夜间发无功计算模块；所述流量控制模块包括智能流量阀门；所述逆变器控制模块包括逆变器；

所述白天温度达标计算模块的计算条件是：当前PVT组件温度传感器采集温度T1、当前光伏组件最大发电量温度T2，当T1＝T2温度时，则温度达标，当T＝T2时，则增加冷凝管流量，带走多余能量，降低组件温度；所述白天发电量最大计算条件是：光伏组件的运行温度、辐照度、环境温度、逆变器效率；逆变器效率受到辐照度、环境温度影响，当光伏组件运行在标准出厂温度下、当前逆变器效率最高时，白天发电量最大；所述白天流量最佳计算模块的计算条件是：光伏组件的发电量达到最大、且冷凝管承受的温度在极限温度范围内，当满足以上条件时，白天流量达到最佳。