[發(fā)明專利]一種基于云計算的太陽能智能控制方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710160859.2
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN107426268A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱小群;馬維旻;高健
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司44205
• 代理人: 譚英強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能領(lǐng)域，尤其涉及一種基于云計算的太陽能智能控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

為了實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展，減少因使用化石能源而帶來的環(huán)境污染問題，尋求新的能源，特別是無污染的清潔能源已成為現(xiàn)在人們研究的熱點。太陽能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，而且資源量巨大，地球表面每年收的太陽輻射能總量為1×10^{18 kW·h，為世界年耗總能量的一萬多倍。世界各國都已經(jīng)把太陽能的利用作為新能源開發(fā)的重要一項，我國政府在《政府工作報告》也早已明確提出要積極發(fā)展新能源，其中太陽能的利用尤其占據(jù)著突出地位。然而由于太陽輻射到達(dá)地球上的能量密度小（每平方米約一千瓦），而且又是不連續(xù)的，這給大規(guī)模的開發(fā)利用帶來一定困難。因此，為了廣泛利用太陽能，不僅要解決技術(shù)上的問題，而且在經(jīng)濟(jì)上必須能同常規(guī)能源相競爭。太陽能的利用主要有光熱轉(zhuǎn)化、光電轉(zhuǎn)化、光化學(xué)轉(zhuǎn)換這三種形式。相比于太陽能光伏產(chǎn)業(yè)和光化學(xué)轉(zhuǎn)換的高昂成本與低的能量轉(zhuǎn)換效率，太陽能熱轉(zhuǎn)化是一種能量轉(zhuǎn)換效率和利用率高而且成本低廉、可在全社會廣泛推廣的太陽能利用方式。}

傳統(tǒng)的太陽能系統(tǒng)包括本地服務(wù)器。本地服務(wù)器接收控制器發(fā)送的信息，通過本地服務(wù)器內(nèi)預(yù)設(shè)控制程序及參數(shù)得到的運行方案，控制器根據(jù)本地服務(wù)器得到的運行方案控制余熱系統(tǒng)運行，即太陽能系統(tǒng)的運行只能按照本地服務(wù)器內(nèi)預(yù)設(shè)的控制程序及參數(shù)得到的運行方案運行。然而，系統(tǒng)的現(xiàn)場狀況復(fù)雜多變，當(dāng)本地服務(wù)器得到的運行方案無法滿足現(xiàn)場狀況的需求時，需要維護(hù)人員抵達(dá)現(xiàn)場更新本地服務(wù)器的控制程序及參數(shù)，以便本地服務(wù)器得到滿足現(xiàn)場狀況的運行方案，無法靈活地調(diào)整本地服務(wù)器內(nèi)的控制程序及參數(shù)，靈活性差。此外，傳統(tǒng)的太陽能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理效率以及安全性能也有待進(jìn)一步提升。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于：提供一種靈活、效率高和安全的，基于云計算的太陽能智能控制方法。

本發(fā)明的另一目的在于：提供一種靈活、效率高和安全的，基于云計算的太陽能智能控制系統(tǒng)。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種基于云計算的太陽能智能控制方法，包括以下步驟：

換熱系統(tǒng)測量所需的數(shù)據(jù)并將測量的數(shù)據(jù)發(fā)送給云端服務(wù)器；

云端服務(wù)器根據(jù)換熱系統(tǒng)測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，以得到換熱系統(tǒng)的運行信息和控制參數(shù)；

云端服務(wù)器將換熱系統(tǒng)的控制參數(shù)返回給換熱系統(tǒng)，以對換熱系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；

所述云端服務(wù)器構(gòu)建了由基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺層和軟件應(yīng)用層組成的智能控制架構(gòu)，其中，基礎(chǔ)設(shè)施層通過互聯(lián)網(wǎng)獲取換熱系統(tǒng)測量的數(shù)據(jù)，且基礎(chǔ)設(shè)施層采用了服務(wù)器集群并借助虛擬機進(jìn)行虛擬化，還采用了分布式存儲系統(tǒng)以及大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來存儲和管理數(shù)據(jù)，以為平臺層提供具有硬件支撐能力的IaaS服務(wù)；平臺層提供PaaS服務(wù)，并為軟件應(yīng)用層提供一個供調(diào)用的應(yīng)用程序編程接口，所述PaaS服務(wù)包括基于MapReduce的太陽能數(shù)據(jù)并行處理服務(wù)、用戶身份統(tǒng)一認(rèn)證服務(wù)、復(fù)合加密服務(wù)、備份容災(zāi)服務(wù)、負(fù)載均衡服務(wù)和接口服務(wù)；軟件應(yīng)用層通過應(yīng)用程序編程接口調(diào)用平臺層的服務(wù)進(jìn)行智能分析，所述智能分析包括換熱系統(tǒng)的運行狀態(tài)分析、換熱系統(tǒng)的故障檢修策略確定、換熱系統(tǒng)的控制權(quán)限分配、換熱系統(tǒng)的控制參數(shù)設(shè)置以及換熱系統(tǒng)的控制參數(shù)調(diào)整。

進(jìn)一步，所述換熱系統(tǒng)測量的數(shù)據(jù)包括進(jìn)水溫度、出水溫度、太陽光的強度、水泵功率和上水流速，所述服務(wù)器集群為Hadoop服務(wù)器集群，所述虛擬機采用Linux操作系統(tǒng)的Xen虛擬機，所述分布式存儲系統(tǒng)為HDFS存儲系統(tǒng)，所述大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)為HBase數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，所述換熱系統(tǒng)的運行信息包括換熱系統(tǒng)測量的數(shù)據(jù)和換熱系統(tǒng)的運行狀態(tài)，所述換熱系統(tǒng)的運行狀態(tài)包括正常狀態(tài)和故障狀態(tài)。

進(jìn)一步，所述軟件應(yīng)用層通過應(yīng)用程序編程接口調(diào)用基于MapReduce的太陽能數(shù)據(jù)并行處理服務(wù)進(jìn)行智能分析這一步驟，其包括：

軟件應(yīng)用層通過應(yīng)用程序編程接口直接從HBase數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)讀取所需的鍵值對，所述所需的鍵值對<key1，key2，key3；value>中key1、key2和key3合并為一個鍵值key，key1為測量的數(shù)據(jù)類型，key2為智能分析類別，key3為預(yù)先訓(xùn)練好的SVM分類器參數(shù)，值value為一個智能分析類別對應(yīng)的智能分析結(jié)果數(shù)據(jù)；

根據(jù)讀取的鍵值對，采用MapReduce函數(shù)進(jìn)行智能分析，得到智能分析的結(jié)果數(shù)據(jù)。