[發(fā)明專利]集裝箱式無人超市風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711499566.3
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108306577A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹永勝
• 申請（專利權(quán)）人: 曹永勝
• 主分類號: H02S10/12
• 分類號: H02S10/12;H02J3/32;H02J9/06
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本發(fā)明公開了一種集裝箱式無人超市風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)設(shè)計方法，涉及智能超市技術(shù)領(lǐng)域，該集裝箱式無人超市風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)包括太陽能板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)，太陽能板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過電線與電能控制系統(tǒng)連接，電能控制系統(tǒng)經(jīng)過交直流電壓轉(zhuǎn)換器與蓄能電池組連接，蓄能電池組與外部電網(wǎng)連接，蓄能電池組通過電線與無人超市的負(fù)載連接，無人超市建造在集裝箱內(nèi)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能超市技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種集裝箱式無人超市風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)設(shè)計方法。

背景技術(shù)

無人超市的出現(xiàn)給傳統(tǒng)的零售方式帶來了變革，無人零售店借助智能，對傳統(tǒng)的零售方式進(jìn)行創(chuàng)新，在商業(yè)上將引發(fā)更多的想象空間，是智能化社會的必然發(fā)展趨勢。目前為止，無人超市的電力供應(yīng)一直是外接電網(wǎng)進(jìn)行供電，這對一些布線有難度的地區(qū)的零售有限制，比如臨時場地、災(zāi)區(qū)地區(qū)等布線困難地區(qū)。當(dāng)今社會對可再生能源的利用越來越廣泛，而太陽能和風(fēng)能是其中較為廣泛使用的清潔能源。但太陽能和風(fēng)能與環(huán)境、時間、氣象密切相關(guān)，可再生能源的不穩(wěn)定性需要進(jìn)行合理有效的設(shè)計才能保證系統(tǒng)正常進(jìn)行。

通常風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)主要由以下部分構(gòu)成：風(fēng)力發(fā)電機(jī)(風(fēng)機(jī))與太陽能電池、能量控制系統(tǒng)、交直流與電壓變換器、儲能電池組和交直流用電負(fù)載。風(fēng)機(jī)的輸出功率主要由兩部分決定：風(fēng)機(jī)的風(fēng)輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。太陽能電池的輸出功率與太陽輻射強(qiáng)度、環(huán)境溫度和太陽能電池板尺寸與轉(zhuǎn)化效率等因素相關(guān)?，F(xiàn)有的無人超市無法利用太陽能和風(fēng)能等低成本能源，耗能較大，成本高昂。而且現(xiàn)有的無人超市占地面積大，建造成本高?，F(xiàn)有一些電價預(yù)測技術(shù)以及能量調(diào)度策略，都需要假設(shè)電價和負(fù)載滿足獨(dú)立同分布(i.i.d)條件，而實際情況中這一條件很難達(dá)到。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種集裝箱式無人超市風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)設(shè)計方法，可以利用太陽能和風(fēng)能為超市功能，而且采用集裝箱式結(jié)構(gòu)，占地面積小，建造成本低廉。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：

該集裝箱式無人超市風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)包括太陽能板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)，太陽能板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過電線與電能控制系統(tǒng)連接，電能控制系統(tǒng)經(jīng)過交直流電壓轉(zhuǎn)換器與蓄能電池組連接，蓄能電池組與外部電網(wǎng)連接，蓄能電池組通過電線與無人超市的負(fù)載連接，無人超市建造在集裝箱內(nèi)。

該集裝箱式無人超市風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)設(shè)計方法包括如下步驟：

(1)測量無人超市所在地的負(fù)載的能耗歷史數(shù)據(jù)、太陽輻射強(qiáng)度、風(fēng)速、環(huán)境溫度進(jìn)行統(tǒng)計，能夠得到[0，T]時間內(nèi)的光照輻射強(qiáng)度函數(shù)S(t)和溫度函數(shù)T(t)和風(fēng)速函數(shù)v(t)；根據(jù)無人超市所在地負(fù)載的能耗歷史數(shù)據(jù)、光照輻射強(qiáng)度函數(shù)S(t)和溫度T(t)，得到[0，T]時間內(nèi)負(fù)載子系統(tǒng)的能耗均值和能量消耗率，其中，T以小時為單位；

(2)根據(jù)系統(tǒng)的可靠性要求，負(fù)載能耗計算所需設(shè)計蓄電池容量E，

式中α為常數(shù)，表示電池容量消耗非線性程度，值越大，擴(kuò)散速度越快，電池的放電損耗就越小，L為電池壽命，i(t)為時變電流。第一部分是電池能量消耗，能量不能恢復(fù)，第二部分表示電池放電時被抑制的能量，它可以在電池處于空閑狀態(tài)下恢復(fù)；

(3)結(jié)合步驟(1)測量得到的負(fù)載能耗和步驟中(2)所計算得到的蓄電池容量，設(shè)計風(fēng)葉長為R的風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)量N和太陽能電池板面積A。

步驟(3)中蓄電池容量的具體計算步驟為：

(1)太陽能板的輸出功率：

在輻射強(qiáng)度S(t)和溫度T(t)下，面積A的太陽能電池輸出功率能夠近似表示為P(t)：

P(t)＝AP_maxη(S(t)/S_ref)[1+a(T(t)-T_ref)]