[發(fā)明專(zhuān)利]一種應(yīng)用于智能家居的自動(dòng)化控制系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911305511.3
• 申請(qǐng)日: 2019-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110912198B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳翔;楊琳;楊照龍;尚彥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陳翔;楊琳
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 深圳峰誠(chéng)志合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44525
• 代理人: 趙愛(ài)婷

1.一種應(yīng)用于智能家居的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：家庭負(fù)載、光伏板、微型風(fēng)機(jī)、燃料電池模塊、自控模塊，所述自控模塊根據(jù)燃料電池模塊的傳輸?shù)截?fù)載的有效比率以及燃料電池模塊中的氫罐的存儲(chǔ)的能量，調(diào)整智能家居中的光伏板、微型風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭負(fù)載的自動(dòng)供能匹配；所述家庭負(fù)載包括直流負(fù)載和交流負(fù)載，所述直流負(fù)載與直流母線連接，所述交流負(fù)載與交流母線連接；所述光伏板通過(guò)直流變換器連接直流母線，所述風(fēng)機(jī)通過(guò)交直變換器接直流母線，然后通過(guò)直交變換器連接交流母線；所述燃料電池模塊包括DC/AC變換器、電解槽、氫罐、燃料電池、DC/DC變換器，所述直流母線通過(guò)所述DC/AC變換器連接電解槽，所述電解槽連接所述氫罐，所述氫罐輸出端連接所述燃料電池，所述燃料電池通過(guò)所述DC/DC變換器連接所述直流母線；所述自控模塊包括檢測(cè)單元、預(yù)測(cè)單元、有效比率調(diào)節(jié)單元、氫罐存儲(chǔ)調(diào)節(jié)單元、自動(dòng)控制單元，所述預(yù)測(cè)單元用于預(yù)測(cè)家庭負(fù)載的能量消耗量，所述檢測(cè)單元用于檢測(cè)輸入到負(fù)載的功率值以及氫罐中的存儲(chǔ)量，所述有效比率調(diào)節(jié)單元用于根據(jù)負(fù)載需求的功率值和燃料電池的效率值進(jìn)行有效比率調(diào)節(jié)，所述氫罐存儲(chǔ)調(diào)節(jié)單元用于根據(jù)預(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)的負(fù)載數(shù)據(jù)以及檢測(cè)單元檢測(cè)的氫罐的存儲(chǔ)量進(jìn)行氫罐存儲(chǔ)量調(diào)節(jié)，所述自動(dòng)控制單元用于綜合整個(gè)家居的電量和負(fù)載情況進(jìn)行預(yù)調(diào)配和后期反饋修正；所述有效比率調(diào)節(jié)單元通過(guò)下述方式進(jìn)行有效比率調(diào)節(jié)，

其中，E_stor2(t)為氫罐t時(shí)刻的放電狀態(tài)存儲(chǔ)的能量，E_stor2(t-1)為氫罐t-1時(shí)刻的放電狀態(tài)存儲(chǔ)的能量，η_FC為燃料電池的效率；P_P為新能源傳輸?shù)綒涔薜哪芰浚籈_load(t)為負(fù)載需求的功率；

氫罐傳輸?shù)截?fù)載的有效比率為：

其中，P_f(t)為氫罐產(chǎn)生的輸出功率，B_fk為氫罐傳輸?shù)截?fù)載的傳輸損失率，μ_f為第f個(gè)氫罐投入狀態(tài)因子，D為正整數(shù)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于智能家居的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述氫罐存儲(chǔ)調(diào)節(jié)單元通過(guò)如下方式進(jìn)行存儲(chǔ)量調(diào)節(jié)，

通過(guò)下述方式計(jì)算氫罐的存儲(chǔ)的能量：

其中，E_stor1(t)為氫罐t時(shí)刻的存儲(chǔ)的能量，E_stor1(t-1)為氫罐t-1時(shí)刻的存儲(chǔ)的能量，單位均為Kwh，μ_i為第i個(gè)光伏板投入狀態(tài)因子，E_PVi(t)為第i個(gè)光伏板t時(shí)刻的發(fā)電量，μ_j第j個(gè)風(fēng)機(jī)投入狀態(tài)因子，E_WGj(t)為第j個(gè)風(fēng)機(jī)t時(shí)刻的發(fā)電量，η_inv為變換器的效率，E_load(t)為負(fù)載需求的功率，η_elect為電解槽的效率；i＝1…N，j＝1…M，N和M均為正整數(shù)；P_P為新能源傳輸?shù)綒涔薜哪芰浚?/p>

光伏、風(fēng)機(jī)能量傳輸?shù)綒涔迵p失的功率分別為：P_lossi、P_lossj

其中，B_ik為光伏板能量傳輸?shù)綒涔迋鬏敁p失率，B_jk為風(fēng)機(jī)能量傳輸?shù)綒涔迋鬏敁p失率；D為正整數(shù)；

將計(jì)算的氫罐存儲(chǔ)的能量輸送給所述自動(dòng)控制單元進(jìn)行存儲(chǔ)，所述自動(dòng)控制單元根據(jù)氫罐存儲(chǔ)的能量，以及預(yù)測(cè)單元預(yù)測(cè)的負(fù)載需消耗的能量，計(jì)算能量匹配值，當(dāng)計(jì)算出能量匹配值無(wú)法滿足在預(yù)測(cè)時(shí)間段的能量時(shí)，進(jìn)行第一次預(yù)調(diào)配，調(diào)整光伏、風(fēng)機(jī)的投入狀態(tài)因子，以及調(diào)整電解槽的效率，增加氫罐存儲(chǔ)的能量，當(dāng)?shù)谝淮晤A(yù)調(diào)配無(wú)法滿足預(yù)測(cè)時(shí)間段的能量時(shí)，進(jìn)行第二次預(yù)調(diào)配，調(diào)整B_ik、B_jk，選擇B_ik、B_jk中較小的光伏和風(fēng)機(jī)投入，進(jìn)行氫罐存儲(chǔ)的能量補(bǔ)充，其他的光伏和風(fēng)機(jī)直接供應(yīng)家庭負(fù)載，依次從小到大選擇B_ik、B_jk中較小的光伏和風(fēng)機(jī)投入，進(jìn)行第二次預(yù)調(diào)配的自動(dòng)控制，增加氫罐的存儲(chǔ)。