本发明涉及清洁能源,更具体的说是涉及一种基于新能源的建筑节能控制方法。
背景技术:
1、随着经济的发展、社会的进步,人们对能源提出越来越高的要求,传统电力能源的来源主要有3种,即火电、水电和核电,其中,火电和核电对环境造成污染,水电要淹没大量土地,有可能导致生态环境破坏。
2、同样,在建筑节能控制领域,使用清洁能源代替传统火电能源可以明显降低碳排放,降低城市热岛效应,在降低经济成本的同时提高用户的舒适度。据此,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题,现有技术中人们寻找新能源功能方式包括风能和太阳能,然而,不同能源的产生方式不同且技术不成熟,采用多种能源结合同供能存在较多的技术难题,有一些新能源需要较大的地理位置优势,例如地热潮汐等,同样多种能源结合后的产生方式会发生冲突。
3、因此,如何提出一种基于新能源的建筑节能控制方法,综合利用多种新能源技术,降低结合难度,提高多种能源耦合发电装置发电效率,实现建筑的节能控制是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供了一种基于新能源的建筑节能控制方法,综合利用多种新能源技术,降低结合难度,提高多种能源耦合发电装置发电效率,实现建筑的节能控制为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
2、一种基于新能源的建筑节能控制方法,包括:
3、采集气象数据和耦合发电装置运行数据,对数据进行预处理;
4、根据历史气象数据和耦合发电装置运行数据得到风能发电模型;
5、确定风能发电的阴影分布以及调节方案,并以此建立太阳能发电模型;
6、通过风能发电模型和太阳能发电模型得到理想发电量,计算理想发电量与实际发电量的偏移值,根据偏移值确定耦合发电装置的配置方案,并根据配置方案为建筑进行清洁能源供应。
7、可选的,所述采集气象数据和耦合发电装置运行数据包括:采集风速、风向、风力、空气密度、光照强度、光照入射角度、海拔、温度、年光照平均强度、太阳日运行轨迹、风力发电量和太阳能发电量,所述耦合发电装置为在建筑周边设置的太阳能与风能采集装置。
8、可选的,所述对数据进行预处理包括:进行数据清洗、降噪和特征变换,对数据进行归一化处理,归一化到单位范数。
9、可选的,所述得到风能发电模型包括:
10、采集历史气象数据和耦合发电装置运行数据;
11、将风向和空气密度进行区域划分,并将采集数据依据划分区域进行分类;
12、根据分类得到的数据,将风速与风电机组功率进行拟合,得到风电机组在不同风向和空气密度下的风速函数,表征风电机组功率函数;
13、对风机的气象预测结果进行处理,找到相应的风向和空气密度,将预测风速代入功率函数,得到预测功率。
14、可选的,所述阴影分布包括:
15、采集光照时间,确定太阳高度角、太阳方位角和风电机组的转向角度;
16、计算区域每个风电机组转向角度下每个位置处的阴影遮挡时间,绘制区域的阴影影响分布图。
17、可选的,所述确定风能发电的调节方案包括:
18、获取调节前风能发电量,根据风速函数得到不同区域的风力强度,控制风电机组面向最大风力强度,根据功率函数获取调节后风能发电量;
19、计算调节前后的风能发电量偏移值与调节前后的太阳能发电量偏移值进行对比,大于第一阈值,进行风电机组扇叶朝向偏移。
20、可选的,所述建立太阳能发电模型包括:
21、qsan=(sall-szd)sinθp-sgsμ,其中,qsan为太阳能理想发电量,sall为太阳能板的总面积,szd为阴影分布,θ为光照入射角度,p为每单位面积太阳能板的发电功率,sgs为风力发电设备在太阳能板形成的干涉面积,μ代表影响因数,μ=0.13sinμ。
22、可选的,所述计算理想发电量与实际发电量的偏移值包括:其中,qpy为风能发电量和太阳能发电量的能量偏差值,qwin为风能理想发电量,qsan为太阳能理想发电量,qsj为风能发电量和太阳能发电量的实际值,为能量损耗。
23、可选的,所述根据偏移值确定耦合发电装置的配置方案包括:连续获取计算得到的偏移值,设置偏移值阈值,所述偏移值阈值小于第一阈值,在偏移值阈值范围内选取耦合发电装置发电量的理论值最高的一组,确定风力发电设备和太阳能发电设备的配置参数;其中,所述配置参数包括太阳能板的总面积、阴影分布、风电机组转向角度、光照入射角度、风力发电设备在太阳能板形成的干涉面积、风力发电设备的数量和太阳能板的发电功率。
24、经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开提供了一种基于新能源的建筑节能控制方法,具有如下有益效果:
25、本发明包括:采集气象数据和耦合发电装置运行数据,对数据进行预处理;根据历史气象数据和耦合发电装置运行数据得到风能发电模型;确定风能发电的阴影分布以及调节方案,并以此建立太阳能发电模型;通过风能发电模型和太阳能发电模型得到理想发电量,计算理想发电量与实际发电量的偏移值,根据偏移值确定耦合发电装置的配置方案,并根据配置方案为建筑进行清洁能源供应。将风能发电和太阳能发电进行结合,计算调节前后的风能发电量偏移值与调节前后的太阳能发电量偏移值并进行对比,大于第一阈值,进行风电机组扇叶朝向偏移。根据连续获取计算得到的偏移值,设置偏移值阈值,若所述偏移值阈值小于第一阈值,则在偏移值阈值范围内选取耦合发电装置发电量的理论值最高的一组,确定风力发电设备和太阳能发电设备的配置参数,实现太阳能及风能耦合发电装置的最高效发电。综合利用多种新能源技术,降低结合难度,提高多种能源耦合发电装置发电效率。进而确定耦合发电装置的配置方案,并根据配置方案为建筑进行清洁能源供应,逐步完善发电系统中的风力发电设备和太阳能发电设备的参数,使发电系统的结构配置逐步优化成型,实现建筑的节能控制。
1.一种基于新能源的建筑节能控制方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种基于新能源的建筑节能控制方法,其特征在于,所述采集气象数据和耦合发电装置运行数据包括:采集风速、风向、风力、空气密度、光照强度、光照入射角度、海拔、温度、年光照平均强度、太阳日运行轨迹、风力发电量和太阳能发电量,所述耦合发电装置为在建筑周边设置的太阳能与风能采集装置。
3.根据权利要求1所述的一种基于新能源的建筑节能控制方法,其特征在于,所述对数据进行预处理包括:进行数据清洗、降噪和特征变换,对数据进行归一化处理,归一化到单位范数。
4.根据权利要求1所述的一种基于新能源的建筑节能控制方法,其特征在于,所述得到风能发电模型包括:
5.根据权利要求1所述的一种基于新能源的建筑节能控制方法,其特征在于,所述阴影分布包括:
6.根据权利要求1所述的一种基于新能源的建筑节能控制方法,其特征在于,所述确定风能发电的调节方案包括:
7.根据权利要求1所述的一种基于新能源的建筑节能控制方法,其特征在于,所述建立太阳能发电模型包括:
8.根据权利要求1所述的一种基于新能源的建筑节能控制方法,其特征在于,所述计算理想发电量与实际发电量的偏移值包括:其中,qpy为风能发电量和太阳能发电量的能量偏差值,qwin为风能理想发电量,qsan为太阳能理想发电量,qsj为风能发电量和太阳能发电量的实际值,为能量损耗。
9.根据权利要求1所述的一种基于新能源的建筑节能控制方法,其特征在于,所述根据偏移值确定耦合发电装置的配置方案包括:连续获取计算得到的偏移值,设置偏移值阈值,所述偏移值阈值小于第一阈值,在偏移值阈值范围内选取耦合发电装置发电量的理论值最高的一组,确定耦合发电装置的配置参数;所述配置参数包括太阳能板的总面积、阴影分布、风电机组转向角度、光照入射角度、风力发电设备在太阳能板形成的干涉面积、风力发电设备的数量和太阳能板的发电功率。
