一种光伏气膜空间能源管理系统的制作方法

1.本发明涉及气膜结构供能技术领域，尤其涉及一种光伏气膜空间能源管理系统。


背景技术：

2.气膜结构采用建筑纤维膜作为建筑“外壳”，通过内外气压差，将“外壳”支撑起来，形成建筑物主体，适合作为体育场馆、仓库、物流中心及临时室内场所等，目前往往通过光伏与市电相结合的供能方式实现对气膜结构内的温度和湿度等的控制，具体地：
3.首先，通过光伏电源向储能装置充电，然后通过储能装置为温度和湿度等对应的调节装置供电，以进行调节，当光伏电源中的电量耗尽时，再转用市电，一方面，由于频繁放空储能装置中的电量，容易导致储能装置亏电，提高储能装置的损坏概率，另一方面，由于频繁更换调节装置的供电方式，也会提高调节装置的损坏概率。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种光伏气膜空间能源管理系统。
5.本发明的一种光伏气膜空间能源管理系统的技术方案如下：
6.包括控制终端、光伏电源、储能装置和用于布设在气膜结构上的多个监测传感器；
7.多个监测传感器用于：在所述控制终端的控制下，获取在第一预设时间段内的多种监测变量的数据，并发送至所述控制终端；
8.所述控制终端用于：
9.根据在第一预设时间段内的多种监测变量的数据，计算每个监测变量对应的平均耗电速率，任一监测变量对应的平均耗电速率表示：在第二预设时间段内将该监测变量的数据调回至正常范围时的耗电量与所述第二预设时间段的比值；
10.按照平均耗电速率从大到小的顺序，对所有监测变量进行排序，得到监测变量序列；
11.从所述监测变量序列中选取前n个监测变量，其中，选取的前n个监测变量的平均耗电速率的总和不大于所述储能装置在所述第二预设时间段内的平均充电速率，前n+1个监测变量的平均耗电速率的总和大于所述储能装置在所述第二预设时间段内的平均充电速率，n为正整数；
12.控制所述储能装置向选取的n个监测变量对应的调节装置供电，以进行相应调节，控制剩余的监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节。
13.本发明的一种光伏气膜空间能源管理系统的有益效果如下：
14.一方面，不会频繁放空储能装置中的电量，降低储能装置的损坏概率，另一方面，储能装置向选取的n个监测变量对应的调节装置供电，控制剩余的监测变量对应的调节装置接通市电，以完成调节，降低更换调节装置的供电方式的频率，降低调节装置的损坏概率。
15.在上述方案的基础上，本发明的一种光伏气膜空间能源管理系统还可以做如下改进。
16.进一步，所述控制终端还用于：
17.当所有监测变量的平均耗电速率的总和不大于所述储能装置在所述第二预设时间段内的平均充电速率时，控制所述储能装置向每个监测变量对应的调节装置供电。
18.进一步，所述控制终端还用于：
19.当所述储能装置在所述第二预设时间段内的平均充电速率为零时，根据所述储能装置的当前存储电量以及选取的前n个监测变量的平均耗电速率的总和，计算所述储能装置的供电时长；
20.判断所述供电时长是否超出所述第二预设时间段，得到判断结果；
21.当所述判断结果为是时，控制所述储能装置向选取的前n个监测变量对应的调节装置供电，以进行相应调节，控制剩余的监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节。
22.进一步，所述控制终端还用于：
23.当所述判断结果为否时，在供电时长内，控制所述储能装置向选取的n个监测变量对应的调节装置供电，当超出供电时长时，控制选取的前n个监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节。
24.进一步，多个监测传感器包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器和氧气传感器；
25.所述温度传感器对应的监测变量为气膜结构内的温度，所述湿度传感器器对应的监测变量为温度为气膜结构内的湿度，所述气压传感器对应的监测变量为气膜结构内的气压，所述氧气传感器对应的监测变量为气膜结构内的氧气浓度。
26.进一步，多个光伏电池板通过串并联组成光伏电源。
27.进一步，储能装置为蓄电池。
28.进一步，蓄电池为磷酸铁锂电池。
29.进一步，所述储能装置通过逆变器，向为交流电供电的调节装置进行供电。
30.进一步，所述气膜结构为气膜仓库或气膜体育场馆。
31.本发明的一种光伏气膜空间能源管理方法的技术方案如下：
32.在控制终端的控制下，用于布设在气膜结构上的多个监测传感器获取在第一预设时间段内的多种监测变量的数据，并发送至控制终端；
33.控制终端根据在第一预设时间段内的多种监测变量的数据，计算每个监测变量对应的平均耗电速率，任一监测变量对应的平均耗电速率表示：在第二预设时间段内将该监测变量的数据调回至正常范围时的耗电量与第二预设时间段的比值；按照平均耗电速率从大到小的顺序，对所有监测变量进行排序，得到监测变量序列；从监测变量序列中选取前n个监测变量，其中，选取的前n个监测变量的平均耗电速率的总和不大于储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率，前n+1个监测变量的平均耗电速率的总和大于储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率，n为正整数；控制储能装置向选取的n个监测变量对应的调节装置供电，以进行相应调节，控制剩余的监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节。
34.本发明的一种光伏气膜空间能源管理方法的有益效果如下：
35.不会频繁放空储能装置中的电量，降低储能装置的损坏概率，储能装置向选取的n个监测变量对应的调节装置供电，控制剩余的监测变量对应的调节装置接通市电，以完成调节，降低更换调节装置的供电方式的频率，降低调节装置的损坏概率。
36.在上述方案的基础上，本发明的一种光伏气膜空间能源管理方法还可以做如下改进。
37.进一步，还包括：
38.当所有监测变量的平均耗电速率的总和不大于储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率时，控制终端控制储能装置向每个监测变量对应的调节装置供电。
39.进一步，还包括：
40.当储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率为零时，控制终端根据储能装置的当前存储电量以及选取的前n个监测变量的平均耗电速率的总和，计算储能装置的供电时长；
41.控制终端判断供电时长是否超出第二预设时间段，得到判断结果；
42.当判断结果为是时，控制终端控制储能装置向选取的前n个监测变量对应的调节装置供电，以进行相应调节，控制剩余的监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节。
43.进一步，还包括：
44.当判断结果为否时，在供电时长内，控制终端控制储能装置向选取的n个监测变量对应的调节装置供电，当超出供电时长时，控制选取的前n个监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节。
45.进一步，多个监测传感器包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器和氧气传感器；
46.温度传感器对应的监测变量为气膜结构内的温度，湿度传感器器对应的监测变量为温度为气膜结构内的湿度，气压传感器对应的监测变量为气膜结构内的气压，氧气传感器对应的监测变量为气膜结构内的氧气浓度。
47.进一步，多个光伏电池板通过串并联组成光伏电源。
48.进一步，储能装置为蓄电池。
49.进一步，蓄电池为磷酸铁锂电池。
50.进一步，储能装置通过逆变器，向为交流电供电的调节装置进行供电。
51.可选地，在上述技术方案中，气膜结构为气膜仓库或气膜体育场馆。
附图说明
52.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
53.图1为本发明实施例的一种光伏气膜空间能源管理系统的结构示意图；
54.图2为本发明实施例的一种光伏气膜空间能源管理方法的流程示意图。
具体实施方式
55.如图1所示，本发明实施例的一种光伏气膜空间能源管理系统，包括控制终端、光伏电源、储能装置和用于布设在气膜结构上的多个监测传感器；
56.多个监测传感器用于：在控制终端的控制下，获取在第一预设时间段内的多种监测变量的数据，并发送至控制终端；
57.其中，控制终端为计算机或服务器等，第一预设时间段为1分钟或2分钟等，可根据实际情况设置。
58.其中，气膜空间指气膜结构内的空间。
59.其中，多个监测传感器包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器和氧气传感器；温度传感器对应的监测变量为气膜结构内的温度，湿度传感器器对应的监测变量为温度为气膜结构内的湿度，气压传感器对应的监测变量为气膜结构内的气压，氧气传感器对应的监测变量为气膜结构内的氧气浓度，还可根据实际情况设置更多的监测传感器。
60.需要说明的是，每种监测传感器的数量为至少一个，可根据实际情况设置每个监测传感器在气膜结构内的位置。
61.控制终端用于：
62.根据在第一预设时间段内的多种监测变量的数据，计算每个监测变量对应的平均耗电速率，任一监测变量对应的平均耗电速率表示：在第二预设时间段内将该监测变量的数据调回至正常范围时的耗电量与第二预设时间段的比值；
63.其中，第二预设时间段为1分钟或2分钟等，可根据实际情况设置，以监测变量为温度，对任一监测变量对应的平均耗电速率的进行说明：
64.例如，在第一预设时间段内的温度的数据在19
±
1℃，温度对应的正常范围为23
±
1℃，可以根据历史数据估算，将该温度的数据调回至正常范围时的耗电量，也可根据气膜结构内的面积等参数以及温度对应的调节装置如空调的参数等，计算将该温度的数据调回至正常范围时的耗电量，该耗电量与第二预设时间段的比值即为温度对应的平均耗电速率。
65.在具体进行计算的过程中，可以以在第一预设时间段内的温度的数据的平均值作为当前的温度值，以温度对应的正常范围的平均值作为预期温度值，进行平均耗电速率的计算。
66.在另外一个实施例中，针对气膜结构，可提前标定温度在每小时变化1℃所需的耗电量、湿度在每小时变化1％rh所需的耗电量、气压在每小时变化1kpa所需的耗电量、氧气在每小时变化1ppm所需的耗电量等，这样更便于进行平均耗电速率的计算。
67.按照平均耗电速率从大到小的顺序，对所有监测变量进行排序，得到监测变量序列；
68.从监测变量序列中选取前n个监测变量，其中，选取的前n个监测变量的平均耗电速率的总和不大于储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率，前n+1个监测变量的平均耗电速率的总和大于储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率，n为正整数；
69.例如，共有15个监测变量，选取的前7个监测变量的平均耗电速率的总和不大于储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率，前7+1个监测变量的平均耗电速率的总和大于储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率，因此，确定出n的值为7，这样能最大程度
上确定出让储能装置供电的装置，也就是说，让储能装置为较大耗电量的调节装置供电，节约成本。
70.其中，储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率的获取过程如下：
71.利用历史充电数据确定储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率。
72.控制储能装置向选取的n个监测变量对应的调节装置供电，以进行相应调节，即调节到正常范围内，控制剩余的监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节，即调节到正常范围内。
73.其中，温度对应的调节装置为空调或加热器等，湿度对应的调节装置为空调、除湿器、加湿器等，气压对应的调节装置为气泵等，氧气对应的调节装置为制氧机等。调节装置的数量和安装位置可根据实际情况设置。
74.本发明的一种光伏气膜空间能源管理系统，不会频繁放空储能装置中的电量，降低储能装置的损坏概率，而且，储能装置向选取的n个监测变量对应的调节装置供电，控制剩余的监测变量对应的调节装置接通市电，以完成调节，降低更换调节装置的供电方式的频率，降低调节装置的损坏概率。
75.可选地，在上述技术方案中，控制终端还用于：
76.当所有监测变量的平均耗电速率的总和不大于储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率时，控制储能装置向每个监测变量对应的调节装置供电。
77.可选地，在上述技术方案中，控制终端还用于：
78.当储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率为零时，根据储能装置的当前存储电量以及选取的前n个监测变量的平均耗电速率的总和，计算储能装置的供电时长，具体地：
79.储能装置的当前存储电量除以选取的前n个监测变量的平均耗电速率的总和，即可得到供电时长。
80.其中，例如光照不足，或者晚上，会出现储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率为零的情况。
81.判断供电时长是否超出第二预设时间段，得到判断结果；
82.当判断结果为是时，控制储能装置向选取的前n个监测变量对应的调节装置供电，以进行相应调节，控制剩余的监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节。
83.可选地，在上述技术方案中，控制终端还用于：
84.当判断结果为否时，在供电时长内，控制储能装置向选取的n个监测变量对应的调节装置供电，当超出供电时长时，控制选取的前n个监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节。控制剩余的监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节。
85.可选地，在上述技术方案中，多个光伏电池板通过串并联组成光伏电源。
86.可选地，在上述技术方案中，储能装置为蓄电池。
87.可选地，在上述技术方案中，蓄电池为磷酸铁锂电池。
88.可选地，在上述技术方案中，储能装置通过逆变器，向为交流电供电的调节装置进行供电。
89.可选地，在上述技术方案中，气膜结构为气膜仓库或气膜体育场馆。
90.如图2所示，本发明实施例的一种光伏气膜空间能源管理方法，包括如下步骤：
91.s1、在控制终端的控制下，用于布设在气膜结构上的多个监测传感器获取在第一预设时间段内的多种监测变量的数据，并发送至控制终端；
92.s2、控制调节，具体地：
93.控制终端根据在第一预设时间段内的多种监测变量的数据，计算每个监测变量对应的平均耗电速率，任一监测变量对应的平均耗电速率表示：在第二预设时间段内将该监测变量的数据调回至正常范围时的耗电量与第二预设时间段的比值；按照平均耗电速率从大到小的顺序，对所有监测变量进行排序，得到监测变量序列；从监测变量序列中选取前n个监测变量，其中，选取的前n个监测变量的平均耗电速率的总和不大于储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率，前n+1个监测变量的平均耗电速率的总和大于储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率，n为正整数；控制储能装置向选取的n个监测变量对应的调节装置供电，以进行相应调节，控制剩余的监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节。
94.本发明的一种光伏气膜空间能源管理方法，不会频繁放空储能装置中的电量，降低储能装置的损坏概率，储能装置向选取的n个监测变量对应的调节装置供电，控制剩余的监测变量对应的调节装置接通市电，以完成调节，降低更换调节装置的供电方式的频率，降低调节装置的损坏概率。
95.可选地，在上述技术方案中，还包括：
96.当所有监测变量的平均耗电速率的总和不大于储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率时，控制终端控制储能装置向每个监测变量对应的调节装置供电。
97.可选地，在上述技术方案中，还包括：
98.当储能装置在第二预设时间段内的平均充电速率为零时，控制终端根据储能装置的当前存储电量以及选取的前n个监测变量的平均耗电速率的总和，计算储能装置的供电时长；
99.控制终端判断供电时长是否超出第二预设时间段，得到判断结果；
100.当判断结果为是时，控制终端控制储能装置向选取的前n个监测变量对应的调节装置供电，以进行相应调节，控制剩余的监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节。
101.可选地，在上述技术方案中，还包括：
102.当判断结果为否时，在供电时长内，控制终端控制储能装置向选取的n个监测变量对应的调节装置供电，当超出供电时长时，控制选取的前n个监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节。
103.可选地，在上述技术方案中，多个监测传感器包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器和氧气传感器；
104.温度传感器对应的监测变量为气膜结构内的温度，湿度传感器器对应的监测变量为温度为气膜结构内的湿度，气压传感器对应的监测变量为气膜结构内的气压，氧气传感器对应的监测变量为气膜结构内的氧气浓度。
105.可选地，在上述技术方案中，多个光伏电池板通过串并联组成光伏电源。
106.可选地，在上述技术方案中，储能装置为蓄电池。
107.可选地，在上述技术方案中，蓄电池为磷酸铁锂电池。
108.可选地，在上述技术方案中，储能装置通过逆变器，向为交流电供电的调节装置进行供电。
109.可选地，在上述技术方案中，气膜结构为气膜仓库或气膜体育场馆。
110.在上述各实施例中，虽然对步骤进行了编号s1、s2等，但只是本技术给出的具体实施例，本领域的技术人员可根据实际情况调整s1、s2等的执行顺序，此也在本发明的保护范围内，可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施方式中的部分或全部。
111.上述关于本发明的一种光伏气膜空间能源管理方法中的步骤的实现，可参考上文中关于一种光伏气膜空间能源管理系统的实施例中的内容，在此不做赘述。
112.所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。
113.因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
114.可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram),只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
115.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种光伏气膜空间能源管理系统，其特征在于，包括控制终端、光伏电源、储能装置和用于布设在气膜结构上的多个监测传感器；多个监测传感器用于：在所述控制终端的控制下，获取在第一预设时间段内的多种监测变量的数据，并发送至所述控制终端；所述控制终端用于：根据在第一预设时间段内的多种监测变量的数据，计算每个监测变量对应的平均耗电速率，任一监测变量对应的平均耗电速率表示：在第二预设时间段内将该监测变量的数据调回至正常范围时的耗电量与所述第二预设时间段的比值；按照平均耗电速率从大到小的顺序，对所有监测变量进行排序，得到监测变量序列；从所述监测变量序列中选取前n个监测变量，其中，选取的前n个监测变量的平均耗电速率的总和不大于所述储能装置在所述第二预设时间段内的平均充电速率，前n+1个监测变量的平均耗电速率的总和大于所述储能装置在所述第二预设时间段内的平均充电速率，n为正整数；控制所述储能装置向选取的n个监测变量对应的调节装置供电，以进行相应调节，控制剩余的监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节。2.根据权利要求1所述的一种光伏气膜空间能源管理系统，其特征在于，所述控制终端还用于：当所有监测变量的平均耗电速率的总和不大于所述储能装置在所述第二预设时间段内的平均充电速率时，控制所述储能装置向每个监测变量对应的调节装置供电。3.根据权利要求1所述的一种光伏气膜空间能源管理系统，其特征在于，所述控制终端还用于：当所述储能装置在所述第二预设时间段内的平均充电速率为零时，根据所述储能装置的当前存储电量以及选取的前n个监测变量的平均耗电速率的总和，计算所述储能装置的供电时长；判断所述供电时长是否超出所述第二预设时间段，得到判断结果；当所述判断结果为是时，控制所述储能装置向选取的前n个监测变量对应的调节装置供电，以进行相应调节，控制剩余的监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节。4.根据权利要求3所述的一种光伏气膜空间能源管理系统，其特征在于，所述控制终端还用于：当所述判断结果为否时，在供电时长内，控制所述储能装置向选取的n个监测变量对应的调节装置供电，当超出供电时长时，控制选取的前n个监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节。5.根据权利要求1至4任一项所述的一种光伏气膜空间能源管理系统，其特征在于，多个监测传感器包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器和氧气传感器；所述温度传感器对应的监测变量为气膜结构内的温度，所述湿度传感器器对应的监测变量为温度为气膜结构内的湿度，所述气压传感器对应的监测变量为气膜结构内的气压，所述氧气传感器对应的监测变量为气膜结构内的氧气浓度。6.根据权利要求1至4任一项所述的一种光伏气膜空间能源管理系统，其特征在于，多个光伏电池板通过串并联组成光伏电源。
7.根据权利要求1至4任一项所述的一种光伏气膜空间能源管理系统，其特征在于，储能装置为蓄电池。8.根据权利要求7所述的一种光伏气膜空间能源管理系统，其特征在于，所述蓄电池为磷酸铁锂电池。9.根据权利要求1至4任一项所述的一种光伏气膜空间能源管理系统，其特征在于，所述储能装置通过逆变器，向为交流电供电的调节装置进行供电。10.根据权利要求1至4任一项所述的一种光伏气膜空间能源管理系统，其特征在于，所述气膜结构为气膜仓库或气膜体育场馆。

技术总结
本发明涉及气膜结构供能技术领域，尤其涉及一种光伏气膜空间能源管理系统。包括控制终端、光伏电源、储能装置和用于布设在气膜结构上的多个监测传感器；控制终端根据在第一预设时间段内的多种监测变量的数据，计算每个监测变量对应的平均耗电速率，按照平均耗电速率从大到小的顺序，对所有监测变量进行排序，得到监测变量序列；从监测变量序列中选取前N个监测变量；控制储能装置向选取的N个监测变量对应的调节装置供电，以进行相应调节，控制剩余的监测变量对应的调节装置接通市电，以进行相应调节，降低调节装置和储能装置的损坏概率。降低调节装置和储能装置的损坏概率。降低调节装置和储能装置的损坏概率。


技术研发人员：曹宏杰 张超
受保护的技术使用者：北京约顿气膜建筑技术股份有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/10/7