基于物联网的太阳能PVT热泵综合能源站云服务模型建立方法技术

本发明专利技术属于太阳能系统监测管理领域，提供了基于物联网的太阳能PVT热泵综合能源站云服务模型建立方法，包括：S1在太阳能PVT热泵系统中各个需要监测的点位分别放置不同的数据采集装置，用于实时获取所需要的监测信息。S2对太阳能PVT热泵热电冷综合能源站性能及节能减排效益评价方法进行分析。S3太阳能PVT热泵热电冷综合能源站云服务平台的数据采集。S4太阳能PVT热泵热电冷综合能源站云服务平台的数据传输。S5太阳能PVT热泵热电冷综合能源站云服务平台的数据存储。S6太阳能PVT热泵热电冷综合能源站云服务平台软件设计。本发明专利技术可有效对太阳能PVT热泵系统的运行状况进行实时观测以及运行状态预测。及运行状态预测。及运行状态预测。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的太阳能PVT热泵综合能源站云服务模型建立方法


[0001]本专利技术属于太阳能系统监测管理领域，涉及基于物联网的太阳能PVT热泵综合能源站云服务模型建立方法。

技术介绍

[0002]面对日益严重的资源环境问题，太阳能拥有时间长久、清洁安全、数量巨大的特点，具有重要的战略地位。在太阳能利用技术中，太阳能光伏光热一体化(PVT)技术发展迅速，具有广泛的应用与发展前景。在近年的研究中，PVT技术与热泵机组相结合，同时实现了系统发电、供热和制冷的综合能源产出，可以称为一个太阳能PVT热泵热电冷综合能源站。
[0003]目前，大多数的太阳能项目并没有配备相应的监测措施，这导致了太阳能系统的运行数据、性能系数、节约能源和减少污染物排放指标、项目投资回报率等参数的缺失。太阳能项目原始数据的缺失，加大了对其进行性能分析、故障诊断和系统优化的难度，不利于太阳能综合利用率的提升。此外，太阳能系统分布范围较广，利用人工巡检的方式不仅增加了管理的难度，而且提升了成本。因此，为了提高太阳能系统的运行效率，了解系统的运行状况，实时监测手段是必不可少的。随着物联网和信息技术的快速发展，利用物联网来采集设备信息、控制设备的趋势越来越明显。物联网技术结合了传感器感知技术、互联网技术和智能平台技术，实现了信息的综合采集、实时传输和智能处理。利用物联网技术，可以将位于不同地理位置的太阳能系统统一接入云平台进行集中的监控、管理与维护，实现信息的互联，使得操作系统更加智能，实现信息共享、集成管理。这对于太阳能监测系统的发展具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于物联网的太阳能PVT热泵综合能源站云服务模型建立方法。主要基于物联网和B/S软件架构，针对太阳能PVT热泵热电冷综合能源站，开发了一个可以对不同地点的PVT能源站进行综合管理的云服务平台，具备实时监测、能量计量、性能评价、报警推送等功能。采用了前后端分离模式，设计实现了用户登录、地图导航、系统总览、实时数据展示、历史记录查询、节能减排效益展示、平台管理和报警推送设置等功能，并完成了平台在阿里云服务器上的部署，实现了远程访问。
[0005]本专利技术的技术方案：
[0006]一种基于物联网的太阳能PVT热泵综合能源站云服务模型建立方法，步骤如下：
[0007]S1、在太阳能PVT热泵系统中各个需要监测的点位分别放置不同的数据采集装置，用于实时获取所需要的监测信息。
[0008]S2、太阳能PVT热泵热电冷综合能源站是利用太阳能进行发电、供热和制冷的高效产能装置，具有良好的经济效益和环境效益。为了可以获得PVT能源站性能和经济环境效益的准确评价，首先应对太阳能PVT热泵热电冷综合能源站性能及节能减排效益评价方法进
行分析。具体步骤如下：
[0009]S2.1、PVT能源站的产能节能情况
[0010]能量产出、获得收益是用户使用PVT能源站的首要目标，因此PVT能源站的产能、耗能和收益情况是用户所关注的重要内容。根据相关的技术规程，PVT产能情况因包含以下的几个方面：
[0011][0012]S＝122.9Q
g
‑
PVT,a
‑
320(W
ha
‑
W
e
)
ꢀꢀꢀ
(2)
[0013][0014](1)式中q
g
‑
PVT,pja
——PVT热泵机组平均制热功率(kW)；T——PVT热泵机组运行时间(h)。(2)式中S——系统节能量(g标准煤)；122.9为1kW
·
h热量与标准煤的转换系数，320为1kW
·
h电量与标准煤的转换系数。(3)式中P——系统收益(元)；0.5为大连地区居民用电价。PVT系统发电量W
e
、PVT机组供冷量Q
g
‑
PVT,n
、PVT机组供热量Q
h
‑
PVT,a
应通过监测系统直接获得。
[0015]S2.2、PVT能源站的性能系数
[0016]PVT系统的性能系数是PVT能源站产能效率的评价指标，可以有效地帮助管理员了解系统的运行情况，并作出针对性的优化。PVT能源站的性能系数包括以下的参数：
[0017][0018][0019][0020][0021][0022](4)式中η
e
——系统光伏发电效率(％)；W
e
——与太阳辐照度采集相同时间段内的光伏发电量(kW
·
h)；n——系统配置PVT组件块数(块)；A
c
——单块PVT组件可接受太阳辐射的面积(m2)；ΔT——太阳辐照度的采集周期(s)；
[0023]N——太阳辐照度连续采集的总次数；I
t
——入射的太阳辐照度(W/m2)。(5)式中COP
h
——PVT热泵系统制热性能系数；W
ha
——系统制热期间PVT热泵机组和中介水循环水泵消耗的总电量(kW
·
h)。(6)式中COPc——PVT热泵系统平均制冷性能系数；W
ca
——系统制冷期间热泵机组和循环泵消耗的总电量(kW
·
h)。(7)式中COP
he
——PVT热泵机组热电联供综合性能系数；η——发电厂发电效率(％)。(8)式中COP
hle
——PVT热泵机组热电冷联供综合
性能系数。
[0024]S2.3、PVT能源站的减排效益
[0025]PVT能源站作为主要利用清洁能源进行发电、制热和制冷的产能设施，相比于常规的火力发电、锅炉供热等产能方式而言，应具备良好的环境保护效益。因此PVT能源站的减排效益应是管理员与用户共同关注的部分。减少污染物排放的评价指标主要是考虑CO2、SOX、NOX等污染物排放量的削减情况，相关污染物的排放指标如下：
[0026]S
CO2
＝2.62S
ꢀꢀꢀ
(9)
[0027]S
SOX
＝0.0085S
ꢀꢀꢀ
(10)
[0028]S
NOX
＝0.0074S
ꢀꢀꢀ
(11)
[0029]其中S
CO2
——二氧化碳减排量，g；S
SOX
——硫氧化物减排量，g；S
NOX
——氮氧化物减排量，g。
[0030]S3、太阳能PVT热泵热电冷综合能源站云服务平台的数据采集
[0031]利用物联网技术对自然数据以及PVT系统自身运行参数进行数据采集，采集的数据的准确性也是完成基于物联网的太阳能PVT热泵综合能源站云服务模型的关键。采集的数据包括但不限于温度、风速、太阳辐照、系统发电功率、累计发电量、水箱水温、循环水流量、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于物联网的太阳能PVT热泵综合能源站云服务模型建立方法，其特征在于，步骤如下：S1、在太阳能PVT热泵系统中各个需要监测的点位分别放置不同的数据采集装置，用于实时获取所需要的监测信息；S2、为了获得PVT能源站性能和经济环境效益的准确评价，首先应对太阳能PVT热泵热电冷综合能源站性能及节能减排效益评价方法进行分析，具体步骤如下：S2.1、PVT能源站的产能节能情况PVT产能情况因包含以下方面：S＝122.9Q
g
‑
PVT,a
‑
320(W
ha
‑
W
e
)
ꢀꢀꢀꢀ
(2)(1)式中q
g
‑
PVT,pja
——PVT热泵机组平均制热功率(kW)；T——PVT热泵机组运行时间(h)；(2)式中S——系统节能量(g标准煤)；122.9为1kW
·
h热量与标准煤的转换系数，320为1kW
·
h电量与标准煤的转换系数；(3)式中P——系统收益(元)；0.5为大连地区居民用电价；PVT系统发电量W
e
、PVT机组供冷量Q
g
‑
PVT,n
、PVT机组供热量Q
h
‑
PVT,a
应通过监测系统直接获得；S2.2、PVT能源站的性能系数PVT能源站的性能系数包括以下的参数：PVT能源站的性能系数包括以下的参数：PVT能源站的性能系数包括以下的参数：PVT能源站的性能系数包括以下的参数：PVT能源站的性能系数包括以下的参数：(4)式中η
e
——系统光伏发电效率(％)；W
e
——与太阳辐照度采集相同时间段内的光伏发电量(kW
·
h)；n——系统配置PVT组件块数(块)；A
c
——单块PVT组件可接受太阳辐射的面积(m2)；ΔT——太阳辐照度的采集周期(s)；N——太阳辐照度连续采集的总次数；I
t
——入射的太阳辐照度(W/m2)；(5)式中COP
h
——PVT热泵系统制热性能系数；W
ha
——系统制热期间PVT热泵机组和中
介水循环水泵消耗的总电量(kW
·
h)；(6)式中COPc——PVT热泵系统平均制冷性能系数；W
ca
——系统制冷期间热泵机组和循环泵消耗的总电量(kW
·
h)；(7)式中COP
he
——PVT热泵机组热电联供综合性能系数；η——发电厂发电效率(％)；(8)式中COP
hle
——PVT热泵机组热电冷联供综合性能系数；S2.3、PVT能源站的减排效益关污染物的排放指标如下：S
CO2
＝2.62S
ꢀꢀꢀꢀ
(9)S
SOX
＝0.0085S
ꢀꢀꢀꢀ
(10)S
NOX
＝0.0074S
ꢀꢀꢀꢀ
(11)其中S
CO2
——二氧化碳减排量，g；S
SOX
——硫氧化物减排量，g；S
NOX
——氮氧化物减排量，g；S3、太阳能PVT热泵热电冷综合能源...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁若冰，王鹏，马宏博，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：