本發(fā)明涉及低碳建筑供電與儲能，具體為一種低碳建筑屋頂儲能系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、低碳建筑是未來能源危機(jī)解決方案之一。低碳理念下的建筑設(shè)計，通過一定的技術(shù)手段實現(xiàn)建筑全生命周期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)效益與低碳環(huán)保雙豐收，有效降低不必要的能源損耗量，有力推動建筑產(chǎn)業(yè)朝著低碳節(jié)能方向發(fā)展。
2、光伏儲能系統(tǒng)作為低碳建筑的重要組成部分，其作為一種新型的可再生能源利用方式，因其綠色環(huán)保、可持續(xù)性強(qiáng)等優(yōu)點而受到重視，其重要性在于它能夠高效地將太陽能這種清潔、可再生的能源轉(zhuǎn)換為電能，并通過儲能設(shè)施解決了太陽能發(fā)電的間歇性問題，提升了能源的利用效率和低碳建筑系統(tǒng)的供電可靠性。
3、隨著低碳建筑光伏儲能系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和應(yīng)用場景的增多，系統(tǒng)供電與儲能的安全高效調(diào)控成為亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并針對計算能力有限的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備自主設(shè)計了一種安全高效的輕量級通信機(jī)制，為低碳建筑光伏儲能系統(tǒng)中供電與儲能的安全高效調(diào)控提供了新的解決方案。
2、一種低碳建筑屋頂儲能系統(tǒng)，包括：屋頂光伏組件、光伏控制器、蓄電池組件、充放電控制器、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測終端設(shè)備、能量管理控制器和工控數(shù)據(jù)通信組件；
3、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測終端設(shè)備用于實時監(jiān)測屋頂光伏組件的發(fā)電功率與低碳建筑負(fù)載的負(fù)荷功率的動態(tài)變化；
4、能量管理控制器用于向物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測終端設(shè)備發(fā)送工作指令，工作指令包括數(shù)據(jù)信息采集指令ⅰ和可信標(biāo)記編碼??；可信標(biāo)記編碼ⅰ隸屬于指令ⅰ，并由能量管理控制器根據(jù)工控數(shù)據(jù)通信組件構(gòu)造的通信協(xié)議計算得到；
5、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測終端設(shè)備根據(jù)工控數(shù)據(jù)通信組件構(gòu)造的通信協(xié)議計算指令ⅰ的可信標(biāo)記編碼ⅰ*，若可信標(biāo)記編碼ⅰ*與可信標(biāo)記編碼ⅰ相等，輸出true，則物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測終端設(shè)備執(zhí)行指令ⅰ，否則輸出fale；
6、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測終端設(shè)備向能量管理控制器傳輸采集的低碳建筑供電與儲能調(diào)控指標(biāo)數(shù)據(jù)，指標(biāo)數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)信息ⅱ和可信標(biāo)記編碼ⅱ；可信標(biāo)記編碼ⅱ隸屬于數(shù)據(jù)信息ⅱ，并由物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測終端設(shè)備根據(jù)工控數(shù)據(jù)通信組件構(gòu)造的通信協(xié)議計算得到；
7、能量管理控制器根據(jù)工控數(shù)據(jù)通信組件構(gòu)造的通信協(xié)議計算數(shù)據(jù)信息ⅱ的可信標(biāo)記編碼ⅱ*，若可信標(biāo)記編碼ⅱ*與可信標(biāo)記編碼ⅱ相等，輸出true，則能量管理控制器接受數(shù)據(jù)信息ⅱ，否則輸出fale；
8、當(dāng)屋頂光伏組件的發(fā)電功率大于建筑負(fù)載的負(fù)荷功率時，能量管理控制器向光伏控制器發(fā)送指令，將屋頂光伏組件的電能直接輸送至建筑負(fù)載，通過雙向ac/dc變換器為建筑負(fù)載的交流用電設(shè)備供電或通過dc-dc轉(zhuǎn)換器為建筑負(fù)載的直流用電設(shè)備供電，并將為建筑負(fù)載供電后剩余的電能儲存至蓄電池組件中；
9、當(dāng)屋頂光伏組件的發(fā)電功率小于建筑負(fù)載的負(fù)荷功率時，能量管理控制器向充放電控制器發(fā)送指令，將蓄電池組件中的電量通過雙向ac/dc變換器為建筑負(fù)載的交流用電設(shè)備供電或者通過dc-dc轉(zhuǎn)換器為建筑負(fù)載的直流用電設(shè)備供電。
10、優(yōu)選的，所述物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測終端設(shè)備包括荷電狀態(tài)監(jiān)測終端、發(fā)電功率監(jiān)測終端和負(fù)荷功率監(jiān)測終端。
11、優(yōu)選的，所述荷電狀態(tài)監(jiān)測終端用于監(jiān)測蓄電池組件的荷電狀態(tài)；
12、所述發(fā)電功率監(jiān)測終端用于監(jiān)測屋頂光伏組件的發(fā)電功率；
13、所述負(fù)荷功率監(jiān)測終端用于監(jiān)測建筑負(fù)載的負(fù)荷功率。
14、優(yōu)選的，所述工控數(shù)據(jù)通信組件構(gòu)造在低碳建筑供電與儲能調(diào)控過程使用的輕量級通信協(xié)議，并基于輕量級通信協(xié)議構(gòu)造在低碳建筑供電與儲能調(diào)控過程使用的系統(tǒng)安全通信參數(shù)組。
15、優(yōu)選的，所述能量管理控制器在工控數(shù)據(jù)通信組件上進(jìn)行工作權(quán)限注冊，獲得用于與低碳建筑屋頂儲能系統(tǒng)中其他組成部分進(jìn)行通信的可信權(quán)限信息，并據(jù)此完成與荷電狀態(tài)監(jiān)測終端、發(fā)電功率監(jiān)測終端、負(fù)荷功率監(jiān)測終端、光伏控制器和充放電控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的操作。
16、優(yōu)選的，所述荷電狀態(tài)監(jiān)測終端在工控數(shù)據(jù)通信組件上進(jìn)行工作權(quán)限注冊，獲得用于與能量管理控制器和充放電控制器進(jìn)行通信的可信權(quán)限信息，并據(jù)此完成與能量管理控制器和充放電控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的操作。
17、優(yōu)選的，所述發(fā)電功率監(jiān)測終端在工控數(shù)據(jù)通信組件上進(jìn)行工作權(quán)限注冊，獲得用于與能量管理控制器進(jìn)行通信的可信權(quán)限信息，并據(jù)此完成與能量管理控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的操作。
18、優(yōu)選的，所述負(fù)荷功率監(jiān)測終端在工控數(shù)據(jù)通信組件上進(jìn)行工作權(quán)限注冊，獲得用于與能量管理控制器進(jìn)行通信的可信權(quán)限信息，并據(jù)此完成與能量管理控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的操作。
19、優(yōu)選的，所述光伏控制器在工控數(shù)據(jù)通信組件上進(jìn)行工作權(quán)限注冊，獲得用于與能量管理控制器進(jìn)行通信的可信權(quán)限信息，并據(jù)此完成與能量管理控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的操作。
20、優(yōu)選的，所述充放電控制器在工控數(shù)據(jù)通信組件上進(jìn)行工作權(quán)限注冊，獲得用于與能量管理控制器和荷電狀態(tài)監(jiān)測終端進(jìn)行通信的可信權(quán)限信息，并據(jù)此完成與能量管理控制器和荷電狀態(tài)監(jiān)測終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的操作。
21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備以下有益的技術(shù)效果：
22、自主研發(fā)了一種安全高效的輕量級通信機(jī)制，將輕量級通信機(jī)制應(yīng)用在借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的低碳建筑供電與儲能調(diào)控方案中，為計算能力有限的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供了一種低計算量的通信方案。
23、并且在安全高效的通信方案基礎(chǔ)上實現(xiàn)了調(diào)控低碳建筑供電與儲能的技術(shù)思路，即通過物聯(lián)網(wǎng)終端實時監(jiān)測屋頂光伏發(fā)電功率與低碳建筑負(fù)載負(fù)荷功率的動態(tài)變化，當(dāng)屋頂光伏發(fā)電充足時，用屋頂光伏發(fā)電直接滿足低碳建筑負(fù)載負(fù)荷的需求，并將多余的屋頂光伏發(fā)電儲存到蓄電池組件中，且在蓄電池組件存滿后，將屋頂光伏發(fā)電上傳至配電網(wǎng)售電，當(dāng)屋頂光伏發(fā)電不足時，蓄電池組件將之前存儲的能量釋放，用于滿足多出的低碳建筑負(fù)載負(fù)荷部分，并在低碳建筑光伏儲能系統(tǒng)內(nèi)部電能無法滿足建筑負(fù)荷時，從配電網(wǎng)購入電力，保證低碳建筑光伏儲能系統(tǒng)內(nèi)部功率的平衡。
1.一種低碳建筑屋頂儲能系統(tǒng)，其特征在于，包括：屋頂光伏組件、光伏控制器、蓄電池組件、充放電控制器、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測終端設(shè)備、能量管理控制器和工控數(shù)據(jù)通信組件；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳建筑屋頂儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測終端設(shè)備包括荷電狀態(tài)監(jiān)測終端、發(fā)電功率監(jiān)測終端和負(fù)荷功率監(jiān)測終端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低碳建筑屋頂儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述荷電狀態(tài)監(jiān)測終端用于監(jiān)測蓄電池組件的荷電狀態(tài)；
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低碳建筑屋頂儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述工控數(shù)據(jù)通信組件構(gòu)造在低碳建筑供電與儲能調(diào)控過程使用的輕量級通信協(xié)議，并基于輕量級通信協(xié)議構(gòu)造在低碳建筑供電與儲能調(diào)控過程使用的系統(tǒng)安全通信參數(shù)組。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低碳建筑屋頂儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述能量管理控制器在工控數(shù)據(jù)通信組件上進(jìn)行工作權(quán)限注冊，獲得用于與低碳建筑屋頂儲能系統(tǒng)中其他組成部分進(jìn)行通信的可信權(quán)限信息，并據(jù)此完成與荷電狀態(tài)監(jiān)測終端、發(fā)電功率監(jiān)測終端、負(fù)荷功率監(jiān)測終端、光伏控制器和充放電控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低碳建筑屋頂儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述荷電狀態(tài)監(jiān)測終端在工控數(shù)據(jù)通信組件上進(jìn)行工作權(quán)限注冊，獲得用于與能量管理控制器和充放電控制器進(jìn)行通信的可信權(quán)限信息，并據(jù)此完成與能量管理控制器和充放電控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低碳建筑屋頂儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電功率監(jiān)測終端在工控數(shù)據(jù)通信組件上進(jìn)行工作權(quán)限注冊，獲得用于與能量管理控制器進(jìn)行通信的可信權(quán)限信息，并據(jù)此完成與能量管理控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低碳建筑屋頂儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)荷功率監(jiān)測終端在工控數(shù)據(jù)通信組件上進(jìn)行工作權(quán)限注冊，獲得用于與能量管理控制器進(jìn)行通信的可信權(quán)限信息，并據(jù)此完成與能量管理控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低碳建筑屋頂儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏控制器在工控數(shù)據(jù)通信組件上進(jìn)行工作權(quán)限注冊，獲得用于與能量管理控制器進(jìn)行通信的可信權(quán)限信息，并據(jù)此完成與能量管理控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低碳建筑屋頂儲能系統(tǒng)，其特征在于，所述充放電控制器在工控數(shù)據(jù)通信組件上進(jìn)行工作權(quán)限注冊，獲得用于與能量管理控制器和荷電狀態(tài)監(jiān)測終端進(jìn)行通信的可信權(quán)限信息，并據(jù)此完成與能量管理控制器和荷電狀態(tài)監(jiān)測終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的操作。