一种太阳能与风能双能发电控制系统的制作方法

1.本发明涉及太阳能与风能发电技术领域，具体是一种太阳能与风能双能发电控制系统。


背景技术：

2.目前在使用新能源进行发电时，通常会使用风能或者太阳能作为发电能源，但是上述两者在使用时通常是分开使用，而风能在无风天气下发电量无法保证，而太阳能在阴天或夜间环境下发电量同样不能保证，上述两种发电方式均存在一定的弊端，如何将风力发电与太阳能发电的所产生的电量进行相互协调，合理分配，是我们需要解决的问题，为此，现提供一种太阳能与风能双能发电控制系统。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种太阳能与风能双能发电控制系统。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种太阳能与风能双能发电控制系统，包括监控中心，所述监控中心通信连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块以及发电分配模块；
5.所述数据采集模块包括风力数据采集终端和光能数据采集终端，所述风力数据采集终端用于实时获取风力数据，所述光能数据采集终端包括若干个光照采集单元，用于获取光照数据；
6.所述数据处理模块用于对数据采集模块所获取到的风力数据和光照数据进行处理，从而获得风力发电和太阳能发电所能产生的理论发电量；
7.所述数据分析模块根据风力发电和太阳能发电所能产生的理论发电量对风力发电和太阳能发电的发电过程进行分析，从而获得用于进行风力发电和太阳能发电的发电设备的发电效率，所述发电分配模块用于对风能发电和太阳能发电产生的电量根据实际需求进行相互调配。
8.进一步的，所述风力数据和光照数据的具体获取过程包括：
9.通过风力数据采集终端获取用于进行风力发电的风叶的转动速度；
10.通过光照数据采集终端获取用于进行太阳能发电的光照强度以及光照时间。
11.进一步的，所述数据处理模块对风力数据的处理过程具体包括：
12.建立风叶转速与发电功率转化参照表；
13.建立发电功率关于时间的二维坐标系，将风力数据采集终端所获取到的风叶的转动速度根据风叶转速与发电功率转化参照表，转化为相应的发电功率，然后通过发电功率关于时间的二维坐标系生成发电功率变化曲线；
14.获取发电功率变化曲线与横坐标轴之间所形成的的区域面积为风力发电的理论发电量。
15.进一步的，所述数据处理模块对光照数据的处理过程具体包括：
16.建立每个太阳能发电板的太阳辐射量与发电量的转化参照表，即单位太阳辐射量所产生的理论发电量；
17.根据光照数据采集终端所获取的光照强度，建立光照强度关于时间变化的二维坐标系，则将光照数据采集终端所获取到的光照强度生成光照强度变化曲线，获取光照强度变化曲线与横坐标轴之间所形成的区域面积为太阳辐射总量，从而获得太阳能发电的理论发电量。
18.进一步的，所述数据分析模块对风力发电进行分析的过程包括：
19.获取用于存储风力发电的蓄电池的初始电量值；
20.获取由用于存储风力发电的蓄电池进行供电的输出端的耗电功率；
21.获得用于存储风力发电的蓄电池在进行风力发电t时长后所存储的理论电量，读取用于存储风力发电的蓄电池在进行风力发电t时长时的实际电量，进而获得风力发电效率差异系数和电量损耗系数。
22.进一步的，所述数据分析模块对太阳能发电进行分析的过程包括：
23.获取用于存储太阳能发电的蓄电池的初始电量值；
24.获取由用于存储太阳能发电的蓄电池进行供电的输出端的耗电功率；
25.获取用于存储太阳能发电的蓄电池在进行太阳能发电t时长后所存储的理论电量；
26.读取用于存储太阳能发电的蓄电池在进行太阳能发电t时长时的实际电量，进而获得太阳能发电效率差异系数和电量损耗系数。
27.进一步的，所述发电分配模块对风能发电和太阳能发电产生的电量根据实际需求进行相互调配的过程包括：
28.分别获取风力发电和太阳能发电的蓄电池的电量损耗系数fcx和tcx；
29.当fcx＜0，且tcx＜0时，则向监控中心发送预警信息，监控中心根据预警信息，对相应的输出端的供电进行调整；
30.当fcx＝0或tcx＝0时，则不对相应的蓄电池对应的输出端的供电作任何操作；
31.当fcx＜0，且tcx＞0时，则获取太阳能发电所对应的蓄电池的电量溢出部分，并将电量溢出部分发送至风力发电对应的蓄电池，若风力发电对应的蓄电池的fcx依旧小于0，则向监控中心发送预警信息；
32.当fcx＞0，且tcx＜0时，则获取风力发电所对应的蓄电池的电量溢出部分，并将电量溢出部分发送至太阳能发电对应的蓄电池，若太阳能发电对应的蓄电池的fcx依旧小于0，则向监控中心发送预警信息；
33.若fcx＞0，且tcx＞0时，则不作任何操作。
34.进一步的，所述发电功率关于时间的二维坐标系中的横坐标轴表示时间，纵坐标轴表示发电功率，所述光照强度关于时间变化的二维坐标系中的横坐标轴表示时间，纵坐标轴表示光照强度。
35.与现有技术相比，本发明的有益效果是：太阳能发电和风力发电均取决所处的自然条件，而这种自然条件并不稳定，通过将太阳能发电和风力发电两者所产生的电量进行相互调配，从而能够尽可能的使得当某一种发电方式所需要的自然条件未出现时，能够将两个发电方式对应的蓄电池内的电量进行共享，实现内部的自给自足，提高对发电设备所
产生的电量的使用效率。
附图说明
36.图1为本发明的原理图。
具体实施方式
37.如图1所示，一种太阳能与风能双能发电控制系统，包括监控中心，所述监控中心通信连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块以及发电分配模块；
38.所述数据采集模块包括风力数据采集终端和光能数据采集终端，所述风力数据采集终端用于实时获取风力数据，所述光能数据采集终端包括若干个光照采集单元，用于获取光照数据，所述风力数据和光照数据的具体获取过程包括：
39.通过风力数据采集终端获取用于进行风力发电的风力数据，所述风力数据包括风叶的转动速度；
40.通过光照数据采集终端获取用于进行太阳能发电的太阳能发电板的光照数据，所述光照数据包括光照强度以及光照时间；
41.将数据采集模块所获取到的风力数据和光照数据发送至数据处理模块。
42.所述数据处理模块用于对数据采集模块所获取到的风力数据和光照数据进行处理；
43.所述数据处理模块对风力数据的处理过程具体包括：
44.建立风叶转速与发电功率转化参照表，需要进一步说明的是，在具体实施过程中，所述风叶转速与发电功率转化参照表包括风叶能够进行发电时的最小的风叶转动速度和最大的风叶转动速度；将风叶能够进行发电的最小的风叶转动速度至最大风叶转动速度标记为风叶转速变化区间，然后根据风叶转速变化区间，设置风叶转速变化区间内不同的风叶转动速度所对应的发电功率，从而形成风叶发电功率变化区间；
45.建立发电功率关于时间的二维坐标系，其中二维坐标系的横坐标轴表示时间，纵坐标轴表示发电功率；然后将风力数据采集终端所获取到的风叶的转动速度根据风叶转速与发电功率转化参照表，转化为相应的发电功率，然后通过发电功率关于时间的二维坐标系生成发电功率变化曲线；
46.获取发电功率变化曲线与横坐标轴之间所形成的的区域面积，则该区域面积即为风力发电的理论发电量，并将风力发电时长为t时的理论发电量记为fd
t
；
47.所述数据处理模块对光照数据的处理过程具体包括：
48.建立每个太阳能发电板的太阳辐射量与发电量的转化参照表，即单位太阳辐射量所产生的理论发电量；
49.根据光照数据采集终端所获取的光照强度，建立光照强度关于时间变化的二维坐标系，其中二维坐标系的横坐标轴表示时间，纵坐标轴表示光照强度，则将光照数据采集终端所获取到的光照强度生成光照强度变化曲线，获取光照强度变化曲线与横坐标轴之间所形成的区域面积，则该区域面积即为太阳辐射总量，则根据太阳辐射总量，获得太阳能发电时长为t时的理论发电量td
t
；
50.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，风力发电和太阳能发电的理论发电量
取决于用于进行发电的设备性能，在具体实施过程中，随着发电设备的持续使用，发电设备的性能往往也会下降，造成发电效率与理论值出现较大的偏差，在通过数据采集模块所获取到的风力数据和光照数据后，从而能够根据所获得的数据得到发电设备的理论值，然后再将所获得的理论值发送至数据分析模块，然后通过数据分析模块分别对风力发电和太阳能发电的发电过程进行分析。
51.所述数据分析模块对风力发电进行分析的过程具体包括：
52.设置风力发电的电量存储通道，并获取用于存储风力发电的蓄电池的初始电量值，并将初始电量值标记为fc；
53.获取由用于存储风力发电的蓄电池进行供电的输出端的耗电功率，并将耗电功率记为fh；
54.则通过公式获得用于存储风力发电的蓄电池在进行风力发电t时长后所存储的理论电量fld
t
，fld
t
＝fc+α*fd
t-fh*t，其中α为用于存储风力发电的蓄电池的电量存储转化系数，且0＜α＜1；
55.读取用于存储风力发电的蓄电池在进行风力发电t时长时的实际电量，并将实际电量标记为fsd
t
；
56.则通过公式fdx＝(fsd
t
+fh*t-fc)/fd
t
获得风力发电效率差异系数fdx；
57.当fdx≥f0时，则判定风力发电设备的风力发电效率正常；
58.当fdx＜f0时，则判定风力发电设备的风力发电效率低，则将该风力发电设备进行标记，记为异常设备，然后获取该风力发电设备的位置信息，并将位置信息发送至监控中心；
59.所述f0为风力发电效率差异系数阈值；
60.通过用于存储风力发电的蓄电池的实际电量fsd
t
与理论电量fld
t
获得用于存储风力发电的蓄电池的电量损耗系数fcx，fcx＝(fsd
t-fld
t
)/t；
61.所述数据分析模块对太阳能发电进行分析的过程具体包括：
62.设置太阳能发电的电量存储通道，并获取用于存储太阳能发电的蓄电池的初始电量值，并将初始电量值记为tc；
63.获取由用于存储太阳能发电的蓄电池进行供电的输出端的耗电功率，并将耗电功率即为th
64.获取用于存储太阳能发电的蓄电池在进行太阳能发电t时长后所存储的理论电量tld
t
，tld
t
＝tc+β*td
t-th*t，其中β为用于存储太阳能发电的蓄电池的电量存储转化系数，且0＜β＜1；
65.设置风力发电的电量存储通道，并获取用于存储风力发电的蓄电池的初始电量值，并将初始电量值标记为fc；
66.读取用于存储太阳能发电的蓄电池在进行太阳能发电t时长时的实际电量，并将实际电量标记为tsd
t
；
67.则通过公式tdx＝(tsd
t
+th*t-tc)/td
t
获得太阳能发电效率差异系数tdx；
68.当tdx≥t0时，则判定太阳能发电板的发电效率正常；
69.当tdx＜t0时，则判定太阳能发电板的发电效率低，则将该太阳能发电板进行标记，记为异常设备，然后获取该太阳能发电板的位置信息，并将位置信息发送至监控中心；
70.所述t0为太阳能发电效率差异系数阈值；
71.通过用于存储太阳能发电的蓄电池的实际电量fsd
t
与理论电量fld
t
获得用于存储太阳发电的蓄电池的电量损耗系数tcx，tcx＝(tsd
t-tld
t
)/t。
72.所述发电分配模块用于对风能发电和太阳能发电产生的电量根据实际需求进行相互调配，具体过程包括：
73.分别获取风力发电和太阳能发电的蓄电池的电量损耗系数fcx和tcx；
74.当fcx＜0，且tcx＜0时，则表示对应的蓄电池的电量输出量低于发电量；
75.则向监控中心发送预警信息，监控中心根据预警信息，对相应的输出端的供电进行调整；
76.当fcx＝0或tcx＝0时，则表示对应的蓄电池的电量输出量和发电量保持平衡，则不对相应的蓄电池对应的输出端的供电作任何操作；
77.当fcx＜0，且tcx＞0时，则获取太阳能发电所对应的蓄电池的电量溢出部分，并将电量溢出部分发送至风力发电对应的蓄电池，若风力发电对应的蓄电池的fcx依旧小于0，则向监控中心发送预警信息；
78.当fcx＞0，且tcx＜0时，则获取风力发电所对应的蓄电池的电量溢出部分，并将电量溢出部分发送至太阳能发电对应的蓄电池，若太阳能发电对应的蓄电池的fcx依旧小于0，则向监控中心发送预警信息。
79.若fcx＞0，且tcx＞0时，则不作任何操作。
80.需要进一步说明的是，在具体实施过程中，太阳能发电和风力发电均取决所处的自然条件，而这种自然条件并不稳定，通过将太阳能发电和风力发电两者所产生的电量进行相互调配，从而能够尽可能的使得当某一种发电方式所需要的自然条件未出现时，能够将两个发电方式对应的蓄电池内的电量进行共享，实现内部的自给自足，提高对发电设备所产生的电量的使用效率。
81.上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
82.以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。