19 國家知識產權局 12 發(fā)明 專利申請 10 申請公布號 43 申請公布日 21 申請 號 202210048273 8 22 申請日 2022 01 17 66 本國 優(yōu) 先權數(shù)據(jù) 202111642413 6 2021 12 29 CN 71 申請人 國網(wǎng)中興有限公司 地址 100761 北京市西城區(qū)白廣路二條一 號 申請人 中國農業(yè)大 學 72 發(fā)明人 張榮強 袁海山 葉昀 陳有強 孫靚 張超 蘇娟 杜松懷 李拓 馮 永 鑫 陳緒城 74 專利代理 機構 北京衛(wèi)平智業(yè)專利代理事務 所 普通 合 伙 1 1392 專利代理師 閆萍 51 Int Cl G05B 13 04 2006 01 A01G 9 24 2006 01 54 發(fā)明名稱 一種日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制方法及裝置 57 摘要 本發(fā)明涉及一種日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制方 法及裝置 裝置包括 數(shù)據(jù)采集模塊 信號調理模 塊 分析處理模塊 控制器模塊 執(zhí)行輸出模塊 數(shù)據(jù)采集模塊主要包括二氧化碳濃度傳感器 室 內溫濕度傳感器 有毒有害氣體濃度傳感器 光 照傳感器 土壤墑情傳感器和監(jiān)控攝像頭 本發(fā) 明利用日光溫室內環(huán)境參數(shù)可調節(jié)的特點 結合 農業(yè)生產用能需求 提出一種日光溫室節(jié)能優(yōu)化 控制方法與裝置 以新能源發(fā)電作為基礎能源 綜合考慮到可再生能源的就地消納問題的同時 兼顧網(wǎng)絡的運行成本問題 在實現(xiàn)了系統(tǒng)的運行 成本最小化的同時 又保證了溫室內農產品利益 最大化 與以往的考慮單一優(yōu)化目標的系統(tǒng)相 比 優(yōu)勢較為明顯 權利要求書3頁 說明書6頁 附圖1頁 CN 114609903 A 2022 06 10 CN 114609903 A 1 一種日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制方法 其特 征在于 包括如下步驟 1 采集溫室內環(huán)境 參數(shù) 并進行信號調理 2 經(jīng)過信號調理后 在經(jīng)典日光溫室模型情況下 對于強相關的數(shù)據(jù) 利用溫室內環(huán)境 參數(shù)與各對應設備用能的歷史數(shù)據(jù) 以最小二乘法為原則進行擬合 找到溫室內環(huán)境參數(shù) 與設備用能的映射關系 3 根據(jù)光伏板型號及性能 確定室外環(huán)境參數(shù)與光伏板總出力的映射關系 隨后將負 荷與光伏出力進行整合 以用電費用最小化 為目標 得到最終的目標函數(shù) 4 將農作物生長的環(huán)境條件約束作為不等式約束 電能守恒作為等式約束 以此確定 邊界條件 最 終利用拉格朗日乘數(shù)法進 行求解 求出最優(yōu)解條件下的各個溫室內環(huán)境參數(shù) 據(jù)此設定合適的滯回區(qū)間 并與接 收的當前溫室內環(huán)境參數(shù)進行比較 輸出最優(yōu)溫室內環(huán) 境 參數(shù) 2 如權利要求1所述的日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制方法 其特征在于 映射關系包括 溫室 內溫度與采暖設備日能耗量關系 土壤墑情與水肥一體化設備日能耗量關系 溫室內有毒 有害氣體濃度與通風設備日能耗量關系 溫室內光照 強度與補光設備日能耗量關系 以及 溫室內二氧化 碳濃度與二氧化 碳發(fā)生器日能耗 量關系 3 如權利要求1所述的日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制方法 其特征在于 步驟3 所述目標函數(shù) 定義 為 F mi nf wpg Tc H t L t s D t T AC G AC p 1 式中 F為日光溫室最小用電費用 w pg為電網(wǎng)向溫室輸送的電能 p為電價 T c為溫室內 的溫度 H t為溫室內有毒有害氣體濃度 L t為溫室內光照強度 s為土壤墑情 D t為溫室內二 氧化 碳濃度 T AC為電池板 工作溫度 G AC表示室外實際光照強度 4 如權利要求3所述的日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制方法 其特征在于 步驟4 所述等式約束 為 wpg wall wppg C 2 wall w c ws wh wb wd wothers 3 式中 w all為溫室內負荷 所用電能總量 w ppg為光伏的日內總出力 C為儲能裝置的電量 wc為 溫室內采暖設備日耗能 w s為 溫室內水肥一體化設備日耗能 w h為 溫室內通風設備日耗 能 w b為溫室內補光設備日耗能 w d為溫室內二氧化碳發(fā)生器日耗能 w others為溫室內傳感器 設備日耗能 為常量 5 如權利要求 4所述的日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制方法 其特 征在于 式中 w ppg為光伏的日內總出力 P STC為標準測試條件下的最大測試功率 G AC表示室外實 際光照強度 kW m 2 G STC為標準測試條件下的室外光照強度 取值為1kW m 2 k為功率溫度系 數(shù) 取值 0 43 k T AC為光伏電池板工作溫度 T STC為標準測試條件下的參考溫度 取值為 25 標準測試條件為太陽輻射強度G STC 1kW m 2 電池表面溫度T STC為25 點對大氣 光學 質量 為AM1 5 權 利 要 求 書 1 3 頁 2 CN 114609903 A 式中 P ch t 和P dis t 分別為蓄電池在 t時刻的充電和放電功率 ch和 dis分別為蓄電池 充放電效率 6 如權利要求 4所述的日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制方法 其特 征在于 式中 w c為溫室內采暖設備日耗能 Q hp為制熱量 COP為性能系數(shù) 其中Q hp和 COP與溫室 內溫度T c和空氣源熱泵出水口水溫T s1有關 S fr描述除霜狀態(tài) 0 表示空氣源熱泵處于融霜 狀態(tài) 1 表示空氣源熱泵沒有除霜 P vent為排風扇耗電功率 q air為進入空氣源熱泵的空氣 體積流 量 其中排 風扇耗電功率P vent決定進入空氣源熱泵的空氣體積流 量q air 式中 w s為溫室內水肥一體化設備日耗能 K表示水泵轉換效率 A gh k表示第k個溫室大 棚的作物種植面積 m 2 n表示溫室大棚灌溉時段總數(shù) K c i表示第i種作物的作物系數(shù) ET 0表 示 參照蒸散量 m m 其中ET 0與土壤墑情p s有關 式中 w h為溫室內通風 設備日耗能 p h f表示第f個溫室大棚排風扇的額定功率總和 kW Kh f表 示在t時間段內整個溫室大棚排風扇工作數(shù)量比例 K h f 0 1 其中K h f與溫室內有 毒 有 害氣體濃度H t有關 式中 w b為溫室內補光 設備日耗能 p b f表示第f個溫室大棚補光燈的額定功率總和 kW Kb f表 示在t時間段內整個溫室大棚補光燈工作數(shù)量比例 K b f 0 1 其中K b f與溫室內光 照強度L t有關 式中 w d為溫室內二氧化碳發(fā)生器日耗能 p d f表示第f個溫室大棚二氧化碳發(fā)生器的額 定功率總和 kW K d f表示在t時間段內整個溫室大棚二氧化碳發(fā)生器工作數(shù)量比例 K d f 0 1 其中K d f與溫室內二氧化 碳濃度D t有關 7 如權利要求4所述的日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制方法 其特征在于 為保證儲能的正常使 用以及其使用壽命 儲能需滿足下列功率約束 Pch min P ch t P ch max 11 Pdis min P dis t P dis max 12 Cmin C t Cmax 13 式中 P ch min和 Pch max分別為充電功率的最小值和最大值 P dis min和 Pdis max分別為放電 功率的最小值和最大值 C min和C max分別為儲能容 量的最小值和最大值 8 如權利要求4所述的日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制方法 其特征在于 步驟4 所述不等式約 束為 Tc min T c T c max 14 s min s s max 15 權 利 要 求 書 2 3 頁 3 CN 114609903 A 0 Ht Ht max 16 Lt min L t L t max 17 Dt min D t D t max 18 wppg min w ppg w ppg max 19 9 一種日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制裝置 其特 征在于 包括 數(shù)據(jù)采集模塊 用于采集環(huán)境數(shù)據(jù) 信號調理模塊 用于對數(shù)據(jù)采集模塊采集的環(huán)境數(shù)據(jù)進行信號調理 然后將調理后的 環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸給分析處 理模塊 分析處理模塊 用于將農作物生長的環(huán)境條件約束作為不等式約束 電能守恒作為等 式約束 以此確定邊界條件 最 終利用拉格朗日乘數(shù)法 求出最優(yōu)解條件下的各個溫室內環(huán) 境參數(shù) 據(jù)此設定合適的滯回區(qū)間 并與接收的當前溫室內環(huán)境參數(shù)進 行比較 得到預發(fā)出 的控制指令 通過 無線網(wǎng)絡發(fā)送到控制器模塊 控制器模塊 用于 接收來自分析處 理模塊的控制指令 并對執(zhí) 行輸出模塊進行控制 執(zhí)行輸出模塊 用于根據(jù)控制器模塊發(fā)出的控制指令 改變溫室內各個執(zhí)行輸出設備 的運行狀態(tài) 10 如權利要求9所述的日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制裝置 其特征在于 數(shù)據(jù)采集模塊包括 二氧化碳濃度傳感器 室內溫濕度傳感器 有毒有害氣體濃度傳感器 光照傳感器 土壤墑 情傳感器和監(jiān)控攝像頭 通過WSN進 行本地組網(wǎng) 再通過特定上網(wǎng)設備傳送至 云服務器和存 儲設備 從而實現(xiàn)實時狀態(tài)感知 執(zhí) 行輸出設備包括 水 肥一體化設備 二氧化 碳發(fā)生器 排 風扇 補光燈和空氣源熱泵 權 利 要 求 書 3 3 頁 4 CN 114609903 A 一種日光溫室 節(jié)能優(yōu)化控制方 法及裝 置 技術領域 0001 本發(fā)明涉及可再生能源發(fā)電優(yōu)化控制及農 業(yè)溫室技術領域 尤其涉及 一種日光溫 室節(jié)能優(yōu)化控制方法及裝置 背景技術 0002 農業(yè)生產過程中能源使用成本占其生產成本中的20 以上 需要考慮其中的運行 成本問題 作為現(xiàn)代高效農業(yè)的重要組成部 分 溫室大棚有著室內環(huán)境參數(shù)可控的特點 因 此可以獲取更高的農產品收益 隨著我國對生態(tài)問題的越來越重視 在實現(xiàn)雙碳 目標的大 背 景下 光伏發(fā)電技術被廣泛的應用在農業(yè)領域 隨之而來的也出現(xiàn)了一些問題 光伏發(fā)電 作為日光溫室的能源被接入系統(tǒng) 雖可以提供部分能量 但對系統(tǒng)的運行成本分析尚不明 確 未能有效利用日光溫室內環(huán)境溫度 光照強度 溫濕度等環(huán)境參數(shù)可控的條件 并且結 合農業(yè)生產特點來進行能源供給的優(yōu)化控制 來 降低分布式光伏接入日光溫室的運行成 本 發(fā)明內容 0003 本發(fā)明針對日光溫室生產特點 提出綜合考慮分布式光伏發(fā)電 農業(yè)生產設備等 特點的節(jié)能優(yōu)化控制方法 提供一種日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制方法及裝置 0004 為達 到以上目的 本發(fā)明采取的技 術方案是 0005 一種日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制方法 包括以下步驟 0006 1 采集溫室內環(huán)境 參數(shù) 溫室數(shù)據(jù) 并進行信號調理 0007 2 經(jīng)過信號調理后 在經(jīng)典日光溫室模型情況下 對于 強相關的數(shù)據(jù) 利用溫室內 環(huán)境參數(shù)與各對應設備用能的歷史數(shù)據(jù) 以最小二乘法為原則進行擬合 找到溫室內環(huán)境 參數(shù)與設備用能的映射關系 0008 映射關系包括 溫室內溫度與采暖設備 例如空氣源熱泵 日能耗量關系 土壤墑 情與水肥一體化設備日能耗量關系 溫室內有毒有害氣體濃度與通風設備 例如排風扇 日 能耗量關系 溫室內光照強度與補光設備 例如補光燈 日能耗量關系 以及溫室內二氧化 碳濃度與二氧化 碳發(fā)生器日能耗 量關系 0009 3 根據(jù)光伏板型號及性能 確定室外環(huán)境參數(shù)與光伏板總出力的映射關系 隨后 將 負荷與光伏出力進行整合 以用電費用最小化 為目標 得到最終的目標函數(shù) 0010 4 將農作物生長 的環(huán)境條件約束作為不等式約束 電能守恒作為等式約束 以此 確定邊界條件 最終利用拉格朗日乘數(shù)法進行求解 求出最優(yōu)解條件下 的各個溫室內環(huán)境 參數(shù) 據(jù)此設定合適的滯回區(qū)間 并與接收的當前溫室內環(huán) 境參數(shù)進 行比較 輸出最優(yōu)溫室 內環(huán)境 參數(shù) 0011 為達到運行成本最小化 將目標函數(shù)以用電費用最小化形式體現(xiàn)出來 步驟3 所 述目標函數(shù)定義 為 0012 F mi nf wpg Tc H t L t s D t T AC G AC p 1 說 明 書 1 6 頁 5 CN 114609903 A 0013 式中 F為日光溫室最小用電費用 w pg為電網(wǎng)向溫室輸送的電能 p為電價 T c為溫 室內 的溫度 H t為溫室內有毒有害氣體濃度 L t為溫室內光照強度 s為土壤墑情 D t為溫室 內二氧化 碳濃度 T AC為電池板 工作溫度 G AC表示室外實際光照強度 0014 根據(jù)能量守恒 步驟4 所述 等式約束為 0015 wpg wall wppg C 2 0016 wall w c ws wh wb wd wothers 3 0017 式中 w all為溫室內負荷所用電能總量 w ppg為光伏的日內總出力 C為儲能裝置 蓄 電池 的電量 w c為 溫室內采暖設備日耗能 w s為 溫室內水肥一體化設備日耗能 w h為 溫室內 通風設備日耗能 w b為溫室內補光設備日耗能 w d為溫室內二 氧化碳發(fā)生器日耗能 w others為 溫室內傳感器設備日耗能 常量 0018 其中 0019 0020 式中 w ppg為光伏的日內總出力 P STC為標準測試條件下的最大測試功率 G AC表示 室 外實際光照強度 kW m 2 G STC為標準測試條件下的室外光照強度 取值為1kW m 2 k為功率溫 度系數(shù) 取值 0 43 k T AC為光伏電池板工作溫度 T STC為標準測試條件下的參考溫度 取 值為25 標準測試條件為太陽輻射強度G STC 1kW m 2 電池表面溫度T STC為25 點對大氣 光學質量 為AM1 5 0021 0022 式中 P ch t 和P dis t 分別為蓄電池在t時刻的充電和放電功率 ch和 dis分別為 蓄電池充放電效率 0023 0024 式中 w c為溫室內采暖設備日耗能 Q hp為制熱量 COP為性能系數(shù) 其中Q hp和COP與 溫室內溫度T c和空氣源熱泵出水口水溫T s1有關 S fr描述除霜狀態(tài) 0 表示空氣源熱泵處于 融霜狀態(tài) 1 表示空氣源熱泵沒有除霜 P vent為排風扇耗電功率 q air為進入空氣源熱泵的 空氣體積流 量 其中排 風扇耗電功率P vent決定進入空氣源熱泵的空氣體積流 量q air 0025 0026 式中 w s為溫室內水肥一體化設備日耗能 K表示水泵轉換效率 A gh k表示第k個溫 室大棚的作物種植面積 m 2 n表示溫室大棚灌溉時段總數(shù) K c i表示第i種作物的作物系數(shù) ET0表示 參照蒸散量 m m 其中ET 0與土壤墑情p s有關 0027 0028 式中 w h為溫室內通風設備日耗能 p h f表示第f個溫室大棚排風扇的額定功率總 和 kW K h f表示在t時間段內整個溫室大棚排風扇工作數(shù)量比例 K h f 0 1 其中K h f與溫 室內有 毒 有 害氣體濃度H t有關 0029 說 明 書 2 6 頁 6 CN 114609903 A 0030 式中 w b為溫室內補光設備日耗能 p b f表示第f個溫室大棚補光燈的額定功率總 和 kW K b f表示在t時間段內整個溫室大棚補光燈工作數(shù)量比例 K b f 0 1 其中K b f與溫 室內光照強度L t有關 0031 0032 式中 w d為溫室內二氧化碳發(fā)生器日耗能 p d f表示第f個溫室大棚二氧化碳發(fā)生 器的額定功 率總和 kW K d f表 示在t時間段內整個溫室大棚二氧化碳 發(fā)生器工作數(shù)量比例 Kd f 0 1 其中K d f與溫室內二氧化 碳濃度D t有關 0033 為保證儲能的正常使用以及其使用壽命 儲能需滿足下列功率約束 0034 Pch min P ch t P ch max 11 0035 Pdis min P dis t P dis max 12 0036 Cmin C t Cmax 13 0037 式中 P ch min和P ch max分別為充電功率的最小值和最大值 P dis min和P dis max分別為放 電功率的最小值和最大值 C min和C max分別為儲能容 量的最小值和最大值 0038 步驟4 所述 不 等式約束為 0039 Tc min T c T c max 14 0040 s min s s max 15 0041 0 Ht Ht max 16 0042 Lt min L t L t max 17 0043 Dt min D t D t max 18 0044 wppg min w ppg w ppg max 19 0045 一種日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制裝置 包括 0046 數(shù)據(jù)采集模塊 用于采集環(huán)境數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)采集模塊包括二氧化碳濃度傳感器 室內 溫濕度傳感器 有毒有害氣體濃度傳感器 光照傳感器 土壤墑情傳感器和監(jiān)控攝像頭 通 過WSN進 行本地組網(wǎng) 再通過特定上網(wǎng)設備傳送至 云服務器和存儲設備 從而實現(xiàn)實時狀態(tài) 感知 0047 信號調理模塊 用于對數(shù)據(jù)采集模塊采集的環(huán)境數(shù)據(jù)進行信號調理 然后將調理 后的環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸給分析處 理模塊 0048 分析處理模塊 用于將農作物生長 的環(huán)境條件約束作為不等式約束 電能守恒作 為等式約束 以此確定邊界條件 最 終利用拉格朗日乘數(shù)法 求出最優(yōu)解條件下的各個溫室 內環(huán)境參數(shù) 據(jù)此設定合適的滯回區(qū)間 并與接收的當前溫室內環(huán)境參數(shù)進行比較 得到預 發(fā)出的控制指令 通過 無線網(wǎng)絡發(fā)送到控制器模塊 0049 控制器模塊 用于接收來自分析處理模塊的控制指令 并對執(zhí)行輸出模塊進行控 制 0050 執(zhí)行輸出模塊 用于根據(jù)控制器模塊發(fā)出的控制指令 改變溫室內各個執(zhí)行輸出 設備的運行狀態(tài) 0051 其中執(zhí)行輸出設備包括 水肥一體化設備 二氧化碳發(fā)生器 排風扇 補光燈 空氣 源熱泵 0052 本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明利用日光溫室內環(huán)境參數(shù)可調節(jié)的特點 結合農業(yè)生 說 明 書 3 6 頁 7 CN 114609903 A 產用能需求 提出一種日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制方法與裝置 以新能源 太陽能 發(fā)電作為基 礎能源 綜合考慮到可再生能源的就地消納問題的同時兼顧網(wǎng)絡的運行成本 問題 在實現(xiàn) 了系統(tǒng)的運行成本最小化的同時 又保證了溫室內農產品利益最大化 與以往的考慮單一 優(yōu)化目標的系統(tǒng)相比 優(yōu)勢較為明顯 0053 本發(fā)明通過傳感器系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 執(zhí)行輸出系統(tǒng)將環(huán)境參數(shù)控制在適宜作物生 長的最優(yōu) 范圍 并優(yōu)化光伏發(fā)電系統(tǒng)出力 使日光溫室生產系統(tǒng)運行所需電費最少 提高節(jié) 能效果 降低生產成本 附圖說明 0054 本發(fā)明有如下附圖 0055 圖1為本發(fā)明的日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制裝置構成示 意圖 0056 圖2為本發(fā)明的日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制策略示 意圖 具體實施方式 0057 以下 結合附圖對本發(fā)明作進一 步詳細說明 0058 為使本發(fā)明的目的 技術方案和優(yōu)點更加清楚 下面結合附圖對本發(fā)明的具體實 施案例做說明 0059 圖1為本發(fā)明的日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制裝置構成圖 如圖1所示 該控制裝置包括 數(shù)據(jù)采集模塊 主要包括二氧化碳濃度傳感器 室內溫濕度傳感器 有毒有害氣 體濃度傳感 器 光照傳感器 土壤墑情傳感器和監(jiān)控攝像頭 信號調理模塊 分析處理模塊 控制器模 塊 執(zhí)行輸出模塊 水肥一體化設備 二氧化碳發(fā)生器 補光燈 排風扇 空氣源熱泵等 采 集到的日光溫室的各類數(shù)據(jù)經(jīng)過信號調理模塊放大調理 傳送到分析處理模塊 分析處理 模塊利用建立的數(shù)據(jù)模型算法 求出最優(yōu)解條件下 的各個環(huán)境參數(shù) 并與接 收的當前溫室 內環(huán)境參數(shù)進 行比較 得到預發(fā)出的控制 信號 通過無線網(wǎng)絡到達本地控制器模塊 控制本 地執(zhí)行輸出設備 水肥一體化設備 二氧化碳發(fā)生器 排風扇 補光燈 空氣源熱泵等 的工 作狀態(tài) 例如 電機啟停 補光燈亮 滅 0060 圖2為本發(fā)明的日光溫室節(jié)能優(yōu)化控制方法策略圖 0061 具體地 采集溫室數(shù)據(jù) 在經(jīng)典日光溫室模型情況下 對于強相關的數(shù)據(jù) 利用溫 室數(shù)據(jù)與各對應設備用能的大量歷史數(shù)據(jù) 以最小二乘法為原則進行擬合 找到溫室數(shù)據(jù) 與設備用能的映射關系 0062 0063 式中 w c為溫室內采暖設備日耗能 Q hp為制熱量 COP為性能系數(shù) 其中Q hp和COP與 溫室內溫度T c和空氣源熱泵出水口水溫T s1有關 S fr描述除霜狀態(tài) 0 表示空氣源熱泵處于 融霜狀態(tài) 1 表示空氣源熱泵沒有除霜 P vent為排風扇耗電功率 q air為進入空氣源熱泵的 空氣體積流 量 其中排 風扇耗電功率P vent決定進入空氣源熱泵的空氣體積流 量q air 0064 0065 式中 w s為溫室內水肥一體化設備日耗能 K表示水泵轉換效率 A gh k表示第k個溫 說 明 書 4 6 頁 8 CN 114609903 A 室大棚的作物種植面積 m 2 n表示溫室大棚灌溉時段總數(shù) K c i表示第i種作物的作物系數(shù) ET0表示 參照蒸散量 m m 其中ET 0與土壤墑情p s有關 0066 0067 式中 w h為溫室內通風設備日耗能 p h f表示第f個溫室大棚排風扇的額定功率總 和 kW K h f表示在t時間段內整個溫室大棚排風扇工作數(shù)量比例 K h f 0 1 其中K h f與溫 室內有 毒 有 害氣體濃度H t有關 0068 0069 式中 w b為溫室內補光設備日耗能 p b f表示第f個溫室大棚補光燈的額定功率總 和 kW K b f表示在t時間段內整個溫室大棚補光燈工作數(shù)量比例 K b f 0 1 其中K b f與溫 室內光照強度L t有關 0070 0071 式中 w d為溫室內二氧化碳發(fā)生器日耗能 p d f表示第f個溫室大棚二氧化碳發(fā)生 器設備的額定功率總和 kW K d f表示在t時間段內整個溫室大棚二氧化碳發(fā)生器工作數(shù)量 比例 K d f 0 1 其中K d f與溫室內二氧化 碳濃度D t有關 0072 具體地 由于不同農作物的生長對環(huán)境條件要求不同 為促進植物的生長發(fā)育 從 而獲得優(yōu)質高產 故將農作物生長的環(huán)境條件約束作為不等式約束 由此引出不等式約束 為 0073 Tc min T c T c max 0074 s min s s max 0075 0 Ht Ht max 0076 Lt min L t L t max 0077 Dt min D t D t max 0078 wppg min w ppg w ppg max 0079 具體地 根據(jù)各類光伏板型號及性能 確定室外環(huán)境參數(shù)與光伏板總出力的映射 關系 隨后將 負荷與光伏出力進行整合 得到最終的目標函數(shù) 0080 F mi nf wpg Tc H t L t s D t T AC G AC p 0081 式 中 F為日光溫室最小用電費用 W pg為電網(wǎng)向園區(qū)輸送的電能 p為電價 0082 根據(jù)能量守恒 等式約束為 0083 wpg wall wppg C 0084 wall w c ws wh wb wd wothers 0085 式中 w all為溫室內負荷所用電能總量 w ppg為光伏的日內總出力 C為儲能裝置 蓄 電池 的電量 w c為 溫室內采暖設備日耗能 w s為 溫室內水肥一體化設備日耗能 w h為 溫室內 通風設備日耗能 w b為溫室內補光設備日耗能 w d為溫室內二 氧化碳發(fā)生器日耗能 w others為 溫室內傳感器設備日耗能 常量 0086 其中 光伏的日內總出力滿足 說 明 書 5 6 頁 9 CN 114609903 A 0087 0088 wppg min w ppg w ppg max 0089 蓄電池充放電滿足 0090 0091 Pch min P ch t P ch max 0092 Pdis min P dis t P dis max 0093 Cmin C t Cmax 0094 利用拉格朗日乘數(shù)法 并考慮約束條件 求出最優(yōu)解條件下的各個溫室內環(huán)境參 數(shù) 據(jù)此設定合適的滯回區(qū)間 并與接收的當前溫室內環(huán)境參數(shù)進 行比較 得到預發(fā)出的控 制指令 0095 具體地 控制指令通過無線網(wǎng)絡到達執(zhí)行輸出模塊 根據(jù)設備驅動器接收到 的控 制指令 控制本地執(zhí) 行設備的工作狀態(tài) 0096 以上實施方式僅用于說明本發(fā)明 而并非對本發(fā)明的限制 有關技術領域的普通 技術人員 在不脫離本發(fā)明的實質和范圍的情況下 還可以做出各種變化和變型 因此所有 等同的技 術方案也屬于 本發(fā)明的保護范圍 0097 本說明書中未作詳細描述的內容屬于 本領域專業(yè) 技 術人員公知的現(xiàn)有技 術 說 明 書 6 6 頁 10 CN 114609903 A 圖1 圖2 說 明 書 附 圖 1 1 頁 11 CN 114609903 A