发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处,而提供一种能够实现电能一热能互动,完成***集中控制,有利于电网移峰填谷,并且有效降低用户用电成本的城市电力集中供暖计算机控制***。该***在解决了城市供热问题的同时,实现了对谷期电的利用,达到“削峰填谷”的目的,使电网的利用率大幅度的提高。
本发明还提供一种与城市电力集中供暖计算机控制***相配套的控制方法。
为达到上述目的,本发明控制***是这样实现的:
城市电力集中供暖计算机控制***,它包括指挥控制中心、区域工作站及主控制***;
所述指挥控制中心通过Internet与区域工作站连接,区域工作站与用户终端的主控制***连接;
所述主控制***控制位于用户室内电热转换储热装置的开启或关闭;
所述指挥控制中心依据电网提供的谷期用电计划,控制***的运行,并对供电区域实行监控,以确保满足供暖质量的前提下,使用谷期低价电能。
作为一种优选方案,本发明还包括远程服务器;所述的远程服务器通过Internet与指挥控制中心连接。
作为另一种优选方案,本发明所述主控制***可选择户式控制***或单元控制***。
进一步地,本发明所述的户式控制***包含户式控制器和温度控制器,所述户式控制器的端口与温度控制器端口连接。
更进一步地,本发明所述的单元控制***包含单元控制器和温度控制器;所述单元控制器的端口与温度控制器端口相接。
一种城市电力集中供暖计算机控制***的控制方法,可按如下步骤依次实施:
1)程序启动,验证;
2)从服务中心读取数据,同时启动数据服务器;
3)等待用户控制指令,若有用户指令,则执行用户指令,显示执行结果并将执行结果上传至数据服务器;若无用户指令,则执行巡检指令,并将巡检结果上传至数据服务器。
利用本发明城市电力集中供暖计算机控制***,可将整个城市采暖统一规划成可间断的用电负荷,利用谷期电量实现电能-热能的互动,替代了传统的供热方式。在解决了城市供热问题的同时,实现了对谷期电的利用,达到“削峰填谷”的目的,使电网的利用率大幅度的提高。
作为一种优选方案,本发明***控制运行中,通过读取数据服务器历史运行温度数据和第二天天气情况,采用人工智能计算法,制定出第二天运行计划,从而达到最佳供暖效果。
本发明具有如下优点:
1、本发明是以谷期电为能源的城市电力集中供暖计算机控制***。
2、本发明网络结构简单,通讯可靠,施工布线简单,便于维护。
3、本发明解决了城市传统的供暖方式(水暖)热转换率低,热量传输过程中热损失较大,锅炉、管道等占用大量用地等问题,减少了城市的污染。
4、本发明解决了家庭式电供暖用电量大,不能统一管理等问题。使城市供暖以谷期电能为主,并能够通过监控中心统一调度指挥,直接参与电网平衡的调整。在解决了城市供热问题的同时,实现了对谷期电的利用,达到“削峰填谷”的目的,使电网的利用率大幅度的提高。
5、本发明区域工作站的计算机监控软件具有自学习功能,能够通过***运行的记录和第二天的天气情况,使每个房间自动调整谷期电的储热时间。在达到供暖要求的同时,起到节约能源的作用。
具体实施方式
如图所示,城市电力集中供暖计算机控制***,包括远程服务器、指挥控制中心、区域工作站及主控制***;
所述指挥控制中心通过Internet与区域工作站连接,区域工作站与用户终端的主控制***连接;
所述主控制***控制位于用户室内电热转换储热装置的开启或关闭;
所述指挥控制中心依据电网提供的谷期用电计划,控制***的运行,并对供电区域实行监控,以确保满足供暖质量的前提下,使用谷期低价电能。所述的远程服务器通过Internet与指挥控制中心连接。
根据实际需要,本发明所述主控制***可采用户式控制***,当然也可采用单元控制***。
本发明所述的户式控制***包含户式控制器和温度控制器,所述户式控制器的端口与温度控制器端口连接。
本发明所述的单元控制***包含单元控制器和温度控制器;所述单元控制器的端口与温度控制器端口相接。
一种城市电力集中供暖计算机控制***的控制方法,可按如下步骤依次实施:
1)程序启动,验证;
2)从服务中心读取数据,同时启动数据服务器;
3)等待用户控制指令,若有用户指令,则执行用户指令,显示执行结果并将执行结果上传至数据服务器;若无用户指令,则执行巡检指令,并将巡检结果上传至数据服务器。
本发明***控制运行中,通过读取数据服务器历史运行温度数据和第二天天气情况,采用人工智能计算法,制定出第二天运行计划,从而达到最佳供暖效果(参见图6)。
人工智能计算法体现一种优化节能运行模式,具有自学习功能,其基于如下理论:
第二天的运行计划=f(房间的热负荷特性、第二天户外气温)。
从统计学角度讲,人工智能计算法可选择方差分析和回归分析法。
本发明城市电力集中供暖计算机控制***,由指挥控制中心、区域工作站、单元控制器(户式控制器)及温度控器组成。
参见图1所示,为本发明监控网络构架图。由城市电力集中供暖计算机控制***的指挥控制中心和区域工作站组成的网络。
参见图2所示,为本发明区域工作站的网络结构图。由城市电力集中供暖计算机控制***的区域工作站、主控制器和温度控器组成的网络。
参见图3所示,为本发明***控制方法的流程框图。其工作流程如下:首先程序启动后验证登陆密码是否正确。密码正确后,程序从服务中心读取数据,进入工作状态。同时启动后台数据服务,数据服务口令验证正确后,启动相应数据服务实时更新数据。***软件正常启动后,等待用户控制指令。如果有用户命令,则执行用户指令,显示执行结果并将执行结果上传至数据服务中心。如没用户指令,则执行巡检指令,将巡检结果上传至数据服务器,同时显示。
参见图4所示,为本发明城市电力集中供暖计算机控制***的指挥控制中心运行流程图。其工作流程如下:首先进入***初始化,输入密码,***检测密码是否正确。如果密码不正确会提示重新输入密码,若密码正确会打开数据库进行数据处理,为工作站提供数据源。打开监控功能,实时监控工作站的运行情况,并能够为电力指挥中心提供数据资源,充分利用谷期电能。
参见图5所示,为本发明城市电力集中供暖计算机控制***的区域工作站的运行流程图。其工作流程如下:首先进入***初始化,输入密码,***检测密码是否正确。如果密码不正确会提示重新输入密码,若密码正确会从指挥控制中心读取数据,并通过数据电能表、历史温度数据、第二天的天气情况利用人工智能算法,计算出最佳的蓄能温度值提供给数据库。实时显示用户的温度及***的运行情况,并且将监控数据打包上传给指挥控制中心,并且实时检测是否有用户命令。若果有用户命令,将执行用户命令,并确认命令的执行结果,将执行结果返回给用户。若没有用户命令,将执行巡检命令,获得返回值后更新数据信息,并实时显示。
参见图6-1所示,为本发明室内温度曲线。其温度范围在19℃-21℃之间,其温度由地面温度曲线所决定,为本***的最终加热目的。
参见图6-2所示,为本发明地面温度曲线。其温度范围在22℃-28℃之间,其温度值由储热温度曲线所决定。
参见图6-3所示,为本发明通电时间。其时间范围在0:00-6:00之间。其通电时间以人工智能算法为依据,由工作站计算机软件的自学习功能所决定。
参见图6-4所示,为本发明储热层的温度曲线。其温度范围在45℃-25℃之间,其温度值由加热时间所决定。
参见图7所示,为本发明单元控制器的电路原理框图。单元控制器电路由CPU(ATMEGA128)、数据存储器(UT62256)、液晶显示器LCM、通讯模块(MAX487)、电源模块(MC34063)及键盘组成。其中:CPU存有单元控制器的程序,通过总线分别与数据存储器及液晶显示器LCM相连。经过通讯模块A与工作站进行485通信,同时通过通讯模块B与温度控器进行485通信。电源模块为整个电路提供电源。通过键盘(UP、DOWN、SET、OK、ESC)设定***的参数,通过CPU进行数据处理并通过液晶显示器LCM显示。
单元控制***由单元控制器和温度控制器组成。
参见图8所示,为本发明单元控制器的软件流程图。其软件工作流程如下:
A)上电启动,进行端口初始化;
B)进行***登记;
C)判断是否有上位机命令,如果有上位机命令则进行命令处理后进入D步骤。若没有上位机命令则进入D步骤;
D)进行温度巡检;
E)屏幕显示处理;
F)判断是否有按键操作,如果有按键操作则进入按键处理后进入C步骤。若没有按键操作,则直接进入C步骤。
参见图9所示,为本发明户式控制器的电路原理框图。户式控制器的电路由CPU(46RU66)、数据存储器(AT93C66)、液晶显示器(GV10509-WG2)、通讯模块(MAX487)、电源模块和键盘组成。其中:CPU存有温度控器的程序,通过总线分别与数据存储器及液晶显示器相连。经过通信模块进行与温度控制器进行485通信,并通过输出模块输出控制信号。通过键盘设置参数,并通过液晶显示器显示设置参数值。
户式控制***由户式控制器和温度控制器组成。
参见图10所示,为本发明户式控制器的软件流程框图。其软件工作流程如下:
A)上电启动,进行数据初始化;
B)判断是否有上位机命令,如果有上位机命令则回答命令处理后进入D步骤。若没有上位机命则直接进入D步骤;
D)进行温度巡检;
E)启动加热负载;
F)显示温度;
F)判断是否有按键操作,如果有按键操作则调用按键操作后进入B步骤。若无按键操作,则直接进入B步骤。
参见图11所示,为温度控制器的电路原理框图。所述的温度控制电路由CPU(46RU66)、数据存储器(AT93C66)、温度传感器、液晶显示器(GV10509-WG2)、通讯模块(MAX487)、电源模块及键盘组成。其中:CPU存有温度控器的程序,通过总线分别与数据存储器及液晶显示器相连。经过通讯芯片与单元控制器或户式控制器进行485通信。温度传感器采集室内温度,通过键盘设置参数,并通过液晶显示器显示设置参数值及温度值。通过输出模块输出控制信号,进行开启及关闭负载的控制。
参见图12所示,为本发明温度控制器的软件流程框图,其软件工作流程如下:
A)上电启动,进行数据初始化;
B)判断是否有上位机命令,如果有上位机命令则进行命令处理后进入D步骤。若没有上位机命则直接进入D步骤;
D)进行温度采集;
E)显示温度;
F)判断是否需要启动负载,如果需要启动负载则启动负载后进入B步骤。若不需要启动负载,则直接进入B步骤。
图13为本发明控制***原理框图。其连接关系如下:指挥中心与各个区域工作站通过互联网相连,由指挥控制中心直接监控每个区域工作站的运行情况。工作站与主控制***之间通过485总线相连,进行数据通讯。主控制***的端口与电热转换储热装置的端口直接相连。
可以理解地是,以上关于本发明的具体描述,仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本发明进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本发明的保护范围之内。