一种智慧园区能源控制方法与流程

1.本发明涉及智慧园区建设技术领域，尤其涉及一种基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制方法、电子设备及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.伴随智能水平的提高，特别是计算机计算能力、供电能力的全方位提高，催生了智慧园区的产生。智慧园区是一种基于计算机为主导，提供智能停车、智能语音、智能交通、园区智能物流等一系列综合园区。
3.但目前智慧园区的重心倾向于智能化的集成度，很少将重心关注与智慧园区的能源消耗息息相关的问题，但不可否认的是，伴随智慧园区的智能化程度的不断变高，当下简单的通过电网供电已经导致电网产生了巨大的供电压力，同时电网和智慧园区的电能传输损坏也逐渐变高，因此目前缺乏一种基于智慧园区下的能源节约方法。


技术实现要素：

4.本发明提供一种基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制方法、计算机可读存储介质，其主要目的在于解决因智慧园区直接依赖电网供电所导致的能源浪费问题。
5.为实现上述目的，本发明提供的一种基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制方法，包括：启动智慧园区所在燃气发电机，计算所述燃气发电机产生的发电电能；计算所述智慧园区的总制冷冷量：计算所述智慧园区的总制冷冷量：其中，表示总制冷冷量，表示所述智慧园区的制冷设备的电能转化效率，表示所述制冷设备所消耗的发电电能，为所述制冷设备使用寿命的制冷浪费因子，为所述制冷设备的使用寿命；启动与所述燃气发电机对应的余热回收机，其中所述余热回收机根据总制冷冷量用于回收使用所述制冷设备的剩余电能；基于所述剩余电能构建所述智慧园区需要从电网直接引入的引入电能函数：其中, 表示所述引入电能函数，表示需要从电网直接引入的引入电能，为所述智慧园区所需要的总电能，为非制冷设备的消耗电能，表示所述剩余电能；最优化所述购买电能函数，得到引入电能最小值，完成智慧园区的能源控制。
6.可选地，所述剩余电能的计算方法包括：
其中，表示所述余热回收机的电能回收效率，为所述余热回收机使用寿命的回收浪费因子，为所述余热回收机的使用寿命，为所述燃气发电机产生的发电电能传导至所述制冷设备的传导损失比，值在[0,1]之间；可选地，所述发电电能的计算方法，包括：包括：其中，为所述发电电能，为所述燃气发电机所使用天然气的热量流量，为所述燃气发电机的电能转化效率，为基于所述燃气发电机使用寿命的天然气浪费因子，为所述燃气发电机的使用寿命；可选地，所述的计算方法包括：通过所述燃气发电机的出厂参数确定所述燃气发电机的最大电能转化效率和最小电能转化效率；计算所述燃气发电机当前工作状态下发动机转轴的已旋转次数；接收燃气发电机的研发人员所输入的发动机转轴不休息情况下的最大旋转次数；将所述最大电能转化效率、最小电能转化效率、已旋转次数及最大旋转次数作为预先构建的电能转化效率计算公式，计算得到的电能转化效率值，其中，所述电能转化效率计算公式如下：其中，为所述最大电能转化效率，为所述最小电能转化效率，为所述已旋转次数，为所述最大旋转次数。
[0007]
可选地，所述非制冷设备包括电动车、新能源汽车。
[0008]
可选地，所述非制冷设备的消耗电能的计算包括：计算电动车、新能源汽车的充电高峰区间段，其中所述充电高峰区间段如下所示：其中，p为充电高峰区间段，t为智慧园区可供电动车、新能源汽车充电的所有区间段，为电动车、新能源汽车充电时间段的均值，为电动车、新能源汽车充电时间段的方差；计算智慧园区在第t个充电高峰时间点的充电电能的，计算方法如下：
其中，表示在充电高峰区间段内第t个时间点的充电电能，为电动车或新能源汽车的充电功率，为燃气发电机所使用天然气的低热值，为燃气发电机供给至电动车或新能源汽车的电能供给效率，为充电过程的电能消耗因子，取值区间为[0,1]，其值与相关；根据非充电高峰区间段内每个时间点的充电电能，求解智慧园区在充电高峰区间段的总充电电能，所述计算方法为：其中，为充电高峰区间段的总充电电能，t为所述充电高峰区间段的总时长；计算所述电动车、新能源汽车在非充电高峰区间段的总充电电能，根据所述充电高峰区间段的充电电能和非充电高峰区间段的总充电电能求解得到所述消耗电能。
[0009]
可选地，所述计算所述电动车、新能源汽车在非充电高峰区间段的总充电电能，包括：计算所述电动车、新能源汽车在智慧园区在第t个非充电高峰时间点的充电电能：其中，表示在非充电高峰区间段内第t个时间点的充电电能，为所述余热回收机给至电动车或新能源汽车的电能供给效率，为电动车或新能源汽车的充电功率，此时的值与余热回收机的电能供给效率相关，为充电过程的电能消耗因子，取值区间为[0,1]，其值与相关；根据非充电高峰区间段内每个时间点的充电电能，求解智慧园区在非充电高峰区间段的总充电电能，所述计算方法为：其中，为非充电高峰区间段的总充电电能，t为非充电高峰区间段的总时长。
[0010]
可选地，所述根据所述充电高峰区间段的充电电能和非充电高峰区间段的总充电电能求解得到所述消耗电能，包括：计算在充电高峰区间段内燃气发电机与非制冷设备的电能交换比例，及非充电高峰区间段内余热回收机与非制冷设备的电能交换比例；根据预构建的消耗电能计算公式，计算得到所述消耗电能，所述消耗电能计算公式如下：其中，为所述消耗电能，为充电高峰区间段内燃气发电机与非制冷设备的电能交换比例，为余热回收机与非制冷设备的电能交换比例。
[0011]
可选地，所述最优化所述购买电能函数，得到引入电能最小值，之前包括：构建所述购买电能函数的约束条件函数，其中约束条件函数包括购买成本代价函数及碳排放代价函数，所述购买成本代价函数为：其中，为购买成本代价函数，为购买成本单价，n为智慧园区需要使用电能的最小单元数，为每个使用电能的最小单元与电网所在供电器的传输距离，表示电网所在供电器可供给给智慧园区在t时刻的电能；所述碳排放代价函数为：其中，表示碳排放代价函数，n表示智慧园区的燃气发电机的个数，分别表示第i个燃气发电机所产生的，co，和四种污染气体的产生功率，为燃气发电机所产生的四种污染气体随时间的产生功率变化函数。
[0012]
可选地，将所述购买成本代价函数及碳排放代价函数作为所述购买电能函数的约束条件函数，得到拉格朗日购买电能函数：st:st:求解所述拉格朗日购买电能函数的一级导数及二级导数，并根据拉格朗日定理，求解得到从电网引入的引入电能最小值。
[0013]
为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器，存储至少一个指令；及处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现上述所述的基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制方法。
[0014]
为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制方法。
[0015]
本发明实施例为解决背景技术所述问题，先在智慧园区中安装有燃气发电机，其中燃气发电机的一部分天然气可来源于智慧园区的天然气发生池，避免直接调用电网的电能而造成资源浪费，此外通过计算出燃气发电机产生的发电电能并直接供给至智慧园区产
生总制冷冷量，以保证智慧园区机器和人员的正常工作，且为了进一步节约能源，本发明实施例还启动与所述燃气发电机对应的余热回收机，用于回收所述制冷设备的剩余电能，最后，通过引入电能函数计算出可最小的从电网中引入的引入电能，也减轻了电网的供电压力。因此本发明提出的基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制方法、电子设备及计算机可读存储介质，可以解决因智慧园区直接依赖电网供电所导致的能源浪费问题。
附图说明
[0016]
图1为本发明一实施例提供的基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制方法的流程示意图；图2为本发明一实施例提供的基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制装置的功能模块图。
[0017]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0018]
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]
本技术实施例提供一种基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制方法。所述基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本技术实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。
[0020]
参照图1所示，为本发明一实施例提供的基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制方法的流程示意图。在本实施例中，所述基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制方法包括：s1、启动智慧园区所在燃气发电机，计算所述燃气发电机产生的发电电能；需解释的是，智慧园区若根据园区所消耗的总电能直接对等的从电网引入等量的电能（简称引入电能），会造成较多隐患，如电网突然断电会导致智慧园区停产停业，电网与智慧园区距离较远时，会导致电能从电网到智慧园区的传输电能损耗增多，因此本发明实施例首先根据智慧园区内部的燃气发电机计算可用电能。
[0021]
详细地，所述计算所述燃气发电机产生的发电电能，包括：包括：其中，为所述发电电能，为所述燃气发电机所使用天然气的热量流量，为所述燃气发电机的电能转化效率，为基于所述燃气发电机使用寿命的天然气浪费因子，为所述燃气发电机的使用寿命。
[0022]
需解释的是，的单位为kwh，单位为。详细地，所述的计算方法为：通过所述燃气发电机的出厂参数确定所述燃气发电机的最大电能转化效率和最
小电能转化效率；计算所述燃气发电机当前工作状态下发动机转轴的已旋转次数；接收燃气发电机的研发人员所输入的发动机转轴不休息情况下的最大旋转次数；将所述最大电能转化效率、最小电能转化效率、已旋转次数及最大旋转次数作为预先构建的电能转化效率计算公式，计算得到的电能转化效率值，其中，所述电能转化效率计算公式如下：其中，为所述最大电能转化效率，为所述最小电能转化效率，为所述已旋转次数，为所述最大旋转次数。
[0023]
s2、计算所述智慧园区的总制冷冷量；计算所述智慧园区的总制冷冷量；其中，表示总制冷冷量，表示所述智慧园区的制冷设备的电能转化效率，表示所述制冷设备所消耗的发电电能，为所述制冷设备使用寿命的制冷浪费因子，为所述制冷设备的使用寿命。
[0024]
s3、启动与所述燃气发电机对应的余热回收机。
[0025]
需解释的是，余热回收机用于回收使用所述制冷设备的剩余电能，详细地，所述剩余电能的计算公式为：余电能的计算公式为：其中，表示所述余热回收机的电能回收效率，为所述余热回收机使用寿命的回收浪费因子，为所述余热回收机的使用寿命，为所述燃气发电机产生的发电电能传导至所述制冷设备的传导损失比，值在[0,1]之间。
[0026]
s4、基于所述剩余电能构建所述智慧园区需要从电网直接引入的引入电能函数。
[0027]
本发明实施例中，所述引入电能函数为：其中, 表示所述引入电能函数，表示需要从电网直接引入的引入电能，为所述智慧园区所需要的总电能，为非制冷设备的消耗电能，表示所述剩余电能。
[0028]
需解释的是，非制冷设备的消耗电能主要包括智慧园区的电瓶车、新能源汽车所需要的充电电能，即：非制冷设备主要包括电动车、新能源汽车。详细地，所述非制冷设备的消耗电能的计算方法，包括：计算电动车、新能源汽车的充电高峰区间段，其中所述充电高峰区间段如下所示：
其中，p为充电高峰区间段，t为智慧园区可供电动车、新能源汽车充电的所有区间段，为电动车、新能源汽车充电时间段的均值，为电动车、新能源汽车充电时间段的方差；计算智慧园区在第t个充电高峰时间点的充电电能的，计算方法如下：其中，表示在充电高峰区间段内第t个时间点的充电电能，为电动车或新能源汽车的充电功率，为燃气发电机所使用天然气的低热值，为燃气发电机供给至电动车或新能源汽车的电能供给效率，为充电过程的电能消耗因子，取值区间为[0,1]，其值与相关；根据非充电高峰区间段内每个时间点的充电电能，求解智慧园区在充电高峰区间段的总充电电能，所述计算方法为：其中，为充电高峰区间段的总充电电能，t为所述充电高峰区间段的总时长；计算所述电动车、新能源汽车在非充电高峰区间段的总充电电能，根据所述充电高峰区间段的总充电电能和非充电高峰区间段的总充电电能求解得到所述消耗电能。
[0029]
详细地，所述计算所述电动车、新能源汽车在非充电高峰区间段的总充电电能，包括：计算所述电动车、新能源汽车在智慧园区在第t个非充电高峰时间点的充电电能：其中，表示在非充电高峰区间段内第t个时间点的充电电能，为所述余热回收机给至电动车或新能源汽车的电能供给效率，为电动车或新能源汽车的充电功率，此时的值与余热回收机的电能供给效率相关，为充电过程的电能消耗因子，取值区间为[0,1]，其值与相关；根据非充电高峰区间段内每个时间点的充电电能，求解智慧园区在非充电高峰区间段的总充电电能，所述计算方法为：其中，为非充电高峰区间段的总充电电能，t为非充电高峰区间段的总时长。
[0030]
进一步地，所述根据所述充电高峰区间段的总充电电能和非充电高峰区间段的总充电电能求解得到所述消耗电能，包括：
计算在充电高峰区间段内燃气发电机与非制冷设备的电能交换比例，及非充电高峰区间段内余热回收机与非制冷设备的电能交换比例；根据预构建的消耗电能计算公式，计算得到所述消耗电能，所述消耗电能计算公式如下：其中，为所述消耗电能，为充电高峰区间段内燃气发电机与非制冷设备的电能交换比例，为余热回收机与非制冷设备的电能交换比例。
[0031]
s5、最优化所述购买电能函数，得到引入电能最小值，完成智慧园区的能源控制。
[0032]
详细地，所述最优化所述购买电能函数，得到引入电能最小值，之前包括：构建所述购买电能函数的约束条件函数，其中约束条件函数包括购买成本代价函数及碳排放代价函数，所述购买成本代价函数为：其中，为购买成本代价函数，为购买成本单价，n为智慧园区需要使用电能的最小单元数，为每个使用电能的最小单元与电网所在供电器的传输距离，表示电网所在供电器可供给给智慧园区在t时刻的电能；所述碳排放代价函数为：其中，表示碳排放代价函数，n表示智慧园区的燃气发电机的个数，分别表示第i个燃气发电机所产生的和四种污染气体的产生功率，为燃气发电机所产生的四种污染气体随时间的产生功率变化函数。
[0033]
详细地，所述最优化所述购买电能函数，得到引入电能最小值，包括：将所述购买成本代价函数及碳排放代价函数作为所述购买电能函数的约束条件函数，得到拉格朗日购买电能函数：st:st:求解所述拉格朗日购买电能函数的一级导数及二级导数，并根据拉格朗日定理，求解得到从电网引入的引入电能最小值。
[0034]
需解释的是，拉格朗日定理可求解出上述公式，具体求解过程在此不再赘述。
[0035]
本发明实施例为解决背景技术所述问题，先在智慧园区中安装有燃气发电机，其中燃气发电机的一部分天然气可来源于智慧园区的天然气发生池，避免直接调用电网的电能而造成资源浪费，此外通过计算出燃气发电机产生的发电电能并直接供给至智慧园区产生总制冷冷量，以保证智慧园区机器和人员的正常工作，且为了进一步节约能源，本发明实施例还启动与所述燃气发电机对应的余热回收机，用于回收所述制冷设备的剩余电能，最后，通过引入电能函数计算出可最小的从电网中引入的引入电能，也减轻了电网的供电压力。因此本发明提出的基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制方法、电子设备及计算机可读存储介质，可以解决因智慧园区直接依赖电网供电所导致的能源浪费问题。
[0036]
如图2所示，是本发明一实施例提供的基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制装置的功能模块图。
[0037]
本发明所述基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制装置100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制装置100可以包括燃气发电机电能计算模块101、总制冷冷量计算模块102、余热回收模块103、引入电能函数构建模块104及引入电能计算模块105。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
[0038]
所述燃气发电机电能计算模块101，用于启动智慧园区所在燃气发电机，计算所述燃气发电机产生的发电电能；所述总制冷冷量计算模块102，用于计算所述智慧园区的总制冷冷量：用于计算所述智慧园区的总制冷冷量：其中，表示总制冷冷量，表示所述智慧园区的制冷设备的电能转化效率，表示所述制冷设备所消耗的发电电能，为所述制冷设备使用寿命的制冷浪费因子，为所述制冷设备的使用寿命；所述余热回收模块103，用于启动与所述燃气发电机对应的余热回收机，其中所述余热回收机根据总制冷冷量用于回收使用所述制冷设备的剩余电能；所述引入电能函数构建模块104，用于基于所述剩余电能构建所述智慧园区需要从电网直接引入的引入电能函数：其中, 表示所述引入电能函数，表示需要从电网直接引入的引入电能，为所述智慧园区所需要的总电能，为非制冷设备的消耗电能，表示所述剩余电能；所述引入电能计算模块105，用于最优化所述购买电能函数，得到引入电能最小值，完成智慧园区的能源控制。
[0039]
详细地，本发明实施例中所述基于电能源低碳调控下的智慧园区能源控制装置
100中的所述各模块在使用时采用与上述的图1中所述的基于区块链的产品供应链管理方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
[0040]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
[0041]
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0042]
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
[0043]
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，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案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。