【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及可再生能源與智能控制系統(tǒng)集成領域，尤其涉及基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法。
技術介紹
1、隨著全球?qū)沙掷m(xù)能源的需求增長，太陽能地源熱泵（sghp）系統(tǒng)因其高效、環(huán)保的特點，逐漸成為建筑供暖、制冷和熱水供應的優(yōu)選方案。該系統(tǒng)結合了太陽能光伏板和地源熱泵技術，實現(xiàn)能量轉換與存儲，減少化石燃料依賴并降低碳排放。
2、盡管sghp系統(tǒng)在節(jié)能和環(huán)保方面表現(xiàn)出色，但在極端降雨天氣條件下存在顯著挑戰(zhàn)：
3、1、地下水溫度失衡：特別是在極端降雨情況下，地下水溫度容易出現(xiàn)失衡現(xiàn)象，嚴重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
4、2、傳感器監(jiān)測滯后：現(xiàn)有地源熱泵傳感器在極端降雨時存在監(jiān)測滯后問題，導致地下水溫度失衡不易被及時發(fā)現(xiàn)和糾正，影響系統(tǒng)性能和能效。
5、3、智能化水平有限：當前系統(tǒng)缺乏自適應學習能力，難以根據(jù)實時數(shù)據(jù)自動調(diào)整運行參數(shù)，優(yōu)化能量管理。
6、4、響應速度慢：面對快速變化的能量需求，現(xiàn)有系統(tǒng)反應遲緩，不能迅速調(diào)整以維持最佳工作狀態(tài)。
7、這些問題限制了sghp系統(tǒng)在復雜環(huán)境中的應用潛力，迫切需要一種更智能、靈敏且高效的解決方案來應對這些挑戰(zhàn)，確保系統(tǒng)在任何條件下都能保持最佳性能和能效，特別是解決極端降雨引起的地下水溫度失衡問題，保證系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行和高效能源利用。
技術實現(xiàn)思路
1、為了克服太陽能地源熱泵系統(tǒng)適應性低的缺點，本專利技術提供了基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法。>
2、本專利技術的技術方案為：基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法，包括以下步驟：
3、s1：定義能量類型，第一熱能：光伏轉換后的直流電力供給至地源熱泵系統(tǒng)的電能；第二熱能：儲存在儲能裝置中的光電轉換后電力；第三熱能：儲存在顯熱或潛熱蓄熱器中的太陽熱能；第四熱能：通過地下含水層蓄存的太陽熱能；同時，收集太陽能和地源熱泵的能量轉換節(jié)點；
4、s2：在極端降雨條件下評估太陽能與地源熱泵系統(tǒng)的能量循環(huán)周期；基于所述能量循環(huán)周期的變化，確定第一熱能、第二熱能、第三熱能和第四熱能的具體供應量；
5、s3：以太陽能儲放熱不平衡狀態(tài)為基礎，驗證地源熱泵的儲放熱平衡狀態(tài)并獲得驗證結果；根據(jù)所述驗證結果，進一步驗證太陽能的儲放熱平衡狀態(tài)；
6、s4：收集太陽能和地源熱泵的能量轉換節(jié)點、能量循環(huán)周期、儲放熱平衡驗證結果；構建自適應學習模型，并通過自適應學習模型確定太陽能地源熱泵系統(tǒng)的儲放熱平衡方法。
7、優(yōu)選地，所述收集太陽能和地源熱泵的能量轉換節(jié)點，包括：
8、獲取地源熱泵系統(tǒng)的供熱模式和制冷模式周期，形成n個供熱模式和制冷模式周期，在地源熱泵系統(tǒng)的n個供熱模式和制冷模式周期內(nèi)，分別收集第一熱能、第二熱能、第三熱能和第四熱能的數(shù)據(jù)；
9、根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)，繪制供熱模式周期和制冷模式周期與第一熱能、第二熱能、第三熱能和第四熱能之間的線性曲線和非線性曲線；
10、分析所繪制的線性曲線和非線性曲線，找到供熱模式周期和制冷模式周期中線性曲線和非線性曲線的交點；將交點確定為太陽能和地源熱泵系統(tǒng)之間的能量轉換節(jié)點并定義為第一能量轉換節(jié)點。
11、優(yōu)選地，所述在極端降雨條件下評估太陽能與地源熱泵系統(tǒng)的能量循環(huán)周期，包括：
12、在極端降雨天氣條件下，收集太陽能和地源熱泵的第一能量轉換節(jié)點；
13、確定正常條件下的能量轉換節(jié)點與極端降雨天氣下能量轉換節(jié)點的差值；
14、根據(jù)兩者之間的差值，確定極端降雨天氣下太陽能和地源熱泵系統(tǒng)的能量循環(huán)周期；
15、所述差值指兩種不同條件下能量轉換節(jié)點之間的差異，用于量化極端天氣對能量轉換過程的影響；所述能量循環(huán)周期指從能量輸入到輸出的完整循環(huán)時間，通過分析不同條件下的能量轉換節(jié)點差值來確定。
16、優(yōu)選地，所述基于所述能量循環(huán)周期的變化，確定第一熱能、第二熱能、第三熱能和第四熱能的具體供應量，包括：
17、獲取所述第一能量轉換節(jié)點中第一熱能、第二熱能、第三熱能、第四熱能的變化量；
18、以第一熱能和第二熱能的變化量比值作為第一供應調(diào)節(jié)量，以第三熱能和第四熱能的變化量和值作為第二供應調(diào)節(jié)量；通過第一供應量計算公式獲得第一熱能、第二熱能、第三熱能、第四熱能的具體供應量。
19、優(yōu)選地，所述通過第一供應量計算公式獲得第一熱能、第二熱能、第三熱能、第四熱能的具體供應量，包括：第一供應量計算公式如下，
20、
21、其中，為最終確定的第一熱能、第二熱能、第三熱能或第四熱能的具體供應量；為當前的能量循環(huán)周期；為基準能量循環(huán)周期；為第一熱能的變化量；為第二熱能的變化量；為第三熱能的變化量；為第四熱能的變化量；為極小正值；，，為通過歷史數(shù)據(jù)擬合得到的調(diào)整系數(shù)。
22、優(yōu)選地，所述以太陽能儲放熱不平衡狀態(tài)為基礎，驗證地源熱泵的儲放熱平衡狀態(tài)并獲得驗證結果，包括：
23、收集并分析極端降雨天氣下地源熱泵的工作狀態(tài)，并確定運行模式；
24、如果地源熱泵的運行模式為供熱模式：以所述第一供應量計算公式確定的第四熱能供應量為基礎，逐步增加第四熱能的供應量；如果地源熱泵的工作狀態(tài)保持穩(wěn)定，繼續(xù)維持當前的第四熱能供應量；如果地源熱泵的工作狀態(tài)下降，則進一步增加第四熱能的供應量；如果地源熱泵的工作狀態(tài)提高，則減少第四熱能的供應量；
25、如果地源熱泵的運行模式為制冷模式：以所述第一供應量計算公式確定的第四熱能供應量為基礎，逐步減少第四熱能的供應量；如果地源熱泵的工作狀態(tài)保持穩(wěn)定，繼續(xù)維持當前的第四熱能供應量；如果地源熱泵的工作狀態(tài)下降，則進一步減少第四熱能的供應量；如果地源熱泵的工作狀態(tài)提高，則增加第四熱能的供應量；
26、所述工作狀態(tài)是指地源熱泵壓縮機的啟動時間、工作持續(xù)時間。
27、優(yōu)選地，所述根據(jù)所述驗證結果，進一步驗證太陽能的儲放熱平衡狀態(tài)，包括：
28、獲取壓縮機在正常條件中供熱模式和制冷模式下壓縮機的啟動時間和工作持續(xù)時間；
29、同時，獲取壓縮機在極端降雨條件下供熱模式和制冷模式下壓縮機的啟動時間和工作持續(xù)時間；
30、對兩種地源熱泵壓縮機的啟動時間和工作持續(xù)時間進行做差，若差值逐漸遞增，則太陽能的儲放熱處于失衡狀態(tài)；若差值逐漸遞增后遞減，則太陽能的儲放熱處于平衡狀態(tài)。
31、優(yōu)選地，所述收集太陽能和地源熱泵的能量轉換節(jié)點、能量循環(huán)周期、儲放熱平衡驗證結果，包括：
32、基于儲放熱平衡驗證結果，獲取太陽能中第一熱能、第二熱能和地源熱泵的能量轉換節(jié)點并定義為第二能量轉換節(jié)點；
33、基于所述第二能量轉換節(jié)點，確定能量循環(huán)周期并定義為第二能量循環(huán)周期。
34、優(yōu)選地，所述構建自適應學習模型，并通過自適應學習模型確定太陽能地源熱泵系統(tǒng)的儲放熱平衡方法，包括：
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【技術保護點】
1.基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法，其特征在于，所述收集太陽能和地源熱泵的能量轉換節(jié)點，包括：
3.如權利要求2所述的基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法，其特征在于，所述在極端降雨條件下評估太陽能與地源熱泵系統(tǒng)的能量循環(huán)周期，包括：
4.如權利要求3所述的基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法，其特征在于，所述基于所述能量循環(huán)周期的變化，確定第一熱能、第二熱能、第三熱能和第四熱能的具體供應量，包括：
5.如權利要求4所述的基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法，其特征在于，所述通過第一供應量計算公式獲得第一熱能、第二熱能、第三熱能、第四熱能的具體供應量，包括：第一供應量計算公式如下，
6.如權利要求5所述的基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法，其特征在于，所述以太陽能儲放熱不平衡狀態(tài)為基礎，驗證地源熱泵的儲放熱平衡狀態(tài)并獲得驗證結果，包括：
7.如
8.如權利要求7所述的基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法，其特征在于，所述收集太陽能和地源熱泵的能量轉換節(jié)點、能量循環(huán)周期、儲放熱平衡驗證結果，包括：
9.如權利要求8所述的基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法，其特征在于，所述構建自適應學習模型，并通過自適應學習模型確定太陽能地源熱泵系統(tǒng)的儲放熱平衡方法，包括：
10.如權利要求9所述的基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法，其特征在于，所述通過第二供應量計算公式確定通過公式確定第一熱能、第二熱能的具體調(diào)節(jié)量，包括：第二供應量計算公式如下，
...【技術特征摘要】
1.基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法，其特征在于，所述收集太陽能和地源熱泵的能量轉換節(jié)點，包括：
3.如權利要求2所述的基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法，其特征在于，所述在極端降雨條件下評估太陽能與地源熱泵系統(tǒng)的能量循環(huán)周期，包括：
4.如權利要求3所述的基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法，其特征在于，所述基于所述能量循環(huán)周期的變化，確定第一熱能、第二熱能、第三熱能和第四熱能的具體供應量，包括：
5.如權利要求4所述的基于自適應學習的太陽能地源熱泵系統(tǒng)儲放熱平衡方法，其特征在于，所述通過第一供應量計算公式獲得第一熱能、第二熱能、第三熱能、第四熱能的具體供應量，包括：第一供應量計算公式如下，
6.如權利要求5所述的基于自適應學習的太陽能地源...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：叢培德，鄧曉麗，邵琳，周富根，李繼鵬，尚涌深，
申請(專利權)人：天津地熱開發(fā)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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