本發(fā)明涉及光伏路燈控制，具體為一種用于光伏路燈的智能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、光伏路燈是一種利用太陽(yáng)能進(jìn)行照明的路燈，它結(jié)合了光伏技術(shù)和照明技術(shù)；光伏技術(shù)是利用半導(dǎo)體材料將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。在光伏路燈中，通常使用光伏電池板來(lái)吸收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)化為直流電，在白天儲(chǔ)存電能，供夜晚照明使用，照明技術(shù)方面，光伏路燈通常使用?led?燈具作為光源，led具有照明效果出色和節(jié)能的特點(diǎn)，與光伏發(fā)電相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)自給自足的照明系統(tǒng)。

2、光伏路燈的照明效果主要受到光伏板和儲(chǔ)能裝置的影響，因光伏路燈分布的位置不同，光伏板會(huì)受到光照強(qiáng)度、遮擋物、光照角度等諸多因素的影響，從而間接導(dǎo)致不同光伏路燈在白天發(fā)電功率各不相同，一些光伏發(fā)電量過(guò)低的路燈無(wú)法儲(chǔ)存足夠的電能滿足夜間的照明需求，因此設(shè)計(jì)一種智能控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)路燈之間的電能調(diào)度保障照明需求是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于光伏路燈的智能控制系統(tǒng)，解決了上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種用于光伏路燈的智能控制系統(tǒng)，包括數(shù)量為n的光伏路燈和智能調(diào)度模塊，所述光伏路燈包括采集模塊、執(zhí)行模塊、發(fā)電模塊、儲(chǔ)能模塊和照明模塊；

3、所述發(fā)電模塊將白天時(shí)間段光能轉(zhuǎn)為電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能模塊中，所述儲(chǔ)能模塊在夜晚時(shí)間將存儲(chǔ)的電能傳輸至照明模塊，所述照明模塊將電能再轉(zhuǎn)化為光能對(duì)道路進(jìn)行照明；

4、所述采集模塊采集發(fā)電模塊的發(fā)電功率信息、儲(chǔ)能模塊的剩余電量信息和照明模塊負(fù)載功耗信息，將采集的發(fā)電功率信息、負(fù)載功耗信息和剩余電量信息上傳至智能調(diào)度模塊；

5、所述智能調(diào)度模塊分析當(dāng)前數(shù)據(jù)信息并發(fā)送調(diào)度策略至執(zhí)行模塊，所述執(zhí)行模塊根據(jù)調(diào)度策略分別對(duì)儲(chǔ)能模塊和照明模塊進(jìn)行調(diào)度控制，所述執(zhí)行模塊調(diào)度控制后的執(zhí)行結(jié)果由采集模塊再次采集反饋給智能調(diào)度模塊；

6、其中，所述智能調(diào)度模塊將發(fā)電模塊白天發(fā)電的時(shí)間區(qū)間分為兩個(gè)階段，所述發(fā)電模塊的兩個(gè)階段分別為第一階段發(fā)電分析和第二階段發(fā)電分析，所述智能調(diào)度模塊根據(jù)儲(chǔ)能模塊白天發(fā)電的時(shí)間分為兩種調(diào)度策略，所述儲(chǔ)能模塊的兩種調(diào)度策略分別為一級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略和二級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略，所述智能調(diào)度模塊根據(jù)儲(chǔ)能模塊夜晚照明的時(shí)間同樣分為兩種調(diào)度策略，所述儲(chǔ)能模塊的兩種調(diào)度策略分別為三級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略和四級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略，所述智能調(diào)度模塊根據(jù)照明模塊夜晚照明的時(shí)間分為兩種調(diào)度策略，所述照明模塊的兩種調(diào)度策略分別為一級(jí)照明調(diào)度策略和二級(jí)照明調(diào)度策略；

7、所述智能調(diào)度模塊將所有光伏路燈分為單光伏路燈和多光伏路燈兩大類，所述光伏路燈數(shù)量大于等于二時(shí)即為多光伏路燈，所述智能調(diào)度模塊將若干光伏路燈進(jìn)行分類是便于執(zhí)行模塊執(zhí)行調(diào)度策略；

8、所述第二階段發(fā)電分析一級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略同時(shí)進(jìn)行，所述三級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略和一級(jí)照明調(diào)度策略同時(shí)進(jìn)行，所述四級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略和二級(jí)照明調(diào)度策略同時(shí)進(jìn)行。

9、進(jìn)一步地，所述第一階段發(fā)電分析的具體過(guò)程為：

10、根據(jù)發(fā)電功率信息以時(shí)間單位秒為節(jié)點(diǎn)生成實(shí)時(shí)曲線圖，按照以下公式組計(jì)算當(dāng)前發(fā)電模塊的發(fā)電功率波動(dòng)率：其中，和分別為當(dāng)前發(fā)電功率和前一秒的發(fā)電功率，為每秒的對(duì)數(shù)功率差，為曲線圖中每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量，為曲線圖中數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均值，為求出的實(shí)時(shí)的曲線波動(dòng)率；

11、每個(gè)所述光伏路燈中發(fā)電模塊受到光照強(qiáng)度、光照角度、遮擋物和光伏板受損程度因素影響，每個(gè)所述發(fā)電模塊的曲線波動(dòng)率均不同，在第一階段發(fā)電分析中所述智能調(diào)度模塊根據(jù)每個(gè)所述發(fā)電模塊的曲線波動(dòng)率預(yù)測(cè)每個(gè)光伏路燈的發(fā)電量以及進(jìn)入第二階段發(fā)電分析的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，在第二階段發(fā)電分析中所述智能調(diào)度模塊與第一階段發(fā)電分析中的方法步驟一致求取每個(gè)光伏路燈在第二階段發(fā)電分析中的發(fā)電量；

12、根據(jù)預(yù)測(cè)的第一階段發(fā)電分析中的發(fā)電量發(fā)送一級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略至執(zhí)行模塊，在第二階段發(fā)電分析開(kāi)始的同時(shí)，每個(gè)光伏路燈中所述執(zhí)行模塊對(duì)儲(chǔ)能模塊進(jìn)行電能調(diào)度，所述智能調(diào)度模塊根據(jù)預(yù)測(cè)的第二階段發(fā)電分析中的發(fā)電量發(fā)送二級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略至執(zhí)行模塊，在第二階段發(fā)電分析結(jié)束且一級(jí)照明調(diào)度策略開(kāi)始前，每個(gè)光伏路燈中所述執(zhí)行模塊對(duì)儲(chǔ)能模塊進(jìn)行電能調(diào)度。

13、進(jìn)一步地，第二階段發(fā)電分析開(kāi)始前所述采集模塊將每個(gè)發(fā)電模塊的實(shí)際發(fā)電量和預(yù)測(cè)的發(fā)電量反饋給智能調(diào)度模塊，所述智能調(diào)度模塊根據(jù)反饋的發(fā)電量誤差值將第一階段發(fā)電分析的時(shí)間區(qū)間進(jìn)一步細(xì)化得到細(xì)化的時(shí)間區(qū)間，所述時(shí)間區(qū)間間隔為10分鐘，在每個(gè)細(xì)化后的所述時(shí)間區(qū)間中發(fā)電量與不同的權(quán)重系數(shù)相乘，減小所述智能調(diào)度模塊對(duì)發(fā)電量預(yù)測(cè)的誤差，通過(guò)不斷的反饋修正，所述智能調(diào)度模塊可以更好的預(yù)測(cè)每個(gè)發(fā)電模塊不同時(shí)間段的發(fā)電量。

14、進(jìn)一步地，所述第一階段發(fā)電分析中，所述智能調(diào)度模塊將每個(gè)發(fā)電模塊預(yù)測(cè)的發(fā)電量與其相鄰的兩個(gè)發(fā)電模塊預(yù)測(cè)的發(fā)電量帶入以下公式組計(jì)算：其中，為當(dāng)前發(fā)電模塊預(yù)測(cè)的發(fā)電量，為前一個(gè)發(fā)電模塊預(yù)測(cè)的發(fā)電量，為后一個(gè)發(fā)電模塊預(yù)測(cè)的發(fā)電量，為當(dāng)前發(fā)電模塊相鄰前后發(fā)電模塊的差值，為當(dāng)前發(fā)電模塊與相鄰前后發(fā)電模塊的累計(jì)差值；當(dāng)值小于等于零且值大于零時(shí)，對(duì)應(yīng)的當(dāng)前發(fā)電模塊為單光伏路燈，當(dāng)值與值均大于零時(shí)，對(duì)應(yīng)的當(dāng)前發(fā)電模塊為多光伏路燈中的啟始路燈或終止路燈，即所述啟始路燈或終止路燈為多光伏路燈中最兩端的光伏路燈，當(dāng)值與值均小于等于零時(shí)，對(duì)應(yīng)的當(dāng)前發(fā)電模塊為多光伏路燈中除去啟始路燈和終止路燈的中間路燈。

15、進(jìn)一步地，所述執(zhí)行模塊實(shí)行一級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略中，所述光伏路燈之間電能傳輸為光伏路燈自身儲(chǔ)能模塊傳輸倍率的16%，所述單光伏路燈和多光伏路燈分為波峰和波谷兩種狀態(tài)，所述波峰為單光伏路燈和多光伏路燈存儲(chǔ)的電量大于相鄰兩側(cè)光伏路燈的電量，所述波谷為單光伏路燈和多光伏路燈存儲(chǔ)的電量小于或等于相鄰兩側(cè)光伏路燈的電量；所述單光伏路燈波峰狀態(tài)時(shí)，按照自身電量帶入指數(shù)函數(shù)求值，根據(jù)所得結(jié)果的電量向左右方向的光伏路燈輸送電能，所述指數(shù)函數(shù)中指數(shù)為0.5；需要說(shuō)明的是，相隔光伏路燈的數(shù)量越多，輸送的電能越少；另外，在單光伏路燈左右電能輸送覆蓋范圍內(nèi)，若存在光伏路燈儲(chǔ)能模塊電量高于或等于單光伏路燈，則電能輸送范圍從該電量高的光伏路燈停止；所述單光伏路燈波谷狀態(tài)時(shí)，左右相鄰的所述光伏路燈向中間單光伏路燈輸送自身電量的20%；所述多光伏路燈波峰狀態(tài)時(shí)，按照指數(shù)函數(shù)向左右方向的單光伏路燈或多光伏路燈輸送電能，按照多光伏路燈整體電量的平均值帶入指數(shù)函數(shù)求值，根據(jù)所得結(jié)果的電量向左右方向的單光伏路燈或多光伏路燈輸送電能，所述指數(shù)函數(shù)中指數(shù)為0.3；另外，在多光伏路燈左右電能輸送覆蓋范圍內(nèi)，若存在光伏路燈儲(chǔ)能模塊電量高于或等于多光伏路燈整體電量的平均值，則電能輸送范圍從該電量高的光伏路燈停止；所述多光伏路燈波谷狀態(tài)時(shí)，從左右相距最近的另一個(gè)電量更高的多光伏路燈輸送電能至波谷狀態(tài)的多光伏路燈，電量更高的所述多光伏路燈輸送整體電量的平均值的15%至波谷狀態(tài)的多光伏路燈；在電能輸送未完成時(shí)，若一級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略結(jié)束，則執(zhí)行模塊控制電能輸送停止執(zhí)行。

16、進(jìn)一步地，所述執(zhí)行模塊實(shí)行二級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略中，所述光伏路燈之間電能傳輸為光伏路燈自身儲(chǔ)能模塊傳輸倍率的95%，所述二級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略與一級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略除去傳輸倍率不同外其余實(shí)行方式一致。

17、進(jìn)一步地，所述三級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略中，所述光伏路燈之間電能傳輸為光伏路燈自身儲(chǔ)能模塊傳輸倍率的24%，所述三級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略與一級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略除去傳輸倍率不同外其余實(shí)行方式一致，所述一級(jí)照明調(diào)度策略中，所述執(zhí)行模塊控制每個(gè)光伏路燈中的照明模塊按照額定功率的85%進(jìn)行照明，預(yù)留15%的功率冗余提高穩(wěn)定性，因每個(gè)光伏路燈的照明模塊受到溫度、內(nèi)阻和損壞元器件影響，實(shí)際的負(fù)載功耗信息不相同，所述智能調(diào)度模塊根據(jù)采集模塊提供的照明模塊負(fù)載功耗信息計(jì)算出儲(chǔ)能模塊持續(xù)提供電能的時(shí)間，當(dāng)所述儲(chǔ)能模塊持續(xù)提供電能的時(shí)間過(guò)去一半時(shí)，所述智能調(diào)度模塊發(fā)送四級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略和二級(jí)照明調(diào)度策略至執(zhí)行模塊，所述執(zhí)行模塊同時(shí)執(zhí)行四級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略和二級(jí)照明調(diào)度策略。

18、進(jìn)一步地，所述四級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略中，相鄰所述光伏路燈之間儲(chǔ)能模塊剩余電量差距大于自身電量10%時(shí)，高電量的所述儲(chǔ)能模塊向相鄰低電量的儲(chǔ)能模塊傳輸電能，所述光伏路燈之間電能傳輸為光伏路燈自身儲(chǔ)能模塊傳輸倍率的8%，其余光伏路燈之間儲(chǔ)能模塊不再進(jìn)行電能傳輸；所述二級(jí)照明策略中，所述照明模塊和相鄰光伏路燈的照明模塊分別按照額定功率的75%和50%進(jìn)行照明，每隔1個(gè)小時(shí)進(jìn)行交替更換，所述采集模塊采集到發(fā)電模塊重新產(chǎn)生發(fā)電功率信息時(shí)，所述智能調(diào)度模塊發(fā)送終止四級(jí)儲(chǔ)能調(diào)度策略和二級(jí)照明策略至執(zhí)行模塊，所述執(zhí)行模塊控制照明模塊停止運(yùn)行，所述智能調(diào)度模塊重新進(jìn)入第一階段發(fā)電分析中；若采集模塊未采集到發(fā)電模塊產(chǎn)生發(fā)電功率信息且儲(chǔ)能模塊剩余電量低于20%時(shí)，執(zhí)行模塊同樣控制照明模塊停止運(yùn)行。

19、本發(fā)明具有以下有益效果：

20、1、該用于光伏路燈的智能控制系統(tǒng)，通過(guò)執(zhí)行不同的調(diào)度策略，對(duì)光伏路燈進(jìn)行分類，可以不斷的優(yōu)化每個(gè)光伏路燈之間的儲(chǔ)能差距，從而避免個(gè)別光伏路燈缺少電能導(dǎo)致照明缺口，保障道路照明質(zhì)量。

21、2、該用于光伏路燈的智能控制系統(tǒng)，通過(guò)改變電能傳輸?shù)碾娏?，可以減少電能傳輸過(guò)程中的電能損耗，執(zhí)行照明策略可以盡可能的減少照明模塊的電能損耗，提高儲(chǔ)能模塊的電能儲(chǔ)備，防止未來(lái)發(fā)電模塊發(fā)電功率不足。

22、當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。