本发明涉及空调负荷,尤其是指一种空调负荷调控系统及调控方法。
背景技术:
1、空调是一种常用的设备,应用场景广泛,自适应变温空调是一种能够自行变换工作模式和调节运行状态的新型空调,越来越受到消费者关注和青睐。空调负荷作为空调中的重要组成部分,也成为了自适应变温空调中的重点研究方向。
2、随着智能控制技术和大数据技术的快速发展,有越来越多的新方案应用在空调负荷调控上,例如用神经计算网络计算需要调控的温度,或者建立需求负荷模型来获取变换的数据等。但是,现有的自适应变温空调缺乏必要的验证机制,计算得到的调控温度准确性不足,可能会使得空调的运行模式不符合当前的实际需求。
3、同时,为了进行节能,部分自适应变温空调使用了超级电容来进行辅助充放电,从而提升空调的节能效果。超级电容全称是超级电容器,是一种新型的储能设备,具有响应快、寿命长和节约能源等特点,然而,目前自适应变温空调使用的超级电容不够节能,同时由于空调往往为了用户体验需要迅速切换工作模式,导致超级电容也需要迅速变换状态,使得超级电容的输入与输出不稳定,不利于长期使用。
技术实现思路
1、为此,本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中自适应变温空调缺乏必要的验证机制,调控温度准确性不足,导致空调的运行模式不符合当前的实际需求。
2、为解决上述技术问题,本发明提供了一种空调负荷调控系统,包括:
3、数据采集模块,用于采集环境参数和空调参数;
4、云平台模块,用于获取空调所在区域的气象信息;
5、数据处理模块,与数据采集模块和云平台模块连接,包括:
6、神经网络模块,用于将数据采集模块采集的环境参数和空调参数输入至神经网络模型,计算空调需要调控到的目标温度和目标模式;
7、纠错校验模块,包括:
8、数据对比子模块,与神经网络模块连接,用于获取神经网络模块输出的目标温度和目标模式和云平台模块输出的气象信息,并将目标模式与空调当前运行模式、气象信息进行对比;若目标模式与空调当前运行模式一致且目标模式与气象信息相符合,则将目标温度和目标模式发送至语音播报子模块和控制模块;否则发送指令至神经网络模块,重新计算目标温度和目标模式;
9、语音播报子模块,与数据对比子模块连接,用于播放目标温度和目标模式;
10、控制模块,分别与纠错校验模块的数据对比子模块和超级电容模块连接,用于根据接收到的目标温度和目标模式调控超级电容模块进行充电或放电,以便对空调进行负荷调节;
11、超级电容模块,与控制模块连接,用于在控制模块的调控下进行充电或放电。
12、优选地,所述数据采集模块采集的环境参数包括当前环境的温度和湿度,空调参数包括空调当前运行的风速和空调在当前模式下的运行时间。
13、优选地,所述一种空调负荷调控系统还包括:
14、存储模块,分别与数据采集模块、云平台模块、数据处理模块和超级电容模块连接,用于存储数据;
15、所述存储模块采用两个结构相同的nvm非易失性存储器对数据进行存储,每个nvm非易失性存储器均采用nvme接口实现与其他模块的数据交互。
16、优选地,所述神经网络模块的神经网络模型采用bp神经网络,网络结构为采用4-7-2结构,包括输入层、隐含层和输出层;输入层包括4个神经元,隐含层包括7个神经元,输出层包括2个神经元。
17、优选地,所述超级电容模块包括:
18、控制器,其输入端与所述控制模块的输出端连接;
19、buck-boost电路,其输入端与控制器的输出端连接;
20、多个结构相同的并联的储能单元,与buck-boost电路的输出端连接,用于在控制器和buck-boost电路的调控下进行充电或放电。
21、优选地,每个储能单元由多个储能子单元串联组成,所述储能子单元包括并联连接的电容组和保护电路。
22、优选地,所述储能子单元包括:
23、电容组;
24、保护电路,包括:
25、电压保护芯片,其vdd输入端连接电容组的第一端,gnd地端连接电容组的第二端;
26、mos管,其栅极连接电压保护芯片的输出端,源极接地;
27、短路保护电阻,其第一端连接mos管的漏极,第二端连接电容组的第一端。
28、优选地,所述buck-boost电路为4开关双向buck-boost电路,采用4开关的全桥式拓扑结构,包括:
29、供电电源;
30、电池组,其负端连接供电电源;
31、第一电容和第一电阻组成rc并联结构,并联在电池组的两端;第二电容与第二电阻组成rc串联结构,并联在电池组的两端;
32、限流稳压模块,其输入端连接供电电源;
33、第一功率开关,其控制信号输入端连接控制器的输出端,低端驱动端连接限流稳压模块的输出端;第一半桥栅极驱动器,其正向输入端连接第一功率开关的高端驱动端,输出端连接buck-boost电路的输出端;
34、第二半桥栅极驱动器,其正向输入端连接第一半桥栅极驱动器的负向输入端,输出端连接buck-boost电路的输出端;
35、第三电阻,并联在第二半桥栅极驱动器的正向输入端和负向输入端之间;
36、第四功率开关,其控制信号输入端连接控制器的输出端,低端驱动端连接第二半桥栅极驱动器的负向输入端,高端驱动端连接电池组的正端;
37、第三半桥栅极驱动器,其正向输入端连接在第四功率开关的高端驱动端和电池组的正端之间,负向输入端连接在供电电源和电池组的负端之间,输出端连接buck-boost电路的输出端;
38、第二功率开关,其控制信号输入端连接控制器的输出端,高端驱动端并联在第一功率开关的高端驱动端和第一半桥栅极驱动器的正向输入端之间,低端驱动端并联在供电电源和电池组的负端之间;
39、第三功率开关,其控制信号输入端连接控制器的输出端,高端驱动端并联在第二半桥栅极驱动器的负向输入端和第四功率开关的低端驱动端之间,低端驱动端并联在供电电源和电池组的负端之间。
40、优选地,所述控制器采用stm32f4系列处理器。
41、本发明还提供了一种空调负荷调控方法,包括:
42、利用数据采集模块采集环境参数和空调参数,利用云平台模块获取空调所在区域的气象信息;
43、利用神经网络模块,基于环境参数和空调参数计算空调需要调控到的目标温度和目标模式;
44、利用纠错校验模块将目标模式与空调当前运行模式进行对比,再将目标模式与气象信息进行对比;若目标模式与空调当前运行模式一致且目标模式与气象信息相符合,则语音播报目标温度和目标模式,并将目标温度和目标模式发送至控制模块;否则返回重新计算目标温度和目标模式;
45、控制模块基于目标温度和目标模式对空调进行负荷调节,并调控超级电容模块进行充电或放电。
46、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下有益效果:
47、本发明所述的一种空调负荷调控系统,利用神经网络模块对环境参数和空调参数进行学习计算,得到目标模式和目标温度,进一步利用纠错校验模块,结合气象信息、空调当前运行模式与目标模式进行比对,只有当目标模式与空调当前运行模式一致且目标模式与气象信息相符合的情况下,利用语音播报提醒用户空调需要调节的目标模式和目标温度,并向控制模块发送指令进行模式切换,利用双重验证保证空调模式变换操作的准确性,有效提升用户的使用感受,实现空调随环境变化而自动调节参数。
48、同时,本发明对空调内部的超级电容模块的结构和控制方式进行了优化,采用buck-boost电路和控制器对超级电容模块的电压和电流进行调控,提高了超级电容模块输出的稳定性,增强超级电容模块的使用寿命,提高了空调的节能效果。
1.一种空调负荷调控系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种空调负荷调控系统,其特征在于,所述数据采集模块采集的环境参数包括当前环境的温度和湿度,空调参数包括空调当前运行的风速和空调在当前模式下的运行时间。
3.根据权利要求1所述的一种空调负荷调控系统,其特征在于,还包括:
4.根据权利要求1所述的一种空调负荷调控系统,其特征在于,所述神经网络模块的神经网络模型采用bp神经网络,网络结构为采用4-7-2结构,包括输入层、隐含层和输出层;输入层包括4个神经元,隐含层包括7个神经元,输出层包括2个神经元。
5.根据权利要求1所述的一种空调负荷调控系统,其特征在于,所述超级电容模块包括:
6.根据权利要求5所述的一种空调负荷调控系统,其特征在于,每个储能单元由多个储能子单元串联组成,所述储能子单元包括并联连接的电容组和保护电路。
7.根据权利要求6所述的一种空调负荷调控系统,其特征在于,所述储能子单元包括:
8.根据权利要求5所述的一种空调负荷调控系统,其特征在于,所述buck-boost电路为4开关双向buck-boost电路,采用4开关的全桥式拓扑结构,包括:
9.根据权利要求5所述的一种空调负荷调控系统,其特征在于,所述控制器采用stm32f4系列处理器。
10.一种空调负荷调控方法,其特征在于,利用如权利要求1至9任一项所述一种空调负荷调控系统对空调进行调控,包括:
