一种新能源多功能集成智能应用系统

技术领域

本发明涉及新能源系统技术领域，特别涉及一种新能源多功能集成智能应用系统。

背景技术

新能源，主要是指以自然界中可持续获取的能源为基础，通过现代科技手段进行开发利用的能源形式，与传统能源相比，新能源通常具有可再生性、环保性以及转化效率较高的特性。

在现有技术中，人们常常会在远离居民区的环境建设新能源电厂，从而避免新能源电厂在投入生产的过程中影响周边居民的生活环境。

但在实际使用时，尽管新能源电厂相对传统燃煤电厂等传统发电方式具有相对较低的污染排放，但它们仍可能在生产和运行过程中产生一定程度的环境污染，其中包括噪声污染以及使用生物质能发电过程中的空气污染，而在不对其进行监督检查的情况下，其周边的环境以及生态同样会随之恶化，鉴于此，我们提出一种新能源多功能集成智能应用系统。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种新能源多功能集成智能应用系统，解决了上述背景技术提到的问题。

为实现以上目的，本发明提出的一种新能源多功能集成智能应用系统，所述新能源多功能集成智能应用系统包括：

能源收集模块，用于控制包括太阳能光伏电池板、风力涡轮机、水力发电机设备的能源生产过程，所述能源收集模块包括定向追踪模块、电源管理模块以及能源输出模块；

能源储存模块，用于控制包括电池、超级电容器、水蓄能系统的储能状态，所述能源储存模块包括电池管理模块、充放电优化模块以及温度控制模块；

能源管理模块，用于监控、控制和优化整个能源存储系统的性能，所述能源管理模块包括数据调用模块、负载预测模块；

能源分配模块，用于有效地管理和分配能源，以确保系统的性能和可靠性，所述能源分配模块包括能源调度模块、负载管理模块以及应急电源模块；

安全诊断模块，用于协助系统或网络识别和应对潜在的安全威胁和漏洞，并对能源设备传感器中传输的异常信号进行诊断处理，所述安全诊断模块包括入侵检测模块、身份验证模块、异常诊断模块，异常调度模块；

远程控制模块，用于在远程位置管理和控制本系统以及相关网络设备，所述远程控制模块包括云端监控模块、权限定义模块、分级控制模块；

环保性控制模块，用于监测、管理和改善系统的环境影响，以确保系统的可持续性和符合环保标准，所述环保性控制模块包括排放监控模块、噪音监测模块、生态评估模块以及数据储存模块。

优选的，所述定向追踪模块用于间歇性的检测环境中的太阳光照方向，并追踪其变化过程反馈至太阳能收集器处，并使得太阳能收集器能够按照反馈的最佳角度方向旋转调整，并降低由于太阳光照角度以及环境阴影遮挡对太阳能收集器带来的不良影响，所述电源管理模块用于检测包括太阳能光伏电池板、风力涡轮机以及水力发动机处生成的能源量，并能够在能源产量出现异常变化时联系能源设备处安装的传感器对其异常原因进行分析，并针对能源生产过程中的异常状态反馈至安全诊断模块中。

优选的，所述能源输出模块用于将不同能源设备所生产的电能转化为便于进行后续处理储存的直流电，并通过变压设备使得不同设备所生成的电力能够被整合为标准电压范围内的电能进行储存，所述电池管理模块用于通过传感设备对储能设备内部的电压、电流以及电量状态进行实时监控，并将检测到的数据实时反馈至充放电优化模块中，避免储能设备在使用时出现过充以及过放现象，所述充放电优化模块用于检测储能设备在执行充放电过程中的电能损耗率，并根据电网的充放电需求在一定范围内调节其充放电速度以及充放电量，同时针对电网中不同类型的储能设备采用不同的充电和放电算法。

优选的，所述温度控制模块用于在储能设备使用时对其温度以及发热量进行检测，并能够将监测得到的电池温度信息与设定的储能设备温度阈值相对比，在电池温度超过自定义阈值时，温度控制模块将会将信息反馈至充放电优化模块中作为调节充放电速度的参考数据，并能够针对储能设备温度较高时控制通风设备对其进行风冷辅助散热。

优选的，所述数据调用模块用于调用附近观测站所反馈的包括环境温度、风力大小数据，同时能够调用包括当前时间日期、历史用电数据以及节假日信息，并将调用的数据经过汇总反馈至后端负载预测模块处，所述负载预测模块用于针对数据调用模块所发送的数据进行整合计算，并通过机器学习，数据建模的方式尝试定义数据与数据之间的关联性，同时建立数据特征性数据库，并根据计算建模结果生成对各个区域负载用电量的预测报表以及预测能耗-时间折线图表。

优选的，所述能源调度模块用于确定能源输出的方向，包括大型工厂以及生活用电，由于不同使用需求所需的电压大小不同，因此使得能源调度模块能够针对根据其不同的负载特点以及电力需求供给不同类型的电力，所述负载管理模块用于对能源调度模块的调度状态进行数据化分析，并计算得出负载的趋势以及可能出现的异常状况，同时能够根据不同的负载情况对其进行调整并提升能源调度模块的用电效率，所述应急电源模块用于在储能设备出现异常情况以及在产能设备出现异常故障时，启动备用储能设备并使其与电网连接，并以此降低由于供电端设备异常造成长时间断电现象，同时应急电源模块能够同步监控备用储能设备的电量、电压使用状况，并保障其在作为主供能设备时的稳定运行。

优选的，所述入侵检测模块用于监测电力系统的各个组件和网络以侦测未经授权的用户、设备或系统的访问尝试，同时在电力负载的突然剧烈变化、异常的电压波动或产生不寻常的开关状态变化时，入侵检测模块均会对该操作溯源，并判断执行此操作或指令的系统安全性，所述身份验证模块用于对访问本系统的访问者进行身份检测，并根据其输入的访问者信息与数据库中录入的管理人数据进行比对，从而判定其在系统中所能够执行的操作权限等级。

优选的，所述异常诊断模块用于接收能源设备中各组传感器的运行状态，以及接收其在发生异常报警时所反馈的异常信息，并根据反馈异常的传感器端口位置以及具体异常数值列出最相近的三组故障类型，所述异常调度模块用于根据异常诊断模块所反馈的异常分类进行检修责任划分，并针对异常的区域或设备匹配相关的技术检修人员，同时能够将异常报警信息发送至相关检修人员的随身终端处以调度其赶赴现场。

优选的，所述云端监控模块用于将能源设备的运行状态以及相关数据发送至云端，并支持拥有对应权限的负责人对数据进行调整以及检阅，所述权限定义模块用于由管理员对能够进行云端监控模块操作设置对应的二级操作权限，而二级操作权限的操作人员则能够根据其具体责任管理划分设置对应的三级操作权限，而一级操作权限的管理者则拥有对任意权限的变动以及管理权、所述分级控制模块用于在高权限等级的管理人员在进行某一组数据调整核验时，低等级权限的操作者处可操作的数据面板将会被定义为“只读”模式，并在其调整期间无法在线调整能源设备的相关参数。

优选的，所述排放监控模块用于针对不同能源设备的污染排放状态进行检测，包括废水、废气以及化学污染物排放量进行数据化的分类计算，并根据具体的排放量建立相关文本表格、所述噪音检测模块用于通过噪音传感器检测能源设备在运行时所产生的噪音分贝数，并根据频率加权和时间加权对噪音水平进行计算，计算完成后将会根据当地的噪音限制得出该设备是否能够满足使用条件、所述生态评估模块主要通过遥感设备来获取关于地表的图像和数据，在使用时将会监测周围生态系统的健康状况，包括土地、水资源、野生动植物种群以及栖息地信息，并评估能源设备在使用时对生态系统的风险，包括对野生动植物、水质和土壤质量产生的不利影响，并提供持续的监测和报告，以跟踪项目的生态影响，并及时采取纠正措施以保护生态系统，所述数据储存模块用于定期对检测得到的生态环境数据进行记录备案，并保障生态评估模块所检测得到的数据具有较长的可追溯性。

相对于现有技术，本发明具备如下有益效果：

(1)、该新能源多功能集成智能应用系统在使用时，将会通过环保性控制模块对能源设备在运行与维护过程中所可能产生的污染情况进行检测，并根据当地标准生成污染程度报表，同时在检测过程中生态评估模块将会使用遥感设备对能源设备周边环境进行检测，并间歇性的生成关于地表环境的生态信息，通过对同一地区不同时间植被以及动物群体状态判断评估能源设备在运行或污染排放过程中对环境的影响程度，从而支持生态保护和可持续管理决策。

(2)、该新能源多功能集成智能应用系统在使用时，将会通过定向追踪模块对风力发电设备以及太阳能发电设备的角度进行适应性调节，从而使太阳能发电设备能够始终朝向光照较为充足的方向，也使得风力发电设备能够根据风速和方向进行自动优化，而在恶劣天气情况下，该定向追踪模块同样能够根据外界环境的变化调节风力发电设备的叶片角度避免其在高风速下受到损害，也降低太阳能发电设备在暴风天气受外力冲击以及雨雪天气时长时间直接与外界雨水相接触，从而提高相关新能源发电设备的使用寿命以及使用效率。

(3)、该新能源多功能集成智能应用系统在使用时，能源调度模块将能够根据实际的能源用途调节电能的输出，从而确保能源能够按照不同用电需求针对性的供应给不同用户和设备，同时负载管理模块将会针对输出电能的状态进行数据化分析，同时预估其负载状态并控制应急电源模块，从而降低在用电高峰期时出现供小于求的状态，从而提高电力系统整体的弹性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本新能源多功能集成智能应用系统流程框图；

图2为本发明能源收集模块流程框图；

图3为本发明能源储存模块流程框图；

图4为本发明能源管理模块流程框图；

图5为本发明能源分配模块流程框图；

图6为本发明安全诊断模块流程框图；

图7为本发明远程控制模块流程框图；

图8为本发明环保性控制模块流程框图。

具体实施方式

下面将结合本发明说明书中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种新能源多功能集成智能应用系统，所述新能源多功能集成智能应用系统包括：

能源收集模块，用于控制包括太阳能光伏电池板、风力涡轮机、水力发电机设备的能源生产过程，所述能源收集模块包括定向追踪模块、电源管理模块以及能源输出模块；

能源储存模块，用于控制包括电池、超级电容器、水蓄能系统的储能状态，所述能源储存模块包括电池管理模块、充放电优化模块以及温度控制模块；

能源管理模块，用于监控、控制和优化整个能源存储系统的性能，所述能源管理模块包括数据调用模块、负载预测模块；

能源分配模块，用于有效地管理和分配能源，以确保系统的性能和可靠性，所述能源分配模块包括能源调度模块、负载管理模块以及应急电源模块；

安全诊断模块，用于协助系统或网络识别和应对潜在的安全威胁和漏洞，并对能源设备传感器中传输的异常信号进行诊断处理，所述安全诊断模块包括入侵检测模块、身份验证模块、异常诊断模块，异常调度模块；

远程控制模块，用于在远程位置管理和控制本系统以及相关网络设备，所述远程控制模块包括云端监控模块、权限定义模块、分级控制模块；

环保性控制模块，用于监测、管理和改善系统的环境影响，以确保系统的可持续性和符合环保标准，所述环保性控制模块包括排放监控模块、噪音监测模块、生态评估模块以及数据储存模块。

所述定向追踪模块用于间歇性的检测环境中的太阳光照方向，并追踪其变化过程反馈至太阳能收集器处，并使得太阳能收集器能够按照反馈的最佳角度方向旋转调整，并降低由于太阳光照角度以及环境阴影遮挡对太阳能收集器带来的不良影响，所述电源管理模块用于检测包括太阳能光伏电池板、风力涡轮机以及水力发动机处生成的能源量，并能够在能源产量出现异常变化时联系能源设备处安装的传感器对其异常原因进行分析，并针对能源生产过程中的异常状态反馈至安全诊断模块中。

所述能源输出模块用于将不同能源设备所生产的电能转化为便于进行后续处理储存的直流电，并通过变压设备使得不同设备所生成的电力能够被整合为标准电压范围内的电能进行储存，所述电池管理模块用于通过传感设备对储能设备内部的电压、电流以及电量状态进行实时监控，并将检测到的数据实时反馈至充放电优化模块中，避免储能设备在使用时出现过充以及过放现象，所述充放电优化模块用于检测储能设备在执行充放电过程中的电能损耗率，并根据电网的充放电需求在一定范围内调节其充放电速度以及充放电量，同时针对电网中不同类型的储能设备采用不同的充电和放电算法。

所述温度控制模块用于在储能设备使用时对其温度以及发热量进行检测，并能够将检测得到的电池温度信息与设定的储能设备温度阈值相对比，在电池温度超过自定义阈值时，温度控制模块将会将信息反馈至充放电优化模块中作为调节充放电速度的参考数据，并能够针对储能设备温度较高时控制通风设备对其进行风冷辅助散热。

所述数据调用模块用于调用附近观测站所反馈的包括环境温度、风力大小数据，同时能够调用包括当前时间日期、历史用电数据以及节假日信息，并将调用的数据经过汇总反馈至后端负载预测模块处，所述负载预测模块用于针对数据调用模块所发送的数据进行整合计算，并通过机器学习，数据建模的方式尝试定义数据与数据之间的关联性，同时建立数据特征性数据库，并根据计算建模结果生成对各个区域负载用电量的预测报表以及预测能耗-时间折线图表。

所述能源调度模块用于确定能源输出的方向，包括大型工厂以及生活用电，由于不同使用需求所需的电压大小不同，因此使得能源调度模块能够针对根据其不同的负载特点以及电力需求供给不同类型的电力，所述负载管理模块用于对能源调度模块的调度状态进行数据化分析，并计算得出负载的趋势以及可能出现的异常状况，同时能够根据不同的负载情况对其进行调整并提升能源调度模块的用电效率，所述应急电源模块用于在储能设备出现异常情况以及在产能设备出现异常故障时，启动备用储能设备并使其与电网连接，并以此降低由于供电端设备异常造成长时间断电现象，同时应急电源模块能够同步监控备用储能设备的电量、电压使用状况，并保障其在作为主供能设备时的稳定运行。

所述入侵检测模块用于监测电力系统的各个组件和网络以侦测未经授权的用户、设备或系统的访问尝试，同时在电力负载的突然剧烈变化、异常的电压波动或产生不寻常的开关状态变化时，入侵检测模块均会对该操作溯源，并判断执行此操作或指令的系统安全性，所述身份验证模块用于对访问本系统的访问者进行身份检测，并根据其输入的访问者信息与数据库中录入的管理人数据进行比对，从而判定其在系统中所能够执行的操作权限等级。

所述异常诊断模块用于接受能源设备中各组传感器的运行状态，以及接收其在发生异常报警时所反馈的异常信息，并根据反馈异常的传感器端口位置以及具体异常数值列出最相近的三组故障类型，所述异常调度模块用于根据异常诊断模块所反馈的异常分类进行检修责任划分，并针对异常的区域或设备匹配相关的技术检修人员，同时能够将异常报警信息发送至相关检修人员的随身终端处以调度其赶赴现场。

所述云端监控模块用于将能源设备的运行状态以及相关数据发送至云端，并支持拥有对应权限的负责人对数据进行调整以及检阅，所述权限定义模块用于由管理员对能够进行云端监控模块操作设置对应的二级操作权限，而二级操作权限的操作人员则能够根据其具体责任管理划分设置对应的三级操作权限，而一级操作权限的管理者则拥有对任意权限的变动以及管理权、所述分级控制模块用于在高权限等级的管理人员在进行某一组数据调整核验时，低等级权限的操作者处可操作的数据面板将会被定义为“只读”模式，并在其调整期间无法在线调整能源设备的相关参数。

所述排放监控模块用于针对不同能源设备的污染排放状态进行检测，包括废水、废气以及化学污染物排放量进行数据化的分类计算，并根据具体的排放量建立相关文本表格、所述噪音检测模块用于通过噪音传感器检测能源设备在运行时所产生的噪音分贝数，并根据频率加权和时间加权对噪音水平进行计算，其计算公式如下：

SPL＝20*log10(P/P0)；

其中：

SPL是声压级，表示噪音的强度

P为被测声音的压力；

P0是参考声压，通常取为最轻微可听到的声音的声压，约为20微帕斯卡(20μPa)；

计算完成后将会根据当地的噪音限制得出该设备是否能够满足使用条件、所述生态评估模块主要通过遥感设备来获取关于地表的图像和数据，在使用时将会监测周围生态系统的健康状况，包括土地、水资源、野生动植物种群以及栖息地信息，并评估能源设备在使用时对生态系统的风险，包括对野生动植物、水质和土壤质量产生的不利影响，其中主要通过计算植被指数的方式对环境状态进行估算，其计算公式如下：

植被指数＝植被覆盖面积/总土地面积×100％；

同时生态评估模块将针对自然环境提供持续的监测和报告，以跟踪项目的生态影响，并及时采取纠正措施以保护生态系统，所述数据储存模块用于定期对检测得到的生态环境数据进行记录备案，并保障生态评估模块所检测得到的数据具有较长的可追溯性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。