本发明涉及热泵系统,尤其涉及一种光伏水泵的控制方法、装置、设备及存储介质。
1、热泵具有制冷、制热、热水供应等功能于一体,凭借其高效率、低能耗的特点逐步替代传统采暖、供水方式,混合驱动热泵系统是指太阳能-电能混合驱动热泵系统,通过太阳转化装置将光热、光电能量转化为光伏直流电,结合电网混合驱动太阳能热泵运行。
2、水泵是太阳能-电能混合驱动热泵系统的关键部件,负责实现太阳能-电能混合驱动热泵系统中的工质循环,如热泵机组和采暖终端的热水循环,在水泵不启动时,水循环管道会出现结垢的现象,低温环境下还可能结冰导致水循环管道冻裂。
3、传统的太阳能-电能混合驱动热泵系统中的水泵有两种情况,其一,采用电动水泵直接通过电网直接供电,水泵长期运行不停机达到防冻目的,其二,热泵机组内置控制模块,通过热泵机组控制太阳能-电能联合供电,在热泵机组启动的同时运行水泵,通过热泵机组和水泵联动控制进行防冻。
4、但是,上述控制方法还存在着一些不同的缺陷:第一种,用电成本高,对于没有长期工作需求的场所造成无谓的能源消耗,且低温、电网停电时,电动水泵依旧无法运行,仍会存在冻裂的问题。第二种,在低温、弱光照、电网停电的情况下,蓄电池的剩余电量无法支撑热泵机组运行,连带水泵也停止,无法实现对光伏水泵的独立控制,导致水循环管路结垢、结冰。
1、本发明提供了一种光伏水泵的控制方法、装置、设备及存储介质,用于实现混合驱动热泵系统中光伏水泵和热泵机组的分开控制,在电网停电时,优先保障光伏水泵的运行供电,避免混合驱动热泵系统中的管道结垢、结冰。
2、本发明第一方面提供了一种光伏水泵的控制方法,所述光伏水泵的控制方法应用于混合驱动热泵系统,所述混合驱动热泵系统包括光伏水泵、热泵机组、储能模块和控制模块;所述光伏水泵的控制方法包括:所述控制模块实时获取电网供电模块的供电状态、所述储能模块的剩余电量、所述热泵机组的运行状态和运行参数信息;当所述电网供电模块停电,且所述热泵机组为开机状态时,所述控制模块根据所述剩余电量和所述运行参数信息控制所述储能模块通过第一供电电路为所述光伏水泵供电,并通过第二供电电路为所述热泵机组供电,所述第一供电电路的优先级高于所述第二供电电路。
3、在一种可行的实施方式中,所述当所述电网供电模块停电,且所述热泵机组为开机状态时,所述控制模块根据所述剩余电量和所述运行参数信息控制所述储能模块通过第一供电电路为所述光伏水泵供电,并通过第二供电电路为所述热泵机组供电,所述第一供电电路的优先级高于所述第二供电电路,包括:当所述电网供电模块停电,且所述热泵机组为开机状态时,所述控制模块根据所述剩余电量确定所述光伏水泵对应的水泵供电时长和所述热泵机组对应的热泵供电时长,所述水泵供电时长大于或等于热泵供电时长;所述控制模块根据所述水泵供电时长和所述热泵供电时长控制所述储能模块分别为所述热泵机组和所述光伏水泵供电。
4、在一种可行的实施方式中,所述控制模块根据所述剩余电量确定所述光伏水泵对应的水泵供电时长和所述热泵机组对应的热泵供电时长,包括:当所述剩余电量为高电量档位时,所述控制模块根据所述热泵机组的出水温度和设定的目标温度、热泵机组的运行功率和热泵机组的能效比计算第一供电时长,并将所述第一供电时长确定为水泵供电时长和热泵供电时长;当所述剩余电量为中电量档位或低电量档位,且所述剩余电量下降速率大于预设的速度阈值时,所述控制模块获取历史时间段内的电网停电数据;所述控制模块根据所述电网停电数据、所述剩余电量、所述光伏水泵的运行功率和所述热泵机组的运行功率,确定所述光伏水泵的第二供电时长和所述热泵机组的第三供电时长,所述第二供电时长大于所述第三供电时长。
5、在一种可行的实施方式中,所述控制模块根据所述电网停电数据、所述剩余电量、所述光伏水泵的运行功率和所述热泵机组的运行功率,确定所述光伏水泵的第二供电时长和所述热泵机组的第三供电时长,包括:所述控制模块将所述电网停电数据和当前的停电起始时刻输入预训练的停电时长预测模型,得到停电时长估计值;所述控制模块将所述停电时长估计值确定为所述光伏水泵的第二供电时长;所述控制模块根据所述剩余电量、所述第二供电时长、所述光伏水泵的运行功率和所述热泵机组的运行功率计算所述热泵机组的第三供电时长。
6、在一种可行的实施方式中,在所述控制模块根据所述水泵供电时长和所述热泵供电时长控制所述储能模块分别为所述热泵机组和所述光伏水泵供电之后,还包括:所述控制模块实时监测出水温度;当所述出水温度小于预设的第一温度值时,所述控制模块控制所述光伏水泵停机。
7、在一种可行的实施方式中,所述混合驱动热泵系统包括还包括排水阀,在所述控制模块实时获取电网供电模块的供电状态、所述储能模块的剩余电量、所述热泵机组的运行状态和运行参数信息之后,还包括:当所述电网供电模块停电,且所述热泵机组为关机状态时,所述控制模块控制所述光伏水泵根据预设的第一间歇周期间歇式启动;所述控制模块解析所述运行参数信息,得到出水温度和室外环境温度;所述控制模块根据所述剩余电量、所述出水温度和所述室外环境温度控制所述热泵机组启动和所述排水阀的通断。
8、在一种可行的实施方式中,所述控制模块根据所述剩余电量、所述出水温度和所述室外环境温度控制所述热泵机组启动和所述排水阀的通断,包括:
9、当所述剩余电量小于中电量档位并持续预设时长,且所述出水温度和所述室外环境温度满足第一预设条件时,所述控制模块控制所述光伏水泵按照预设的第二间歇周期间歇式启动;当所述剩余电量为低电量档位,且所述出水温度和所述室外环境温度满足第二预设条件时,所述控制模块控制所述热泵机组进行加热并启动所述光伏水泵;当所述出水温度达到预设的第二温度值时,所述控制模块控制所述排水阀打开以进行排水。
10、本发明第二方面提供了一种光伏水泵的控制装置,所述光伏水泵的控制装置应用于混合驱动热泵系统,所述混合驱动热泵系统包括热泵机组、光伏水泵、储能模块和控制模块;所述光伏水泵的控制装置,包括:获取模块,用于所述控制模块实时获取电网供电模块的供电状态、所述储能模块的剩余电量、所述热泵机组的运行状态和运行参数信息;第一处理模块,用于当所述电网供电模块停电,且所述热泵机组为开机状态时,所述控制模块根据所述剩余电量和所述运行参数信息控制所述储能模块通过第一供电电路为所述光伏水泵供电,并通过第二供电电路为所述热泵机组供电,所述第一供电电路的优先级高于所述第二供电电路。
11、在一种可行的实施方式中,第一处理模块包括:计算单元,用于当所述电网供电模块停电,且所述热泵机组为开机状态时,所述控制模块根据所述剩余电量确定所述光伏水泵对应的水泵供电时长和所述热泵机组对应的热泵供电时长,所述水泵供电时长大于或等于热泵供电时长;供电控制单元,用于所述控制模块根据所述水泵供电时长和所述热泵供电时长控制所述储能模块分别为所述热泵机组和所述光伏水泵供电。
12、在一种可行的实施方式中,所述计算单元还包括:第一计算子单元,用于当所述剩余电量为高电量档位时,所述控制模块根据所述热泵机组的出水温度和设定的目标温度、热泵机组的运行功率和热泵机组的能效比计算第一供电时长,并将所述第一供电时长确定为水泵供电时长和热泵供电时长;获取子单元,用于当所述剩余电量为中电量档位或低电量档位,且所述剩余电量下降速率大于预设的速度阈值时,所述控制模块获取历史时间段内的电网停电数据;第二计算子单元,用于所述控制模块根据所述电网停电数据、所述剩余电量、所述光伏水泵的运行功率和所述热泵机组的运行功率,确定所述光伏水泵的第二供电时长和所述热泵机组的第三供电时长,所述第二供电时长大于所述第三供电时长。
13、在一种可行的实施方式中,所述第二计算子单元,具体用于所述控制模块将所述电网停电数据和当前的停电起始时刻输入预训练的停电时长预测模型,得到停电时长估计值;所述控制模块将所述停电时长估计值确定为所述光伏水泵的第二供电时长;所述控制模块根据所述剩余电量、所述第二供电时长、所述光伏水泵的运行功率和所述热泵机组的运行功率计算所述热泵机组的第三供电时长。
14、在一种可行的实施方式中,第一处理模块还包括:监测单元,用于所述控制模块实时监测出水温度;低温停机单元,用于当所述出水温度小于预设的第一温度值时,所述控制模块控制所述光伏水泵停机。
15、在一种可行的实施方式中,光伏水泵的控制装置还包括:第二处理模块,用于当所述电网供电模块停电,且所述热泵机组为关机状态时,所述控制模块控制所述光伏水泵根据预设的第一间歇周期间歇式启动;实时监测模块,用于所述控制模块解析所述运行参数信息,得到出水温度和室外环境温度;排水控制模块,用于所述控制模块根据所述剩余电量、所述出水温度和所述室外环境温度控制所述热泵机组启动和所述排水阀的通断。
16、在一种可行的实施方式中,排水控制模块,具体用于当所述剩余电量小于中电量档位并持续预设时长,且所述出水温度和所述室外环境温度满足第一预设条件时,所述控制模块控制所述光伏水泵按照预设的第二间歇周期间歇式启动;当所述剩余电量为低电量档位,且所述出水温度和所述室外环境温度满足第二预设条件时,所述控制模块控制所述热泵机组进行加热并启动所述光伏水泵;当所述出水温度达到预设的第二温度值时,所述控制模块控制所述排水阀打开以进行排水。
17、本发明第三方面提供了一种光伏水泵的控制设备,包括:存储器和至少一个处理器,所述存储器中存储有指令;所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令,以使得所述光伏水泵的控制设备执行上述的光伏水泵的控制方法。
18、本发明的第四方面提供了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指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述的光伏水泵的控制方法。
19、本发明提供的技术方案中,所述光伏水泵的控制方法应用于混合驱动热泵系统,所述混合驱动热泵系统包括光伏水泵、热泵机组、储能模块和控制模块;所述光伏水泵的控制方法包括:所述控制模块实时获取电网供电模块的供电状态、所述储能模块的剩余电量、所述热泵机组的运行状态和运行参数信息;当所述电网供电模块停电,且所述热泵机组为开机状态时,所述控制模块根据所述剩余电量和所述运行参数信息控制所述储能模块通过第一供电电路为所述光伏水泵供电,并通过第二供电电路为所述热泵机组供电,所述第一供电电路的优先级高于所述第二供电电路。本实施例中,实现混合驱动热泵系统中光伏水泵和热泵机组的分开控制,在电网停电时,优先保障光伏水泵的运行供电,避免水循环管道结垢、结冰。


