[发明专利]一种应用于智能家居的自动化控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种应用于智能家居的自动化控制系统，其特征在于，包括：家庭负载、光伏板、微型风机、燃料电池模块、自控模块，所述自控模块根据燃料电池模块的传输到负载的有效比率以及燃料电池模块中的氢罐的存储的能量，调整智能家居中的光伏板、微型风机的运行状态和方式，实现对家庭负载的自动供能匹配；所述家庭负载包括直流负载和交流负载，所述直流负载与直流母线连接，所述交流负载与交流母线连接；所述光伏板通过直流变换器连接直流母线，所述风机通过交直变换器接直流母线，然后通过直交变换器连接交流母线；所述燃料电池模块包括DC/AC变换器、电解槽、氢罐、燃料电池、DC/DC变换器，所述直流母线通过所述DC/AC变换器连接电解槽，所述电解槽连接所述氢罐，所述氢罐输出端连接所述燃料电池，所述燃料电池通过所述DC/DC变换器连接所述直流母线；所述自控模块包括检测单元、预测单元、有效比率调节单元、氢罐存储调节单元、自动控制单元，所述预测单元用于预测家庭负载的能量消耗量，所述检测单元用于检测输入到负载的功率值以及氢罐中的存储量，所述有效比率调节单元用于根据负载需求的功率值和燃料电池的效率值进行有效比率调节，所述氢罐存储调节单元用于根据预测单元预测的负载数据以及检测单元检测的氢罐的存储量进行氢罐存储量调节，所述自动控制单元用于综合整个家居的电量和负载情况进行预调配和后期反馈修正；所述有效比率调节单元通过下述方式进行有效比率调节，

其中，E_stor2(t)为氢罐t时刻的放电状态存储的能量，E_stor2(t-1)为氢罐t-1时刻的放电状态存储的能量，η_FC为燃料电池的效率；P_P为新能源传输到氢罐的能量；E_load(t)为负载需求的功率；

氢罐传输到负载的有效比率为：

其中，P_f(t)为氢罐产生的输出功率，B_fk为氢罐传输到负载的传输损失率，μ_f为第f个氢罐投入状态因子，D为正整数。

2.如权利要求1所述的一种应用于智能家居的自动化控制系统，其特征在于，所述氢罐存储调节单元通过如下方式进行存储量调节，

通过下述方式计算氢罐的存储的能量：

其中，E_stor1(t)为氢罐t时刻的存储的能量，E_stor1(t-1)为氢罐t-1时刻的存储的能量，单位均为Kwh，μ_i为第i个光伏板投入状态因子，E_PVi(t)为第i个光伏板t时刻的发电量，μ_j第j个风机投入状态因子，E_WGj(t)为第j个风机t时刻的发电量，η_inv为变换器的效率，E_load(t)为负载需求的功率，η_elect为电解槽的效率；i＝1…N，j＝1…M，N和M均为正整数；P_P为新能源传输到氢罐的能量；

光伏、风机能量传输到氢罐损失的功率分别为：P_lossi、P_lossj

其中，B_ik为光伏板能量传输到氢罐传输损失率，B_jk为风机能量传输到氢罐传输损失率；D为正整数；

将计算的氢罐存储的能量输送给所述自动控制单元进行存储，所述自动控制单元根据氢罐存储的能量，以及预测单元预测的负载需消耗的能量，计算能量匹配值，当计算出能量匹配值无法满足在预测时间段的能量时，进行第一次预调配，调整光伏、风机的投入状态因子，以及调整电解槽的效率，增加氢罐存储的能量，当第一次预调配无法满足预测时间段的能量时，进行第二次预调配，调整B_ik、B_jk，选择B_ik、B_jk中较小的光伏和风机投入，进行氢罐存储的能量补充，其他的光伏和风机直接供应家庭负载，依次从小到大选择B_ik、B_jk中较小的光伏和风机投入，进行第二次预调配的自动控制，增加氢罐的存储。