智能家居與光伏發(fā)電能效協(xié)同控制設(shè)計

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平的日益提高,人們對家庭環(huán)境的要求也不再滿足于日常生活,先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到家庭生活中,使生活環(huán)境變得更加信息化、智能化成為人們追求的目標(biāo)。與此同時,社會與家庭對電力能源的需求也日益增加,近年來環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,能源供需矛盾越來越突出,清潔能源發(fā)電技術(shù)正逐步應(yīng)用到我們生活中來。在此情況下,智能家居在節(jié)能降耗、合理用電等方面的發(fā)展?jié)摿κ艿綇V泛關(guān)注。當(dāng)前智能家居在對設(shè)備控制等方面的問題研究較多,容易忽略設(shè)備用電能耗的研究,智能家居在能耗管理方面還有很大改進(jìn)空間。如何利用先進(jìn)的自動控制、計算機、通信等技術(shù)實現(xiàn)科學(xué)的家庭用電管理,改變?nèi)藗儾缓侠淼挠秒娏?xí)慣成為解決問題的關(guān)鍵。目前國家正在大力建設(shè)智能電網(wǎng),而智能家居作為智能電網(wǎng)的重要組成部分,是實現(xiàn)建設(shè)低碳、節(jié)能、環(huán)保的智能電網(wǎng)體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本文從充分利用光伏發(fā)電產(chǎn)生的電能,減少公共電網(wǎng)電能消耗的角度出發(fā),同時考慮用戶用電需求,設(shè)計了智能家居與光伏發(fā)電能效協(xié)同控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于最小二乘支持向量機建立了光伏發(fā)電系統(tǒng)功率預(yù)測模型,結(jié)合基于粒子群的家庭能效優(yōu)化分析算法給出家庭設(shè)備合理用電的節(jié)能控制方案,旨在不影響用戶用電舒適度的前提下,引導(dǎo)用戶充分利用可再生能源,采取節(jié)能措施并養(yǎng)成良好的節(jié)能用電習(xí)慣,提高用電效率。本設(shè)計經(jīng)過軟件實現(xiàn)并在智能家居實驗平臺中進(jìn)行了試驗,智能家居與光伏發(fā)電能效協(xié)同控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程控制、情景模式設(shè)定、設(shè)備數(shù)據(jù)庫管理、視頻監(jiān)控及能效協(xié)同控制等功能。通過對使用系統(tǒng)前后用電量統(tǒng)計,驗證了能效協(xié)同控制在節(jié)能降耗方面的可行性和有效性。結(jié)果表明該設(shè)計方案具有良好的節(jié)能效果,能夠滿足用戶正常家庭用電需求,達(dá)到了系統(tǒng)預(yù)期設(shè)計目標(biāo)。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 智能家居 能效協(xié)同 控制方案 設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM615;TU855
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外智能家居的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)智能家居的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 智能家居現(xiàn)存問題13-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14
• 1.4 本章小結(jié)14-16
• 第2章 智能家居與光伏發(fā)電能效協(xié)同控制系統(tǒng)16-28
• 2.1 智能家居系統(tǒng)16-21
• 2.1.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.2 系統(tǒng)功能設(shè)計17-19
• 2.1.3 智能家居控制方式19-21
• 2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)21-25
• 2.2.1 光伏發(fā)電工作原理21-22
• 2.2.2 光伏發(fā)電控制方式22-25
• 2.3 能效協(xié)同控制系統(tǒng)25-26
• 2.3.1 能效協(xié)同控制的概念及需求分析25-26
• 2.3.2 能效協(xié)同控制系統(tǒng)的功能26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第3章 能效協(xié)同控制系統(tǒng)的設(shè)計28-43
• 3.1 系統(tǒng)設(shè)計特點28
• 3.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)功率預(yù)測模型28-33
• 3.2.1 最小二乘支持向量機28-30
• 3.2.2 模型參量的確定30-32
• 3.2.3 模型建立32-33
• 3.2.4 模型驗證33
• 3.3 基于粒子群算法的能效優(yōu)化33-40
• 3.3.1 粒子群優(yōu)化算法33-34
• 3.3.2 能效分析方法34-37
• 3.3.3 不同條件下的能效分析37-40
• 3.4 能效協(xié)同控制設(shè)計40-42
• 3.4.1 能效協(xié)同設(shè)計思想40
• 3.4.2 能效協(xié)同控制方案設(shè)計40-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 能效協(xié)同控制系統(tǒng)的實現(xiàn)43-55
• 4.1 開發(fā)環(huán)境的建立43-45
• 4.1.1 硬件環(huán)境的建立43
• 4.1.2 軟件開發(fā)環(huán)境的建立43-45
• 4.2 智能家居客戶端數(shù)據(jù)庫45-46
• 4.3 智能家居客戶端與主機間通信協(xié)議46-48
• 4.4 系統(tǒng)主要功能實現(xiàn)48-53
• 4.4.1 實驗平臺48-50
• 4.4.2 功能實現(xiàn)50-53
• 4.4.3 系統(tǒng)評價53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 第5章 總結(jié)與展望55-57
• 5.1 總結(jié)55-56
• 5.2 展望56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文60-61
• 致謝61

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