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申请/专利权人：三亚中国农业科学院国家南繁研究院

摘要：本发明公开了一种智能光热平衡节能设施温室及控制方法，包括温室、光伏发电与储能系统、温室AI控制系统，光伏发电与储能系统主要由光伏电板、发电板驱动架和储能站组成，发电板驱动架结合了夸父算法能够带动光伏电板实时跟踪太阳，温室AI控制系统中由电力转换箱、智能配电控制盒组成的智能电气控制柜承担温室的配电与电力转换工作，智能电气控制柜与传感器、控制器、执行机构、储能站及其他温室负载连接，合理调节光伏电板与储能站和这些负载的电能供给，本发明通过采用更加简化的夸父算法，最大限度保持光伏电板的发电效率，通过相应的微网控制流程，合理调配了太阳能所转化的电能。

主权项：1.一种智能光热平衡节能设施温室的控制方法，包括步骤：S1，确定光伏发电与储能系统调控的配置信息；S2，光伏发电与储能系统结合了夸父算法，在接收配置信息后，能够带动光伏系统中光伏电板转动，实现光伏电板实时跟踪太阳；S3，温室AI控制系统通过读取配置信息数据、光伏发电与储能系统数据、微网负载数据，进行微网控制流程；所述配置信息包括获取的气象站数据和时钟模块获取的当前时间，所述气象站数据包括风速、光照强度、日照时数、日出日落时间，所述当前时间与气象站数据互相验证以判断当前时间是否为白天并进一步判断当前是否为晴天或多云天气；所述光伏发电与储能系统包括光伏电板、发电板驱动架和储能站，该发电板驱动架是由东西、南北向的运动轨迹互相垂直的两个步进电机驱动的二自由度机械结构，该发电板驱动架集成了控制芯片、时钟模块、倾角传感器、电子罗盘模块与光照度传感器共同构成控制系统A，该控制系统A通过读取时钟模块、倾角传感器、电子罗盘模块的数据控制步进电机调节发电板驱动架，进而把安装在发电板驱动架上的光伏电板板面粗调大致指向太阳；其特征在于，所述光照度传感器在发电板驱动架上按照正方形顶点位置排布，该光照度传感器的对角线位置分别对应东西、南北两组，分别对应东西、南北两个方向的电机，该控制系统A中采用机器人自主导航控制中一种路径规划的控制方法——人工势场法，通过读取分组内的两个光照度传感器的数据，控制东西、南北两个方向的电机；所述人工势场法将太阳视为人工势场法中假定的“力场点”，在光伏电板的控制中，仅存在太阳位置的“引力场”，而不存在障碍物的“斥力场”，而虚拟引力场则表现为阳光对四个方向光照度传感器的“引力”，利于简化算法内容，该人工势场法简化后的算法为夸父算法；引力势场主要与光照度传感器和太阳位置间的距离有关，距离越大，所受的势能值就越大；距离越小，所受的势能值则越小，引力势场函数为： 其中为正比例增益系数，是尺度因子，为一个矢量，表示光照度传感器的位置和太阳位置之间的欧几里德距离，矢量方向是从光照度传感器的位置指向太阳位置；相应的引力为引力场的负梯度： ；设光照度传感器位置为，太阳位置为，则引力势场函数由下式： 改写为： ；根据梯度下降法，在这种情况下，势场U的负梯度可被认为是位形空间中作用在所控设备上的一个广义力： ；所述步骤S2具体步骤包括：若当前风速小于6级，当前为白天且为晴天或多云，根据配置信息计算出此刻太阳高度角和太阳方位角，控制系统A根据计算出的太阳高度角和太阳方位角数据，分别控制东西、南北向两个电机粗调节光伏电板板面朝向，随后控制系统A调用简化后的人工势场法即夸父算法控制东西、南北两个方向的电机进行精确调节，使光伏电板板面实时朝向太阳，使光伏电板全天接收最大光照；若当前风速小于6级，当前为白天且非晴天或多云，光伏电板粗调角度正对太阳；若当前风速小于6级，且当前为夜晚，光伏电板角度回归初始位置；若当前风速大于等于6级，光伏电板保持水平；所述微网控制流程，包括夜间模式流程、大负载检验流程、小负载检验流程和等负载执行流程四个子流程。

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