考虑农作物生理特性的农业园区能源互联网综合安全分析方法技术

本公开是关于一种考虑农作物生理特性的农业园区能源互联网综合安全分析方法，包括：建立设施农业光环境调控负荷模型和设施农业热环境调控负荷模型；根据农作物的种类、发育时期确定对应的农作物光热生理安全指标的安全域；根据负荷数值进行能源系统静态安全分析，计算静态安全指标；如果静态安全指标处于安全边界之外，则基于设施农业光环境调控负荷模型和设施农业热环境调控负荷模型调节补光光照强度和调温温度的边界值，以进行补光光照强度和调温温度的安全边界界定，直到能源系统的静态安全指标处于安全边界内，以确定农业负荷的安全范围。本申请相比较传统的安全分析方法，有效提升农业园区能源互联网综合安全分析的准确性和可靠性。的准确性和可靠性。的准确性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
考虑农作物生理特性的农业园区能源互联网综合安全分析方法


[0001]本公开涉及电力系统
，尤其涉及一种考虑农作物生理特性的农业园区能源互联网综合安全分析方法。

技术介绍

[0002]农业科技园区的建设可以加快国家科技兴农步伐，农业科技园区具有能源密度高、能耗大的特点，同时农业科技园区的建设可以扩大农作物的种植规模，有助于国家实现“碳中和”目标。在能源互联网的基础之上，将现代农业科技园区的生产用能引入到能源互联网体系之中，产生了农业园区能源互联网的研究领域。在农业园区能源互联网的“网”侧，研究的主体聚焦为现代农业科技园区，因此农业园区配电网的建设运行尤为关键。充分考虑设施农业环境复杂多变的特点，以此为基础对农业园区能源互联网进行安全分析是农业园区能源互联网落地的关键。农业园区能源互联网面临的设施农业与能源系统的双重安全约束是农业园区能源互联网安全综合性指标制定的依据，但是现有的能源系统静态安全分析与设施农业安全分析都集中于各自的领域，没有形成可以反映设施农业安全和能源系统静态安全之间相互影响的安全预警指标体系与综合安全分析方法，无法保证农业园区能源互联网的安全稳定运行。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种考虑农作物生理特性的农业园区能源互联网综合安全分析方法。
[0004]本申请第一方面的实施例提供了一种考虑农作物生理特性的农业园区能源互联网综合安全分析方法，包括：
[0005]建立设施农业光环境调控负荷模型和设施农业热环境调控负荷模型；
[0006]根据农作物的种类、发育时期确定对应的农作物光热生理安全指标的安全域；
[0007]根据农作物光热安全指标的安全域边界值确定补光光照强度和调温温度的边界值；
[0008]基于补光光照强度和调温温度的边界值计算对应的温室补光负荷和制热负荷大小；
[0009]根据负荷数值进行能源系统静态安全分析，计算能源系统静态安全指标；
[0010]如果所述静态安全指标处于安全边界之外，则基于所述设施农业光环境调控负荷模型和设施农业热环境调控负荷模型调节补光光照强度和调温温度的边界值，以进行补光光照强度和调温温度的安全边界界定，直到能源系统中所述静态安全指标处于所述安全边界内，以确定农业负荷的安全范围。
[0011]在一些示例中，所述设施农业光环境调控负荷模型至少包括：温室外太阳辐射模型、温室内太阳辐射模型和基于农作物净光合速率的补光模型。
[0012]在一些示例中，所述温室外太阳辐射模型具体为：
[0013]地面的太阳直接辐射、太阳散射辐射与大气透明系数、太阳常数、太阳高度角以及大气光学质量，其中，太阳高度角和太阳时角、太阳赤纬角、时间以及当地的经度、纬度、日序数有关。
[0014]在一些示例中，还包括：
[0015]根据温室外的太阳直射辐射以及温室的太阳直射辐射透光率，得到温室内的太阳直射辐射强度。
[0016]在一些示例中，还包括：
[0017]根据温室外的太阳散射辐射以及温室的太阳散射辐射透光率，得到温室内太阳散射辐射。
[0018]在一些示例中，还包括：
[0019]根据所述温室内的太阳直射辐射强度和所述温室内太阳散射辐射得到温室内太阳散射辐射，其中，所述温室内太阳散射辐射为：
[0020]I
N
＝I
dindoor
+I
sindoor
，
[0021]其中，I
N
为温室内太阳总辐射强度，I
dindoor
温室内太阳直射强度，I
sindoor
为温室内太阳散射强度。
[0022]在一些示例中，所述基于农作物净光合速率的补光模型具体为：
[0023]农作物的净光合速率是表征农作物有机物积累量的一项指标，农作物叶片表面的光合有效辐射I维持在I
LCP
与I
LSP
之间，以保持农作物对光的正常生理特性需要。
[0024]在一些示例中，所述设施农业热环境调控负荷模型采用基于空气源热泵的设施农业温室热环境调控模型。
[0025]在一些示例中，所述静态安全指标至少包括静态电压稳定指数、有功功率行为指标和电压越限指标。
[0026]本专利技术第二方面的实施例公开了一种考虑农作物生理特性的农业园区能源互联网综合安全分析系统，包括：
[0027]建立模块，用于建立设施农业光环境调控负荷模型和设施农业热环境调控负荷模型；
[0028]分析模块，用于根据农作物的种类、发育时期确定对应的农作物光热生理安全指标的安全域，根据农作物光热安全指标的安全域边界值确定补光光照强度和调温温度的边界值，并基于补光光照强度和调温温度的边界值计算对应的温室补光负荷和制热负荷大小，并根据负荷数值进行能源系统静态安全分析，计算静态安全指标，以及如果所述静态安全指标处于安全边界之外，则基于所述设施农业光环境调控负荷模型和设施农业热环境调控负荷模型调节补光光照强度和调温温度的边界值，以进行补光光照强度和调温温度的安全边界界定，直到能源系统中所述静态安全指标处于所述安全边界内，以确定农业负荷的安全范围。
[0029]本申请实施例所提供的考虑农作物生理特性的农业园区能源互联网综合安全分析方法，首先，考虑农作物生理特性安全以及能源系统静态安全运行，系统地构建了可以反映设施农业安全与能源系统静态安全之间相互影响的安全指标体系，可以综合度量设施农业与能源系统之间的协同安全。此外，农业园区能源互联网产生子系统安全问题的时间尺
度不同，基于此特点提出了一种保证设施农业与能源系统之间协同安全的综合安全分析方法。对设施农业安全与能源系统安全进行综合分析，提出了用安全预警指标体系去刻画设施农业与能源系统之间的协同安全，并且解决了产生设施农业安全与能源系统安全时间尺度不同，但是如何进行协同安全分析的问题，提升了农业园区能源互联网综合安全分析的准确性和可靠性。
附图说明
[0030]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0031]图1为考虑农作物生理特性的农业园区能源互联网综合安全分析方法流程示意图；
[0032]图2为农业园区能源互联网安全指标影响示意图；
[0033]图3为太阳辐射模型中每个变量之间的关系示意图；
[0034]图4为农业园区配电网示意图；
[0035]图5为温室外界光照变化图；
[0036]图6为温室外界弱光环境下DLI变化曲线示意图；
[0037]图7为温室外界弱光环境下基于光安全指标的安全分析示意图；
[0038]图8为温室外界低温环境下GDD变化曲线示意图；
[0039]图9为温室外界低温环境下基于热安全指标的安全分析示意图；
[0040]图10为补光光照强度边界界定后DLI变化曲线的示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑农作物生理特性的农业园区能源互联网综合安全分析方法，其特征在于，包括：建立设施农业光环境调控负荷模型和设施农业热环境调控负荷模型；根据农作物的种类、发育时期确定对应的农作物光热生理安全指标的安全域；根据农作物光热安全指标的安全域边界值确定补光光照强度和调温温度的边界值；基于补光光照强度和调温温度的边界值计算对应的温室补光负荷和制热负荷大小；根据负荷数值进行能源系统静态安全分析，计算静态安全指标；如果所述静态安全指标处于安全边界之外，则基于所述设施农业光环境调控负荷模型和设施农业热环境调控负荷模型调节补光光照强度和调温温度的边界值，以进行补光光照强度和调温温度的安全边界界定，直到能源系统中所述静态安全指标处于所述安全边界内，以确定农业负荷的安全范围。2.根据权利要求1所述的考虑农作物生理特性的农业园区能源互联网综合安全分析方法，其特征在于，所述设施农业光环境调控负荷模型至少包括：温室外太阳辐射模型、温室内太阳辐射模型和基于农作物净光合速率的补光模型。3.根据权利要求2所述的考虑农作物生理特性的农业园区能源互联网综合安全分析方法，其特征在于，所述温室外太阳辐射模型具体为：地面的太阳直接辐射、太阳散射辐射与大气透明系数、太阳常数、太阳高度角以及大气光学质量，其中，太阳高度角和太阳时角、太阳赤纬角、时间以及当地的经度、纬度、日序数有关。4.根据权利要求3所述的考虑农作物生理特性的农业园区能源互联网综合安全分析方法，其特征在于，还包括：根据温室外的太阳直射辐射以及温室的太阳直射辐射透光率，得到温室内的太阳直射辐射强度。5.根据权利要求4所述的考虑农作物生理特性的农业园区能源互联网综合安全分析方法，其特征在于，还包括：根据温室外的太阳散射辐射以及温室的太阳散射辐射透光率，得到温室内太阳散射辐射。6.根据权利要求5所述的考虑农作物生理特性的农业园区能源互联网综合安全分析方法，其特征在于，还包括：根据所述温室内的太阳直射辐射强度和所述温室内太阳散射辐射得到温室内太阳散射辐射，其中，所述温室内太阳散射辐射为：I
N...

【专利技术属性】
技术研发人员：付学谦，魏中辉，龙海，周亚中，马令希，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：