【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及设施环境调控，尤其涉及一种温室主动蓄放热控制方法和温室热能主动蓄放系统。
技术介绍
1、日光温室是一种农业设施结构，具有保温好、采光优、能耗低和投资少等优点，广泛分布于北方冬季寒冷地区。影响作物生长发育的环境因子包括空气温度、空气湿度、光照和co2浓度等。若作物长期处于不适宜的环境条件，产量和品质会受到严重影响。尽管日光温室可以改善作物生长环境，但其环境调控能力有限，无法避免不利环境的产生。例如，日光温室在高温季节的白天常出现高温低湿问题，在冬季夜晚易发生低温高湿问题，抑制作物生长发育，诱发病虫害。为提升日光温室生产性能，需要配套环境调控设备进一步提高温室热环境调控能力。
2、温室热能主动蓄放技术是解决日光温室冬季低温冷害、积温不足的有效方法，其将温室白天的富余热量收集并储存起来，用于夜间加温，能够实现对温室废热的再利用，提高温室光热资源利用效率，增强日光温室抵御低温的能力，对于墙体蓄热能力差的日光温室尤为重要。现有温室热能主动蓄放系统一般利用温室构件、集热器、热交换器、热泵等装备通过对流换热或太阳能集热的方式实现热量收集，夜间再通过集热组件反向放热。然而，现有温室热能主动蓄放系统装备尚存在两方面的不足，一是仅用于冬季加温，无法与通风降温设备集成，环境调控不全面，独立安装性价比低；二是系统运行主要采用经验控制，缺乏高效的系统运行控制方法。
3、日光温室新建或改造，环境调控要全面考虑调温、调湿和通风换气，优先采用高度集成装备，提高环境调控系统性价比。高性价比是指增加少量设备投资成本，大幅提升温
技术实现思路
1、本专利技术提供一种温室主动蓄放热控制方法和温室热能主动蓄放系统，用以解决现有技术中缺乏高效运行温室热能主动蓄放系统的控制方法的缺陷，以及解决现有温室热能主动蓄放热系统装备无法与通风降温设备集成、环境调控不全面的缺陷。
2、本专利技术提供一种温室主动蓄放热控制方法，应用于温室热能主动蓄放系统，包括：在目标日，更新获取从目标日开始未来n日的天气预报数据；其中，n为正整数；目标日每日更新；基于天气预报数据，判断从目标日开始未来n日中是否存在温室空气温度低于温室作物的生物学下限温度的情况，获得判断结果；基于判断结果，确定目标日温室热能主动蓄放系统的运行模式和控制时域；其中，运行模式包括昼夜温度积分运行模式和连续日温度积分运行模式；控制时域包含目标日；在控制时域内，按照目标日温室热能主动蓄放系统的运行模式，求解最优控制问题，获得控制时域内温室热能主动蓄放系统的控制量；其中，最优控制问题是基于控制时域、控制目标、温室状态约束、控制约束以及温室环境模型确定的；在目标日，控制温室热能主动蓄放系统基于运行模式及控制量运行。
3、根据本专利技术提供的一种温室主动蓄放热控制方法，判断结果包括不存在温室空气温度低于温室作物的生物学下限温度的情况；基于判断结果，确定目标日温室热能主动蓄放系统的运行模式和控制时域，包括：若判断结果为不存在温室空气温度低于温室作物的生物学下限温度的情况，则目标日温室热能主动蓄放系统的运行模式为昼夜温度积分运行模式，且将目标日当天24小时作为控制时域；在控制时域内，按照目标日温室热能主动蓄放系统的运行模式，求解最优控制问题，获得控制时域内温室热能主动蓄放系统的控制量，包括：确定控制时域内的温室作物可获得积温和控制时域内的温室作物所需积温；基于温室作物可获得积温和温室作物所需积温，确定控制目标及温室状态约束；确定控制约束；基于控制时域、控制目标、温室状态约束、控制约束以及温室环境模型，确定最优控制问题；求解最优控制问题，获得控制时域内温室热能主动蓄放系统的控制量。
4、根据本专利技术提供的一种温室主动蓄放热控制方法，判断结果包括存在温室空气温度低于温室作物的生物学下限温度的情况；基于判断结果，确定目标日温室热能主动蓄放系统的运行模式和控制时域，包括：若判断结果为存在温室空气温度低于温室作物的生物学下限温度的情况，则目标日温室热能主动蓄放系统的运行模式为连续日温度积分运行模式，且确定最后一次出现温室空气温度低于温室作物的生物学下限温度的日期，将从目标日到日期之间的时间段作为控制时域；在控制时域内，按照目标日温室热能主动蓄放系统的运行模式，求解最优控制问题，获得控制时域内温室热能主动蓄放系统的控制量，包括：确定控制时域内的温室作物可获得积温和控制时域内的温室作物所需积温；基于温室作物可获得积温和温室作物所需积温，确定控制目标及温室状态约束；确定控制约束；基于控制时域、控制目标、温室状态约束、控制约束以及温室环境模型，确定最优控制问题；求解最优控制问题，获得控制时域内温室热能主动蓄放系统的控制量。
5、根据本专利技术提供的一种温室主动蓄放热控制方法，若温室作物可获得积温小于温室作物所需积温，则确定控制目标为最大化控制时域内的温室作物积温；温室状态约束包括硬约束和软约束；硬约束为温室空气温度不低于温室作物的生物学下限温度，温室的水箱温度处于预设的区间；软约束包括温室空气温度小于或等于温室作物的最适温度上限；控制约束包括温室热能主动蓄放系统仅在温室空气温度高于温室作物的最适温度下限时才进入集热工况，温室的通风窗仅在温室空气温度高于温室作物的最适温度下时才能开启；求解最优控制问题，还获得其他环境调节设备及可控结构组件控制量，以及获得温室空气温度、水箱温度最优轨线；温室作物可获得积温，是在控制目标为最大化控制时域内的温室作物积温时求解最优控制问题获得的。
6、根据本专利技术提供的一种温室主动蓄放热控制方法，若温室作物可获得积温大于或等于温室作物所需积温，则确定控制目标为最小化控制时域内温室热能主动蓄放系统的能耗；温室状态约束包括硬约束和软约束；硬约束为温室空气温度不低于温室作物的生物学下限温度，温室的水箱温度处于预设的区间；软约束包括温室空气温度小于或等于温室作物的最适温度上限，控制时域内的温室作物积温等于温室作物所需积温；控制约束包括温室热能主动蓄放系统仅在温室空气温度高于温室作物的最适温度下限时才进入集热工况，温室的通风窗仅在温室空气温度高于温室作物的最适温度下时才能开启；求解最优控制问题，还获得其他环境调节设备及可控结构组件控制量，以及获得温室空气温度、水箱温度最优轨线；温室作物可获得积温，是在控制目标为最大化控制时域内的温室作本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种温室主动蓄放热控制方法，其特征在于，应用于温室热能主动蓄放系统，包括：
2.根据权利要求1所述的温室主动蓄放热控制方法，其特征在于，所述判断结果包括不存在温室空气温度低于温室作物的生物学下限温度的情况；
3.根据权利要求1所述的温室主动蓄放热控制方法，其特征在于，所述判断结果包括存在温室空气温度低于温室作物的生物学下限温度的情况；
4.根据权利要求2或3所述的温室主动蓄放热控制方法，其特征在于：
5.根据权利要求2或3所述的温室主动蓄放热控制方法，其特征在于：
6.根据权利要求2所述的温室主动蓄放热控制方法，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求3所述的温室主动蓄放热控制方法，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求1所述的温室主动蓄放热控制方法，其特征在于，所述基于所述天气预报数据，判断从目标日开始未来N日中是否存在温室空气温度低于温室作物的生物学下限温度的情况，获得判断结果，包括：
9.一种温室热能主动蓄放系统，其特征在于，使用权利要求1-8任一项所述的温室主动蓄放热控制方法
10.根据权利要求9所述的温室热能主动蓄放系统，其特征在于，所述温室热能主动蓄放系统的运行工况包括集热工况、放热工况、正压通风降温工况；
...【技术特征摘要】
1.一种温室主动蓄放热控制方法，其特征在于，应用于温室热能主动蓄放系统，包括：
2.根据权利要求1所述的温室主动蓄放热控制方法，其特征在于，所述判断结果包括不存在温室空气温度低于温室作物的生物学下限温度的情况；
3.根据权利要求1所述的温室主动蓄放热控制方法，其特征在于，所述判断结果包括存在温室空气温度低于温室作物的生物学下限温度的情况；
4.根据权利要求2或3所述的温室主动蓄放热控制方法，其特征在于：
5.根据权利要求2或3所述的温室主动蓄放热控制方法，其特征在于：
6.根据权利要求2所述的温室主动蓄放热控制方法，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏晓明，孙维拓，周宝昌，赵倩，郑文刚，王明飞，孙园朝，牛通，姜星辰，
申请(专利权)人：北京市农林科学院智能装备技术研究中心，
类型：发明
国别省市：
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