[发明专利]一种碳纤维电供暖的谷电应用控制方法及谷电储能系统

权利要求书

1.一种碳纤维电供暖的谷电储能系统，其特征在于，包括碳纤维加热单元（11）、碳纤维蓄热单元（12）、碳纤维控制器（13）、采集器（14）、服务器（15）和客户端（16），碳纤维加热单元（11）镶嵌在碳纤维蓄热单元（12）中，碳纤维加热单元（11）与碳纤维控制器（13）相连，碳纤维控制器（13）与采集器（14）相连，采集器（14）与服务器（15）相连，服务器（15）与客户端（16）建立通信连接；

所述碳纤维加热单元（11）用于将电能转化为热能，对碳纤维蓄热单元（12）进行加热；所述碳纤维蓄热单元（12）用于储存转化的热能，并对室内进行供热；所述碳纤维控制器（13）用于采集室内温度，并根据设定的加热时段、加热温度参量对所述碳纤维加热单元（11）的电源进行控制；所述采集器（14）为数据传输通道，将所述碳纤维控制器（13）采集的数据上传给服务器（15），将服务器（15）的命令下发给碳纤维控制器（13）；服务器（15）用于对数据的存储、分析，决策相关控制参量，并为客户端（16）的数据交互提供相关服务；所述客户端（16）对用户的操作、数据展现提供人机交互界面；

所述碳纤维加热单元（11）由绝热层（22）、反射层（23）、接地网（24）和碳纤维发热线（25）组成，所述碳纤维蓄热单元（12）由蓄热层（26）和面层（27）组成，所述绝热层（22）平铺在地面基础层（21）上，反射层（23）平铺在绝热层（22）上，接地网（24）平铺在反射层（23）上，碳纤维发热线（25）按一定间距固定在接地网（24）上，蓄热层（26）铺设在接地网（24）上，且碳纤维发热线（25）嵌入在蓄热层（26）内，面层（27）铺设在蓄热层（26）上；

采用相变温度在26℃~30℃的低温相变材料，将其封装成胶囊颗粒，填充在混凝土内，用于铺设蓄热层（26）；

该谷电储能系统还包括运行如下步骤：

步骤1：测量室内温度，判断室内温度是否超过设定的室内温度，如已超过设定的室内温度，则关闭加热，如未超过设定的室内温度，则进行谷电时段判断；

步骤2：如果当前时间是在谷电时段内，那么执行谷电时段处理步骤；如果当前时间在非谷电时段，那么执行非谷电时段处理步骤；

谷电时段处理步骤包括：

步骤A1：预测碳纤维蓄热单元（12）内的蓄热量，并根据碳纤维加热单元（11）的加热功率及房屋的耗散功率预测还需加热时长s1；

步骤A2：在谷电时段内，如预测时间会超出谷电时段时立即启动加热，进行蓄热；如预测时间未超出谷电时段时，则根据是否低于温度下限来控制是否加热；

非谷电时段处理步骤包括：

步骤B1：在非谷电时段，预测碳纤维蓄热单元（12）内的当前可用蓄热量Q，并根据房屋的耗散功率预测还可供热时长s2；

步骤B2：如当前时间是在峰电时段内，则根据是否低于温度下限来控制是否加热；如当前时间不在峰电时段内，则根据预测的还可供热时长s2判断是否可以错开峰电，如不能错开峰电，则执行峰电不能错开处理步骤，如能错开峰电，则执行峰电错开处理步骤；

峰电不能错开处理步骤：如不能错开峰电则预测避开峰电需加热时长s3，根据当前时间和预测的避开峰电加热时长s3确定是否开启避开峰电加热，如果需要开启则直接开启加热，否则根据是否低于温度下限来控制是否加热；

峰电错开处理步骤包括：

步骤C1：如当前时间不在峰电时段内，且可以避开峰电，则根据预测的还可供热时长s2判断是否可以持续供热至下一个谷电时段开始，如可持续供热至下一个谷电时段开始，则根据是否低于温度下限来控制是否加热；如不能持续供热至下一个谷电时段开始时，则预测持续供热至下一个谷电开始还需加热时长s4，然后执行步骤C2；

步骤C2：判断持续加热是否会超出最大蓄热量，如会超出最大蓄热量，则将加热时段分段处理，如未超出最大蓄热量，则执行步骤C3；分段处理时需在蓄热时使蓄热量达到最大蓄热量Qmax，放热时使蓄热量接近最小蓄热量Qmin，以减少相变材料的相变次数；

步骤C3：根据预测的加热时长s4，分配加热时间段，根据加热时间段确定是否开启加热；如需开启加热则直接打开加热，否则根据是否低于温度下限来控制是否加热。