本發(fā)明涉及bipv智能設(shè)計(jì)與優(yōu)化，更具體地說，本發(fā)明涉及一種基于bim的bipv智能設(shè)計(jì)與優(yōu)化平臺控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著建筑信息模型（bim）與建筑集成光伏（bipv）技術(shù)的快速發(fā)展，其在綠色建筑設(shè)計(jì)與施工中的應(yīng)用日益廣泛。bipv作為未來可持續(xù)建筑的重要組成部分，其設(shè)計(jì)與優(yōu)化對于提高建筑能效、促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型具有重要意義。

2、現(xiàn)有的基于bim的bipv智能設(shè)計(jì)與優(yōu)化平臺控制系統(tǒng)主要包括：bim數(shù)據(jù)集成模塊、智能設(shè)計(jì)優(yōu)化模塊、性能模擬分析模塊以及用戶交互界面。其中，bim數(shù)據(jù)集成模塊負(fù)責(zé)整合建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、電氣等多專業(yè)信息，構(gòu)建詳盡的建筑信息模型；智能設(shè)計(jì)優(yōu)化模塊利用先進(jìn)的算法，對bipv組件的布局、容量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以最大化光伏發(fā)電效率；性能模擬分析模塊則通過模擬建筑在不同環(huán)境條件下的能耗與光伏產(chǎn)出，評估bipv系統(tǒng)的整體性能；用戶交互界面為設(shè)計(jì)師和工程師提供直觀、易用的操作平臺，支持設(shè)計(jì)方案的快速迭代與優(yōu)化。

3、然而，在現(xiàn)有的bipv設(shè)計(jì)與優(yōu)化平臺中，往往側(cè)重于光伏組件的布局優(yōu)化與能效分析，而忽視了建筑本身能耗模式與bipv系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)交互影響，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案在實(shí)際應(yīng)用中的適應(yīng)性和能效表現(xiàn)受限。此外，數(shù)據(jù)采集與分析的廣度與深度不足，也限制了系統(tǒng)對復(fù)雜環(huán)境因素的精準(zhǔn)響應(yīng)能力。

4、因此，急需一種深度融合bim與bipv技術(shù)的智能設(shè)計(jì)與優(yōu)化平臺控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集不全面、分析結(jié)果精準(zhǔn)度不足以及設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)行脫節(jié)的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種基于bim的bipv智能設(shè)計(jì)與優(yōu)化平臺控制系統(tǒng)，通過以下方案，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于bim的bipv智能設(shè)計(jì)與優(yōu)化平臺控制系統(tǒng)，包括：

3、數(shù)據(jù)批次劃分模塊：用于將待采集的數(shù)據(jù)確定為目標(biāo)數(shù)據(jù)，按照等時(shí)間劃分的方式將目標(biāo)數(shù)據(jù)劃分為不同的批次，并依次標(biāo)記為1，2,……，n；

4、bipv數(shù)據(jù)采集模塊：包括系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)采集單元和環(huán)境數(shù)據(jù)采集單元，用于將目標(biāo)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，并將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析模塊；所述系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)采集單元用于采集發(fā)電性能數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)以及能效比數(shù)據(jù)；所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集單元用于采集氣象條件數(shù)據(jù)和建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；

5、bipv數(shù)據(jù)分析模塊包括：系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)分析單元和環(huán)境數(shù)據(jù)分析單元；用于將bipv數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果傳輸?shù)骄C合數(shù)據(jù)評估模塊；所述系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)分析單元包括發(fā)電性能數(shù)據(jù)分析節(jié)點(diǎn)、運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)分析節(jié)點(diǎn)以及能效比數(shù)據(jù)分析節(jié)點(diǎn)；所述環(huán)境數(shù)據(jù)分析單元包括氣象條件數(shù)據(jù)分析節(jié)點(diǎn)和建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析節(jié)點(diǎn)；

6、綜合評估模塊：包括bipv智能設(shè)計(jì)分析單元，用于將bipv數(shù)據(jù)分析模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果傳輸?shù)綄?shí)時(shí)預(yù)警反饋模塊；

7、實(shí)時(shí)預(yù)警反饋模塊：用于建立bipv智能設(shè)計(jì)合理度指數(shù)預(yù)設(shè)值，根據(jù)bipv智能設(shè)計(jì)合理度指數(shù)預(yù)設(shè)值對bipv智能設(shè)計(jì)合理度指數(shù)值進(jìn)行判斷，根據(jù)判斷結(jié)果發(fā)出相應(yīng)信號并將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中。

8、優(yōu)選的，所述發(fā)電性能數(shù)據(jù)包括光伏電池光譜響應(yīng)匹配率sp、系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤精度比st以及部分遮陰條件下系統(tǒng)發(fā)電效率se；所述運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)包括逆變器啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間ir、系統(tǒng)熱斑效應(yīng)比hr以及系統(tǒng)自我清潔效率sc；所述能效比數(shù)據(jù)包括逆變器轉(zhuǎn)換效率ic、電纜傳輸損耗率cl以及系統(tǒng)能效比er。

9、優(yōu)選的，所述氣象條件數(shù)據(jù)包括水平面總輻射量ht、大氣散射率as以及大氣透過率at；所述建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括屋頂傾斜角度ra、屋頂材料反射率rm以及建筑物陰影遮擋率bs。

10、優(yōu)選的，所述發(fā)電性能數(shù)據(jù)分析節(jié)點(diǎn)用于建立發(fā)電性能數(shù)據(jù)計(jì)算模型，將bipv數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)陌l(fā)電性能數(shù)據(jù)導(dǎo)入發(fā)電性能數(shù)據(jù)計(jì)算模型中，得到發(fā)電性能特征系數(shù)值；所述發(fā)電性能數(shù)據(jù)計(jì)算模型具體表示為：

11、，

12、其中，表示第i次計(jì)算的發(fā)電性能特征系數(shù)值，spi表示第i次采集的光伏電池光譜響應(yīng)匹配率，sti表示第i次采集的系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤精度比，sei表示第i次采集的部分遮陰條件下系統(tǒng)發(fā)電效率；i表示從第i個(gè)數(shù)開始，n表示到第n個(gè)數(shù)結(jié)束。

13、優(yōu)選的，所述運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)分析節(jié)點(diǎn)用于建立運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算模型，將bipv數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)倪\(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)導(dǎo)入運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算模型中，得到運(yùn)行狀態(tài)特征系數(shù)值；所述運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算模型具體表示為：

14、，

15、其中，表示第i次計(jì)算的運(yùn)行狀態(tài)特征系數(shù)值，iri表示第i次采集的逆變器啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間，hri表示第i次采集的系統(tǒng)熱斑效應(yīng)比，sci表示第i次采集的系統(tǒng)自我清潔效率；i表示從第i個(gè)數(shù)開始，n表示到第n個(gè)數(shù)結(jié)束。

16、優(yōu)選的，所述能效比數(shù)據(jù)分析節(jié)點(diǎn)用于建立能效比數(shù)據(jù)計(jì)算模型，將bipv數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)哪苄П葦?shù)據(jù)導(dǎo)入能效比數(shù)據(jù)計(jì)算模型中，得到能效比特征系數(shù)值；所述能效比數(shù)據(jù)計(jì)算模型具體表示為：

17、，

18、其中，表示第i次計(jì)算的能效比特征系數(shù)值，ici表示第i次采集的逆變器啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間，cli表示第i次采集的電纜傳輸損耗率，eri表示第i次采集的系統(tǒng)能效比。

19、優(yōu)選的，所述氣象條件數(shù)據(jù)分析節(jié)點(diǎn)用于建立氣象條件數(shù)據(jù)計(jì)算模型，將bipv數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)臍庀髼l件數(shù)據(jù)導(dǎo)入氣象條件數(shù)據(jù)計(jì)算模型中，得到氣象環(huán)境特征系數(shù)值；所述氣象條件數(shù)據(jù)計(jì)算模型具體表示為：

20、，

21、其中，表示第i次計(jì)算的氣象環(huán)境特征系數(shù)值，hti表示第i次采集的水平面總輻射量，asi表示第i次采集的大氣散射率，ati表示第i次采集的大氣透過率；i表示從第i個(gè)數(shù)開始，n表示到第n個(gè)數(shù)結(jié)束。

22、優(yōu)選的，所述建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析節(jié)點(diǎn)用于建立建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算模型，將bipv數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)慕ㄖY(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)導(dǎo)入建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算模型中，得到建筑結(jié)構(gòu)特征系數(shù)值；所述建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算模型具體表示為：

23、，

24、其中，表示第i次計(jì)算的建筑結(jié)構(gòu)特征系數(shù)值，rai表示第i次采集的屋頂傾斜角度，rmi表示第i次采集的屋頂材料反射率，bsi第i次采集的建筑物陰影遮擋率。

25、優(yōu)選的，所述bipv智能設(shè)計(jì)分析單元用于建立bipv智能設(shè)計(jì)計(jì)算模型，將bipv數(shù)據(jù)分析模塊傳輸?shù)陌l(fā)電性能特征系數(shù)值、運(yùn)行狀態(tài)特征系數(shù)值、能效比特征系數(shù)值、氣象環(huán)境特征系數(shù)值以及建筑結(jié)構(gòu)特征系數(shù)值導(dǎo)入bipv智能設(shè)計(jì)計(jì)算模型中，得到bipv智能設(shè)計(jì)合理度指數(shù)值；所述bipv智能設(shè)計(jì)計(jì)算模型具體表示為：

26、，

27、其中，s表示計(jì)算的bipv智能設(shè)計(jì)合理度指數(shù)值，表示第i次計(jì)算的發(fā)電性能特征系數(shù)值，表示第i次計(jì)算的運(yùn)行狀態(tài)特征系數(shù)值，表示第i次計(jì)算的能效比特征系數(shù)值，表示第i次計(jì)算的氣象環(huán)境特征系數(shù)值，表示計(jì)算的氣象環(huán)境特征系數(shù)最小值，表示計(jì)算的氣象環(huán)境特征系數(shù)最大值，表示第i次計(jì)算的建筑結(jié)構(gòu)特征系數(shù)值，表示計(jì)算的建筑結(jié)構(gòu)特征系數(shù)最小值，表示計(jì)算的建筑結(jié)構(gòu)特征系數(shù)最大值；i表示從第i個(gè)數(shù)開始，n表示到第n個(gè)數(shù)結(jié)束。

28、優(yōu)選的，所述bipv智能設(shè)計(jì)合理度指數(shù)預(yù)設(shè)值標(biāo)記為sdef，當(dāng)s>=sdef時(shí)，表示bipv智能設(shè)計(jì)合理度指數(shù)值大于等于bipv智能設(shè)計(jì)合理度指數(shù)預(yù)設(shè)值，則發(fā)出正常信號，該信號說明bipv的智能設(shè)計(jì)狀況比較合理；當(dāng)s<sdef時(shí)，表示bipv智能設(shè)計(jì)合理度指數(shù)值小于bipv智能設(shè)計(jì)合理度指數(shù)預(yù)設(shè)值，則發(fā)出預(yù)警信號給相關(guān)技術(shù)人員，該信號說明bipv的智能設(shè)計(jì)狀況不合理，并記錄此次的bipv智能設(shè)計(jì)合理度指數(shù)值且將其上傳到數(shù)據(jù)庫。

29、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

30、1、本發(fā)明通過數(shù)據(jù)批次劃分模塊，將目標(biāo)數(shù)據(jù)劃分為多個(gè)精細(xì)批次，極大地增強(qiáng)了數(shù)據(jù)組織與處理的針對性與實(shí)用性；通過bipv數(shù)據(jù)采集模塊，多方面采集發(fā)電性能數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)、能效比數(shù)據(jù)、氣象條件數(shù)據(jù)以及建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了從多維度、多方位的數(shù)據(jù)采集，有效規(guī)避了數(shù)據(jù)片面性，為后續(xù)的設(shè)計(jì)優(yōu)化與深入分析構(gòu)建了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；

31、2、本發(fā)明通過bipv數(shù)據(jù)分析模塊，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘與智能分析，計(jì)算出發(fā)電性能特征系數(shù)值、運(yùn)行狀態(tài)特征系數(shù)值、能效比特征系數(shù)值、氣象環(huán)境特征系數(shù)值以及建筑結(jié)構(gòu)特征系數(shù)值，直觀揭示了bipv系統(tǒng)在設(shè)計(jì)與運(yùn)行中的潛在優(yōu)勢與改進(jìn)方向；

32、3、本發(fā)明通過綜合評估模塊，對bipv數(shù)據(jù)分析模塊的輸出結(jié)果進(jìn)行整合與綜合評判，進(jìn)一步提升了設(shè)計(jì)優(yōu)化方案的精確性與實(shí)用價(jià)值；通過實(shí)時(shí)監(jiān)控與實(shí)時(shí)預(yù)警反饋模塊，將分析與優(yōu)化結(jié)果實(shí)時(shí)展示并提供預(yù)警功能，便于設(shè)計(jì)師、工程師及管理層即時(shí)掌握bipv系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)高效、智能的設(shè)計(jì)、優(yōu)化與管理決策。