具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种一体式太阳能液流电池系统、控制方法、设备、终端，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的一体式太阳能液流电池系统的控制方法包括以下步骤：

S101，光电阳极表面安装电流和温度的多个传感器的最大光功率点工况调节器，智能替换不同的光电阳极将太阳光转换储存于流经电极的电解液中，最终泵入电解液存储单元；同时流道内置温度、流量监测的多个传感器的最大功率密度工况调节器；

S102，太阳能液流电池云端运行数据模块通过已公开报道的不同光电阳极的太阳能液流电池各项运行数据和实际中太阳能液流电池监控数据终端模块采集的传感器数据建立起来；

S103，通过云端智能模块对这些数据进行分析计算，筛选出适配本电池系统运行的最佳光电阳极和工况范围内的特性参数及算法，从云端导入相应的终端模块，并储存；

S104，终端模块根据云端定时更新的特性参数及算法，结合传感器采集的数据进行快速边缘计算，监控追踪光电阳极最大光功率点和电解液储能最大功率密度的信号；

S105，将信号传输到控制器模块来控制电池的辅助系统中的工况调节器，使调节器改变本电池系统的运行状态，使其达到最佳的运行工况；

S106，终端模块还将采集的数据定时上传到云端智能模块并存储入云端数据库，以供云端智能模块不断计算更新本电池系统的最佳特性参数及算法。

如图2所示，本发明实施例提供的一体式太阳能液流电池系统由光电极充电，用液流电池对外供电，包括含有辅助设备系统的太阳能液流电池系统模块、太阳能液流电池云端运行数据库模块、云端智能控制模块、太阳能液流电池监控数据终端模块。

辅助设备系统模块，包括在太阳能液流电池的光电阳极表面以及流道内分别固定若干个有限区域电流及温度、液压和流量检测单元，每个检测单元包含一个传感电阻，传感电阻的电势差信号用于反映太阳能液流电池阴阳两极流道内的电流密度分布、温度分布信息以及工作状态；

太阳能液流电池系统模块，辅助设备系统和具有不同光电阳极的太阳能液流电池系统构成具有辅助设备的太阳能液流电池系统；

太阳能液流电池云端运行数据库模块，是用于对已有文献公开报道的太阳能液流电池各项运行数据的采集和本设计的太阳能液流电池的上传的各项运行数据建立得到的云端运行数据库；

云端智能控制模块，是用于通过对运行数据库中的数据分析计算，筛选出太阳能液流电池最佳光电阳极以及工作状态，由机械学习形成太阳能液流电池运行的最佳工况范围子数据库，并最终导入太阳能液流电池监控数据终端模块；

太阳能液流电池监控数据终端模块，利用从云端更新的本电池系统的特性参数及算法，通过传感器采集不同光电阳极的太阳能液流电池的工作状态信息，进行边缘计算，追踪光电阳极的最大光功率点；继续通过检测到的流道内阴阳极液体浓度、温度及液压、流量，获得太阳能液流电池辅助设备的最大功率密度调节器的功率，快速达到并获得最大功率密度下的最佳工作状态，转化为具体数值，传入云端运行数据库模块。同时终端模块还将采集的数据定时上传到云端智能模块并存储入云端数据库，以供云端智能模块不断计算更新本电池系统的最佳特性参数及算法。

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

实施例1

本发明的目的是为了快速、准确地跟踪最大光功率点以及最大的功率密度，使太阳能液流电池系统快速、准确地更换最佳的光电阳极同时达到一个最佳的运行工况，提供了一种基于云智能监制的太阳能液流电池系统。图1为本专利提供了一种基于云智能监制的太阳能液流电池系统，包括含有辅助设备系统的太阳能液流电池系统模块、太阳能液流电池云端运行数据库模块、云端智能模块、太阳能液流电池监控数据终端模块。

太阳能液流电池系统包含用于获取太阳能液流电池内部电流密度和温度信息的获取的有限区域电流及温度检测片。在太阳能液流电池的辅助系统中分别在光电阳极表面以及进出液体的流道安装有浓度、温度及液压、流量传感器,用以获取太阳能液流电池辅助系统即浓度调节器、温度调节器、液压调节器和流量调节器。

有限区域电流及温度检测片由若干个有限区域电流及温度检测单元构成，每个有限区域电流和温度检测单元包含一个电流传感电阻和一个温度传感电阻，每个有限区域电流和温度检测单元的电流传感电阻和温度传感电阻的电势差信号可以反映太阳能液流电池内部每个区域的电流密度状态和温度状态，将其转化为太阳能液流电池各个区域的电流密度值和温度值，将其传入云端运行数据库模块。

在太阳能液流电池的光电阳极以及进出液体的流道口分别设置浓度传感器、温度传感器、液压传感器、流量传感器通过检测进出液体的阴阳极流道中液体浓度、温度及流量从而获得太阳能液流电池辅助系统中的浓度调节器、温度调节器、液压调节器及流量调节器等重要部件的工作状态，并将浓度调节器、温度调节器、液压调节器及流量调节器的状态信息传入云端运行数据库模块。

太阳能液流电池云端运行数据库模块，是用来对已有文献公开报道的全钒太阳能液流电池各项运行数据的采集和本设计的太阳能液流电池的上传的各项运行数据建立起来的云端运行数据库。该云端运行数据库的数据采集速度要≤20ms，各单电池信号采集间隔不超过5ms。太阳能液流电池运行参数的实时采集精度≤5％。支持本地储存，储存时间30天，数据每30天更新一次。将数据库的数据传输到云端智能模块。

在云端智能模块对运行数据库中的数据分析计算，筛选出太阳能液流电池最佳工作状态，并由机械学习形成太阳能液流电池运行的最佳工况范围子数据库。并将其导入太阳能液流电池监控数据终端模块。

在太阳能液流电池监控数据终端模块对接收从云端更新的本电池系统的特性参数及算法，通过传感器采集太阳能液流电池的工作状态信息，进行边缘计算，快速、准确跟踪太阳能液流电池光电转换的最大光功率点和最大储能功率密度。监控速度≤20ms，该模块支持本地数据存储，存储时间30天。将最大光功率点信号快速传到控制器模块，同时终端模块还将采集的数据定时上传到云端智能模块并存储入云端数据库，以供云端智能模块不断计算更新本电池系统的最佳特性参数及算法。

在控制器模块对接收的光电转换的最大光功率点和最大储能功率密度信号能快速做出反应，控制各个调节器，即调节太阳能液流电池内部液体的浓度、温度、液压、流量等各个参数，从而改变太阳能液流电池内部电流密度分布和温度分布信息，使其运行在最佳的工况，获得最大的光功率点和功率密度，提高太阳能液流电池的太阳能利用效率。

实施例2

利用本发明的具体实施方案为：

本发明所述的人工智能太阳能液流电池系统通过机器学习和时序分析以规定的时间间隔收集数据，以生成用于预测和控制太阳能液流电池性能的模型，且将生成的模型与测量数据进行比较，对太阳能液流电池进行实时状态监测和异常信号诊断，能在小于20ms内准确的监测和诊断出异常信号，并作出反应，改变太阳能液流电池的工作条件的控制信号，追踪并达到太阳能液流电池的光电转换的最大光功率点和最大储能功率密度，使其高效的运行。在此点附近运行，也就意味着电池系统对太阳能利用效率的提高。

此外，本发明所述的系统可将太阳能液流电池的性能随时间的变化区分为临时且可逆的性能退化状态以及长期且不可逆的性能退化状态，并诊断性能变化的状态，根据太阳能液流电池的诊断状态产生用于改变太阳能液流电池的工作条件的控制信号。

对比例1

目前常用的太阳能液流电池性能优化是基于测控软件和人工调节。太阳能液流电池运行时，测控软件通过连接计算机和太阳能液流电池的接口实时监测数据并记录在计算机上。使用人发现太阳能液流电池已偏离光电转换的最大光功率点和最大储能功率密度，则手动调节测控软件中的参数，使太阳能液流电池的运行状态逐渐恢复到最大功率密度点。如果是单电池，此过程需用时1分钟以上；如果是太阳能液流电池堆，则需时10分钟甚至更久。并且此调节过程还受到使用人专业性的影响。

从实施例2与对比例1相比较可以看出，本发明所述的基于云智能监控的太阳能液流电池不仅能准确的监测和诊断出太阳能液流电池系统的运行状态，而且能快速准确地追踪到太阳能液流电池系统的光电转换的最大光功率点和最大储能功率密度，进而提高了太阳能的利用率。该发明是通过实时数据采集交换而不是通过模拟太阳能液流电池工作状态来获得参数的，因此参数真实度高，能够真实反映太阳能液流电池及其辅助设备的状态信息。其硬件和算法实现简单，实际应用高效便捷。

下面结合工作原理对本发明的技术方案作进一步描述。

本发明实施例提供的新型凸透镜与太阳能液流电池联合储能系统工作时，在太阳光的照射下，通过对光照强度数据库的识别，智能的去更换合适的凸透镜，使得太阳光通过凸透镜得以汇聚。

汇聚后的太阳光提供给光电极半导体使其吸收能量，激发产生载流子即电子-空穴对，同时，含有活性物质的外部电解液通过蠕动泵连续不断且稳定地输送到了反应槽中，电子-空穴对进入电解液中参与电化学反应，并储存在电池的阴极和阳极电解液槽中，使得太阳能直接转化为化学能进行充电。由于新型凸透镜与太阳能液流电池联合储能系统中的电解液是共享的，通过对液流电池的电解液的放电操作，可以随时利用所存储的电能，实现将太阳能、化学能和电能直接且高效地转换。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。