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《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:

第45卷

期数:

2017年03期

页码:

14-20

栏目:

专论与综述

出版日期:

2017-02-05

文章信息/Info

Title:

Research progress on greenhouse energy management system

作者:

孙俊林¹;  曾成¹;  张馨²;  郑文刚³; 4

1.河北工业大学电子信息工程学院，天津 300401； 2.北京农业智能装备技术研究中心，北京 100097；
3.国家农业智能装备工程技术研究中心，北京 100097； 4.农业部农业信息技术重点实验室，北京 100097

Author(s):

Sun Junlin; et al

关键词:

温室; 能源管理系统; 检测; 节能; 优化

Keywords:

-

分类号:

S625.5⁺1

DOI:

-

文献标志码:

A

摘要:

温室能源管理系统是温室生产管理的重要组成部分，该系统在环境调控的基础上通过对温室各供能和耗能设备运行状态监测、计量与计算分析，依据能源优化策略管理并规划能源调度与分配，达到节能降耗、提高经济效益的目的。设施园艺发达国家将能源管理系统作为独立功能组件选择有效能量来源为温室生产提供适宜热量、二氧化碳及光环境以提升能源效率和温室可持续发展，在理论研究与实际应用方面都处于领先位置。我国对温室节能的研究多集中于节能设施、结构材料、环境监控等方面，缺少从系统角度考虑的综合能源管理软硬件系统。在分析当前温室能源消耗和节能管理研究应用现状的基础上，提出并介绍温室能源管理系统的基本功能模块与构架组成，详细综述能源计量检测、能源信息管理、能源优化调度决策等关键技术研究进展，探明温室能源管理系统存在的问题及在国内应用可行性，为温室能源管理系统在我国温室生产中的应用提供依据。

Abstract:

-

参考文献/References:

［1］尤章金. 基于BACnet协议的制造业企业能源管理系统的研究［D］. 北京：北京机械工业自动化研究所，2010.
［2］魏阿勇，凌志浩，潘濛濛. 建筑能源管理系统开发［J］. 上海电机学院学报，2013，16(3)：141-145，152.
［3］Kintner-Meyer M，Conant R. Opportunities of wireless sensors and controls for building operation［J］. Energy Engineering Journal，2005，102(5)：27-48.
［4］张全. 楼宇自控在绿色建筑中的应用［J］. 电工技术，2012(7)：9-11，17.
［5］靳晓刚，叶舟，张慎明. 智能楼宇能源管理研究［J］. 应用能源技术，2010(10)：48-50.
［6］Menzel K，Pesch D，Flynn O，et al. To-wards a wireless sensor platform for energy efficient building operation［J］. Tsinghua Science and Technology，2008，13(Suppl 1)：381-386.
［7］Feng Y P，Wu Y，Liu C B. Energy-efficiency supervision systems for energy management in large public buildings：necessary choice for China［J］. Energy Policy，2009，37(6)：2060-2065.
［8］崔然，马旭东，彭昌海，等. 楼宇能源管理系统设计与实现［J］. 计算机技术与发展，2010，20(7)：184-187.
［9］邓璐娟. 智能温室的模型和控制策略研究［D］. 上海：上海大学，2004.
［10］冯广和. 温室的节能问题［J］. 农村实用工程技术·温室园艺，2004(5)：23-25.
［11］徐大成. 北方型玻璃连栋温室节能技术开发研究［J］. 辽宁农业科学，2003(1)：8-11.
［12］Pieters J G，Deltour J M. Moldeling solar energy input in greenhouse［J］. Solar Energy，1999，67(1/2/3)：119-130.
［13］姚益平，戴剑锋，罗卫红，等. 中国连栋温室黄瓜周年生产能耗分布模拟［J］. 农业工程学报，2011，27(1)：273-279，封3.
［14］柴立龙，马承伟，张义，等. 北京地区温室地源热泵供暖能耗及经济性分析［J］. 农业工程学报，2010，26(3)：249-254.
［15］Cemek B，Demir Y. Testing of the condensation characteristics and light transmissions of different plastic film covering materials［J］. Polymer Testing，2005，24(3)：284-289.
［16］孙心心，邹志荣，王宏丽，等. 新型复合相变墙日光温室性能实测分析［J］. 农机化研究，2010，32(3)：168-170.
［17］籍秀红. 日光温室墙体综合热性能的评价与测试研究［C］. 2007年中国农业工程学会学术年会，2007.
［18］李胜利，霍颖君，孙治强. 不同层次简易覆盖的巨型塑料大棚温度特征研究［J］. 河南农业大学学报，2008，42(6)：621-624.
［19］Fang H. Quantification of performance in plant factory［J］. Technol Adv Prot Horti，2013，65：64-71.
［20］刘水丽. 人工光源在密闭式植物工厂中的应用研究［D］. 北京：中国农业科学院，2007.
［21］Tong Y，Yang Q，Shimamura S. Analysis of Electric-Energy utilization efficiency in a plant factory with artificial light for lettuce production［C］.Proceedings of the International Symposium on New Technologies for Environment Control，Energy-Saving and Crop Prod in Greenhouse and Plant Factory-GreenSys，2013.
［22］Tong Y，Kozai T，Ohyama K. Performance of household heat pumps for nighttime cooling of a tomato greenhouse during the summer［J］. Applied Engineering in Agriculture，2013，29(3)：1-8.
［23］Kozai T. resource use efficiency of closed plant production system with artificial light：concept，estimation and application to plant factory［J］. Proceedings of the Japan Academy Series B，2013，89：447-461.
［24］Seginer I，Hwang Y，Boulard T，et al. Mimicking an expert greenhouse grower with a neural-net policy［J］. Transactions of the ASAE，1996，39(1)：299-306.
［25］Aaslyng J M，Lund J B，Ehler N，et al. IntelliGrow：a greenhouse component-based climate control system［J］. Environmental Modelling & Software，2003，18(7)：657-666.
［26］Lacroix R，Kok R. Simulation-based control of enclosed ecosystems-a case study：determination of greenhouse heating setpoints［J］. Canadian Agricultural Engineering，1999，41(3)：175-183.
［27］Korner O，Challa H. Design for an improved temperature integration concept in greenhouse cultivation［J］. Computers and Electronics in Agriculture，2003，39(1)：39-59.
［28］Korner O，Bakker M J，Heuvelink E. Daily temperature integration：a simulation study to quantify energy consumption［J］. Biosystems Engineering，2004，87(3)：333-343.
［29］Korner O，Challa H. Temperature integration and process-based humidity control in chrysanthemum［J］. Computers and Electronics in Agriculture，2004，43(1)：1-21.
［30］Blasco X，Martinez M，Herrero J M，et al. Model-based predictive control of greenhouse climate for reducing energy and water consumption［J］. Computers and Electronics in Agriculture，2007，55(1)：49-70.
［31］伍德林，毛罕平，李萍萍. 基于经济最优目标的温室环境控制策略［J］. 农业机械学报，2007，38(2)：115-119.
［32］李志伟，王双喜，高昌珍，等. 以温度为主控参数的日光温室综合环境控制系统的研制与应用［J］. 农业工程学报，2002，18(3)：68-71.
［33］王纪章，李萍萍，毛罕平，等. 基于模型的温室环境调控技术研究［J］. 沈阳农业大学学报，2006，37(3)：463-466.
［34］Vadiee A，Martin V. Energy management in horticultural applications through the closed greenhouse concept，state of the art［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews，2012，16(7)：5087-5100.
［35］Vadiee A，Martin V. Energy management strategies for commercial greenhouses［J］. Applied Energy，2014，114(Suppl 1)：880-888.
［36］Saye A，Vanloon W P，Bot G A，et al. The solar greenhouse：a survey of energy saving methods［J］. Acta Hort，2000(534)：131-138.
［37］Seafreak0123.Argus省能源及PRIVA电脑环控技术［EB/OL］. (2012-02-28) ［2015-12-30］. http：//www.docin.com.
［38］丁小明，魏晓明. 荷兰温室园艺生产技术现场参观记［EB/OL］. (2015-03-29)［2015-12-30］. http：//www.docin.com/p-1110492827.html.
［39］张红兵，郑云萍. 天然气流量计的选型及其计量发展趋势［J］. 石油与天然气化工，2003，32(3)：176-177，188.
［40］安建川，梁光川. 天然气计量技术现状及趋势［J］. 内蒙古石油化工，2007，33(1)：42-45.
［41］温怀海. 超声波流量计在大管径天然气计量中的应用［J］. 石油规划设计，2003，14(6)：20-21.
［42］张延宇，曾鹏，臧传治. 智能电网环境下家庭能源管理系统研究综述［J］. 电力系统保护与控制，2014，42(18)：144-154.
［43］Wang Z Y，Zheng G L. Residential appliances identification and monitoring by a nonintrusive method［J］. IEEE Transactions on Smart Grid，2012，3(1)：80-92.
［44］Dong M，Meira P C，Xu W，et al. An event window based load monitoring technique for smart meters［J］. IEEE Transactions on Smart Grid，2012，3(2)：787-796.
［45］Tsai M S，Lin Y H. Development of a non-intrusive monitoring technique for appliance identification in electricity energy management［C］. Advanced Power System Automation and Protection(APAP)，2011 International Conference on，IEEE，2011：108-113.
［46］Chang H H，Chen K L，Tsai Y P，et al. A new measurement method for power signatures of nonintrusive demand monitoring and load identification［J］. IEEE Transactions on Industry Applications，2012，48(2)：764-771.
［47］Gao Y，Yang H. Non-intrusive load identification by fuzzy cluster analysis based on active power［C］. Power and Energy Engineering Conference，2012：1-4.
［48］Zeifman M. Disaggregation of home energy display data using probabilistic approach［J］. IEEE Transactions on Consumer Electronics，2012，58(1)：23-31.
［49］Suzuki K，Inagaki S，Suzuki T，et al. Nonintrusive appliance load monitoring based on integer programming［C］. SICE Annual Conference，2008. IEEE ，2008：2742-2747.
［50］Fan Y C，Liu X，Lee W C，et al. Efficient time series disaggregation for non-intrusive appliance load monitoring［C］. 9^th International Conference on Ubiquitous Intelligence&Computing and 9^th International Conference on Autonomic&Trusted Computing，2012：225-248.
［51］Srivastava M. From measurements to sustainable choices［J］. IEEE Design & Test of Computers，2012，29(4)：58-60.
［52］王成，李民赞，王丽丽，等. 基于数据仓库和数据挖掘技术的温室决策支持系统［J］. 农业工程学报，2008，24(11)：169-171.[HT][HT][FL)] ［53］Hu Y G，Li P P，Zhang X L，et al. Integration of an environment information acquisition system with a greenhouse management expert system［J］. New Zealand Journal of Agricultural Research，2007，50(5)：855-860.
［54］Koerner O，van Straten G. Decision support for dynamic greenhouse climate control strategies［J］. Computers and Electronics in Agriculture，2008，60(1)：18-30.
［55］李萍萍，夏志军，胡永光，等. 温室黄瓜环境管理智能决策支持系统初探［J］. 江苏大学学报(自然科学版)，2004，25(1)：5-8.
［56］王纪章，李萍萍，毛罕平. 基于作物生长和控制成本的温室气候控制决策支持系统［J］. 农业工程学报，2006，22(9)：168-171.
［57］Abdi R，Hematian A，Ebrahim Z S，et al. Optimization of energy consumption pattern in the maize prodution system in kermanshah provinc of Iran［J］. Research Journal of Applied Sciences，Engineering and Technology，2012，4(15)：2548-2554.
［58］Zarei-Shahamat E，Hematian A. Energy optimization for greenhouse production process of cucumber using linear programming case study in Kermanshah［J］. African Journal of Agricultural Science and Technology，2013，1(1)：24-29.
［59］Namdari M，Kangarshahi A A. Modeling energy flow for orange production in Iran［J］. International Journal of Plant，Animal and Environmental Sciences，2011，1(1)：131-139.
［60］Taki M，Abidi R. Energy inputs-yield relationship and sensitivity analysis for tomato greenhouse production in Iran［J］. Agric Eng Int：CIGR Journal，2013，15(1)：59-67.
［61］Pahlavan R，Omid M，Akram A. Modeling and sensitivity analysis of energy inputs for greenhouse cucumber production［J］. Journal of Agricultural Technology，2011，7(6)：1509-1521.
［62］Habib R F，Seyed A T. Energy efficiency analysis of white button mushroom produer in alburz province of Iran：a data envelopment analysis approach［J］. Open Journal of Energy Efficiency，2013(2)：65-74.
［63］邹秋滢. 温室小气候模型的建立及其控制策略研究［D］. 沈阳：沈阳农业大学，2010.
［64］Erik R，Both A J，Ruters. Greenhouse energy conservation strategies［EB/OL］. (2011-11-01)［2015-12-23］. http：//msue.anr.msu.edu.
［65］Priva公司手册. Using connext 900 and optimahouse manual［Z］.2010.

相似文献/References:

[1]祁金虎,张玉龙.滴灌灌水控制下限对温室番茄产量、品质、水分利用效率的影响[J].江苏农业科学,2014,42(12):198.
　Qi Jinhu,et al.Effects of drip irrigation control low limit on yield，quality and water use efficiency of tomato in greenhouse[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(03):198.
[2]徐小华,曾晓红,全晓松,等.虚拟仪器大棚温室环境远程监测系统设计[J].江苏农业科学,2014,42(10):389.
　Xu Xiaohua,et al.Design of environment remote monitoring system in greenhouse based on virtual instrument[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(03):389.
[3]陈大鹏,毛罕平,左志宇.基于Android手机的温室环境远程监控系统设计[J].江苏农业科学,2013,41(09):375.
　Chen Dapeng,et al.Design of greenhouse environment remote monitoring system based on android mobile phone[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(03):375.
[4]吴霞,王世荣,王长军,等.温室定时轮流喷雾控制系统设计与应用[J].江苏农业科学,2016,44(03):404.
　Wu Xia,et al.Design and application of timing and rotation spray control system in greenhouse[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2016,44(03):404.
[5]吴春芳,李强峰.2种栽培措施对温室油桃果实品质的影响[J].江苏农业科学,2013,41(10):147.
　Wu Chunfang,et al.Effect of two cultivation measures on fruit quality of Prunus persica var. nectarina[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(03):147.
[6]朱朋波,赵统利,邵小斌,等.连云港市温室切花轮作及高效种养模式的构建[J].江苏农业科学,2013,41(11):183.
　Zhu Pengbo,et al.Crop rotation of cut flowers cultivated in greenhouse and construction of high efficient planting patterns in Lianyungang City[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(03):183.
[7]刘文合,杨闯.日光温室集雨系统研究进展[J].江苏农业科学,2013,41(12):411.
　Liu Wenhe,et al.Research progress of rainwater harvesting system of sunlight greenhouse[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2013,41(03):411.
[8]姜丽飞.温室中无线环境测控系统的设计[J].江苏农业科学,2014,42(04):356.
　Jiang Lifei.Design of a wireless environmental monitoring and control system in greenhouse[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(03):356.
[9]姜晓剑,曹继文,王磊明,等.基于物联网的温室红椒发育模拟模型[J].江苏农业科学,2015,43(10):507.
　Jiang Xiaojian,et al.Simulation of growth of cayenne pepper in greenhouse based on internet of things[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2015,43(03):507.
[10]单慧勇,赵辉,杨延荣,等.基于PLC的日光温室二氧化碳气肥调控系统设计[J].江苏农业科学,2015,43(08):388.
　Shan Huiyong,et al.Design of greenhouse CO2 regulation system based on PLC[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2015,43(03):388.

备注/Memo

备注/Memo:

收稿日期：2016-02-24
基金项目：农村领域国家科技计划(编号：2014BAD08B0202)。
作者简介：孙俊林(1991—)，男，河北邢台人，硕士研究生，主要从事通信与信息系统、农业信息化方面研究。E-mail：379473744@qq.com。
通信作者：张馨，博士，副研究员，主要从事设施环境调控与能源管理方面研究。E-mail：zhangx@nercita.org.cn。

常用功能

更新日期/Last Update: 2017-02-05