CN106056467A - 基于物联网和云平台的能源管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网和云平台的能源管理系统，包括能源数据采集模块、能源节点控制模块、环境数据采集模块、输电配网控制模块、热网控制模块、数据通信模块和云处理平台；云处理平台输电配网控制模块、热网控制模块和能源节点控制模块发送调控信息，从而实现对能源输出节点、能源输入节点、输电配网的有效管理和调控。本发明的系统以物理传感网为基础，构建智慧神经元，完成能源物联网原始数据的采集，搭建数据平台，通过能源管理平台、环境监测平台、辅助监测平台，动态管理各种数据源，建立数据之间的联系，形成有价值的数据输出。
Description
技术领域
本发明涉及计算机应用，尤其涉及基于物联网和云平台的能源管理系统。
背景技术
能源是现代社会赖以生存和发展的基础.为了应对能源危机,各国积极研究新能源技术,特别是太阳能,风能,生物能等可再生能源.可再生能源具有取之不竭,清洁环保等特点,受到世界各国的高度重视.可再生能源存在地理上分散、生产不连续、随机性、波动性和不可控等特点,传统电力网络的集中统一的管理方式,难于适应可再生能源大规模利用的要求.对于可再生能源的有效利用方式是分布式的“就地收集,就地存储,就地使用”。
但分布式发电并网并不能从根本上改变分布式发电在高渗透率情况下对上一级电网电能质量,故障检测,故障隔离的影响,也难于实现可再生能源的最大化利用,只有实现可再生能源发电信息的共享,以信息流控制能量流,实现可再生能源所发电能的高效传输与共享,才能克服可再生能源不稳定的问题,实现可再生能源的真正有效利用。
我们能源现状的压力：2105年我国GDP总量是676708亿元，2015年我国能源消费总量为43亿吨标煤。而我国发布的能源发展战略行动计划，明确到2020年，我国的目标是用48亿吨标煤实现大约100万亿元的GDP的总量。
环境恶化的压力：在我国赶超式、粗放型的经济发展模式下，生态环境的恶化不可避免，与经济增长的矛盾日益突出，目前我国环境状况可以概括为：局部有所改善，总体仍在恶化。尤其是大气污染、水体污染和土壤的污染是排在前三位的。
因此，如何对能源有效地管理实现能源的有效利用成为亟待解决的问题。
随着电力电子技术,信息技术和智能管理技术的发展,将大量由分布式能量采集装置,分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络节点互联起来,以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络，成为解决能源管理问题的一个思路。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于物联网和云平台的能源管理系统，包括能源数据采集模块、能源节点控制模块、环境数据采集模块、输电配网控制模块、热网控制模块、数据通信模块和云处理平台，其中，
所述能源数据采集模块用于采集多个能源输出节点的能源输出数据和多个能源消耗节点的能源消耗数据；
所述环境数据采集模块用于采集能源输出节点和能源消耗节点的数据；
所述数据通信模块用于实现所述云处理平台与所述能源数据采集模块、能源节点控制模块、环境数据采集模块、输电配网控制模块、热网控制模块的数据通信；
所述云处理平台用于接收所述能源数据采集模块和环境数据采集模块采集的数据，并对接收到的数据进行分析处理，根据分析处理的结果向输电配网控制模块、热网控制模块和能源节点控制模块发送调控信息。
进一步地，所述能源输出节点包括发电装置和热能产生装置，所述输电配网控制模块用于控制发电装置产生的电能的输送，所述热网控制模块用于控制所述热能产生装置产生的热能的输送。
进一步地，所述发电装置包括集中式发电装置和分布式发电装置，所述能源数据采集模块包括电压传感器、电流传感器和微处理单元MCU，所述电压传感器、电流传感器与发电装置对应设置，所述电压传感器用于采集发电装置输出电流的电压，所述电流传感器用于采集发电装置输出电流的电流，所述微处理单元MCU用于接收每个电压传感器和每个电流传感器采集的信号，并根据所述信号计算功率。
进一步地，所述集中式发电装置包括火电装置、核电装置、水电装置、光电装置、气电装置、伏电装置和风电装置。
进一步地，所述分布式发电装置包括多个分布式的太阳能发电装置。
进一步地，所述热能产生装置包括集中式热能产生装置和燃气网络，所述能源数据采集模块包括热量表、天然气流量计和微处理单元MCU，所述热量表与热能产生装置对应设置，所述天然气流量计与燃气网络的节点对应设置，所述微处理单元MCU用于获取所述热量表和天然气流流量计采集的数据，并将获取的数据发送至所述云处理平台。
进一步地，所述能源消耗节点包括照明设备、电气设备、电热设备和电机设备；所述能源数据采集模块包括照明节点采集单元、电气节点采集单元、电热节点采集单元和电机节点采集单元；所述照明节点采集单元用于采集照明设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述电气节点采集单元用于采集电气设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述电机节点采集单元用于采集电机设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述电热节点采集单元用于采集电热设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台。
进一步地，所述能源消耗节点包括热工设备、气动设备和暖通设备；所述能源数据采集模块包括热工节点采集单元、气动节点采集单元和暖通节点采集单元；所述热工节点采集单元用于采集热工设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述气动节点采集单元用于采集气动设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述暖通节点采集单元用于采集暖通设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台。
进一步地，所述环境数据采集模块包括气体采集单元、液体采集单元和噪声采集单元，所述气体采集单元用于采集能源输出节点和能源消耗节点的气体数据，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述液体采集单元用于采集能源输出节点和能源消耗节点的液体数据，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述噪声采集单元用于集能源输出节点和能源消耗节点的噪声数据，并将采集的数据发送至所述云处理平台。
进一步地，所述系统还包括储能装置控制模块，所述云处理平台进一步用于根据分析处理的结果控制向所述储能装置控制模块发出控制指令。
实施本发明，具有如下有益效果：
(1)本发明的系统包括能源数据采集模块、能源节点控制模块、环境数据采集模块、输电配网控制模块、热网控制模块、数据通信模块和云处理平台，能源数据采集模块能够采集多个能源输出节点的能源输出数据和多个能源消耗节点的能源消耗数据；所述环境数据采集模块能够采集能源输出节点和能源消耗节点的数据；云处理平台接收所述能源数据采集模块和环境数据采集模块采集的数据，并对接收到的数据进行分析处理，根据分析处理的结果向输电配网控制模块、热网控制模块和能源节点控制模块发送调控信息，从而实现对能源输出节点、能源输入节点、输电配网的有效管理和调控；另外，本发明还能够采集能源节点的环境数据，实现对环境数据的有效监控，通过云平台的调控，保护环境。
(2)本发明的系统以物理传感网为基础，构建智慧神经元，完成能源物联网原始数据的采集，搭建数据平台，通过能源管理平台、环境监测平台、辅助监测平台，动态管理各种数据源，建立数据之间的联系，形成有价值的数据输出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明实施例提供的系统的结构框图。
图2为本发明实施例提供的系统另一结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1所示，本发明提供了一种基于物联网和云平台的能源管理系统，包括能源数据采集模块、能源节点控制模块、环境数据采集模块、输电配网控制模块、热网控制模块、数据通信模块和云处理平台，其中，
所述能源数据采集模块用于采集多个能源输出节点的能源输出数据和多个能源消耗节点的能源消耗数据；
所述环境数据采集模块用于采集能源输出节点和能源消耗节点的数据；
所述数据通信模块用于实现所述云处理平台与所述能源数据采集模块、能源节点控制模块、环境数据采集模块、输电配网控制模块、热网控制模块的数据通信；
所述云处理平台用于接收所述能源数据采集模块和环境数据采集模块采集的数据，并对接收到的数据进行分析处理，根据分析处理的结果向输电配网控制模块、热网控制模块和能源节点控制模块发送调控信息。
进一步地，所述能源输出节点包括发电装置和热能产生装置，所述输电配网控制模块用于控制发电装置产生的电能的输送，所述热网控制模块用于控制所述热能产生装置产生的热能的输送。
进一步地，所述发电装置包括集中式发电装置和分布式发电装置，所述能源数据采集模块包括电压传感器、电流传感器和微处理单元MCU，所述电压传感器、电流传感器与发电装置对应设置，所述电压传感器用于采集发电装置输出电流的电压，所述电流传感器用于采集发电装置输出电流的电流，所述微处理单元MCU用于接收每个电压传感器和每个电流传感器采集的信号，并根据所述信号计算功率。
如图2所示，进一步地，所述集中式发电装置包括火电装置、核电装置、水电装置、光电装置、气电装置、伏电装置和风电装置。
进一步地，所述分布式发电装置包括多个分布式的太阳能发电装置。
进一步地，所述热能产生装置包括集中式热能产生装置和燃气网络，所述能源数据采集模块包括热量表、天然气流量计和微处理单元MCU，所述热量表与热能产生装置对应设置，所述天然气流量计与燃气网络的节点对应设置，所述微处理单元MCU用于获取所述热量表和天然气流流量计采集的数据，并将获取的数据发送至所述云处理平台。
进一步地，所述能源消耗节点包括照明设备、电气设备、电热设备和电机设备；所述能源数据采集模块包括照明节点采集单元、电气节点采集单元、电热节点采集单元和电机节点采集单元；所述照明节点采集单元用于采集照明设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述电气节点采集单元用于采集电气设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述电机节点采集单元用于采集电机设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述电热节点采集单元用于采集电热设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台。
进一步地，所述能源消耗节点包括热工设备、气动设备和暖通设备；所述能源数据采集模块包括热工节点采集单元、气动节点采集单元和暖通节点采集单元；所述热工节点采集单元用于采集热工设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述气动节点采集单元用于采集气动设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述暖通节点采集单元用于采集暖通设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台。
进一步地，所述环境数据采集模块包括气体采集单元、液体采集单元和噪声采集单元，所述气体采集单元用于采集能源输出节点和能源消耗节点的气体数据，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述液体采集单元用于采集能源输出节点和能源消耗节点的液体数据，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述噪声采集单元用于集能源输出节点和能源消耗节点的噪声数据，并将采集的数据发送至所述云处理平台。
进一步地，所述系统还包括储能装置控制模块，所述云处理平台进一步用于根据分析处理的结果控制向所述储能装置控制模块发出控制指令。
实施本发明，具有如下有益效果：
(1)本发明的系统包括能源数据采集模块、能源节点控制模块、环境数据采集模块、输电配网控制模块、热网控制模块、数据通信模块和云处理平台，能源数据采集模块能够采集多个能源输出节点的能源输出数据和多个能源消耗节点的能源消耗数据；所述环境数据采集模块能够采集能源输出节点和能源消耗节点的数据；云处理平台接收所述能源数据采集模块和环境数据采集模块采集的数据，并对接收到的数据进行分析处理，根据分析处理的结果向输电配网控制模块、热网控制模块和能源节点控制模块发送调控信息，从而实现对能源输出节点、能源输入节点、输电配网的有效管理和调控；另外，本发明还能够采集能源节点的环境数据，实现对环境数据的有效监控，通过云平台的调控，保护环境。
(2)本发明的系统以物理传感网为基础，构建智慧神经元，完成能源物联网原始数据的采集，搭建数据平台，通过能源管理平台、环境监测平台、辅助监测平台，动态管理各种数据源，建立数据之间的联系，形成有价值的数据输出。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.基于物联网和云平台的能源管理系统，其特征在于，包括能源数据采集模块、能源节点控制模块、环境数据采集模块、输电配网控制模块、热网控制模块、数据通信模块和云处理平台，其中，
所述能源数据采集模块用于采集多个能源输出节点的能源输出数据和多个能源消耗节点的能源消耗数据；
所述环境数据采集模块用于采集能源输出节点和能源消耗节点的数据；
所述数据通信模块用于实现所述云处理平台与所述能源数据采集模块、能源节点控制模块、环境数据采集模块、输电配网控制模块、热网控制模块的数据通信；
所述云处理平台用于接收所述能源数据采集模块和环境数据采集模块采集的数据，并对接收到的数据进行分析处理，根据分析处理的结果向输电配网控制模块、热网控制模块和能源节点控制模块发送调控信息。
2.根据权利要求1所述的基于物联网和云平台的能源管理系统，其特征在于，所述能源输出节点包括发电装置和热能产生装置，所述输电配网控制模块用于控制发电装置产生的电能的输送，所述热网控制模块用于控制所述热能产生装置产生的热能的输送。
3.根据权利要求2所述的基于物联网和云平台的能源管理系统，其特征在于，所述发电装置包括集中式发电装置和分布式发电装置，所述能源数据采集模块包括电压传感器、电流传感器和微处理单元MCU，所述电压传感器、电流传感器与发电装置对应设置，所述电压传感器用于采集发电装置输出电流的电压，所述电流传感器用于采集发电装置输出电流的电流，所述微处理单元MCU用于接收每个电压传感器和每个电流传感器采集的信号，并根据所述信号计算功率。
4.根据权利要求3所述的基于物联网和云平台的能源管理系统，其特征在于，所述集中式发电装置包括火电装置、核电装置、水电装置、光电装置、气电装置、伏电装置和风电装置。
5.根据权利要求3所述的基于物联网和云平台的能源管理系统，其特征在于，所述分布式发电装置包括多个分布式的太阳能发电装置。
6.根据权利要求2所述的基于物联网和云平台的能源管理系统，其特征在于，所述热能产生装置包括集中式热能产生装置和燃气网络，所述能源数据采集模块包括热量表、天然气流量计和微处理单元MCU，所述热量表与热能产生装置对应设置，所述天然气流量计与燃气网络的节点对应设置，所述微处理单元MCU用于获取所述热量表和天然气流流量计采集的数据，并将获取的数据发送至所述云处理平台。
7.根据权利要求1所述的基于物联网和云平台的能源管理系统，其特征在于，所述能源消耗节点包括照明设备、电气设备、电热设备和电机设备；所述能源数据采集模块包括照明节点采集单元、电气节点采集单元、电热节点采集单元和电机节点采集单元；所述照明节点采集单元用于采集照明设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述电气节点采集单元用于采集电气设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述电机节点采集单元用于采集电机设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述电热节点采集单元用于采集电热设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台。
8.根据权利要求1所述的基于物联网和云平台的能源管理系统，其特征在于，所述能源消耗节点包括热工设备、气动设备和暖通设备；所述能源数据采集模块包括热工节点采集单元、气动节点采集单元和暖通节点采集单元；所述热工节点采集单元用于采集热工设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述气动节点采集单元用于采集气动设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述暖通节点采集单元用于采集暖通设备消耗的电能，并将采集的数据发送至所述云处理平台。
9.根据权利要求1所述的基于物联网和云平台的能源管理系统，其特征在于，所述环境数据采集模块包括气体采集单元、液体采集单元和噪声采集单元，所述气体采集单元用于采集能源输出节点和能源消耗节点的气体数据，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述液体采集单元用于采集能源输出节点和能源消耗节点的液体数据，并将采集的数据发送至所述云处理平台；所述噪声采集单元用于集能源输出节点和能源消耗节点的噪声数据，并将采集的数据发送至所述云处理平台。
10.根据权利要求1所述的基于物联网和云平台的能源管理系统，其特征在于，所述系统还包括储能装置控制模块，所述云处理平台进一步用于根据分析处理的结果控制向所述储能装置控制模块发出控制指令。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |