CN107045321B - 能效监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了能效监控系统，包括：至少一个能耗计量表，用于采集能源消耗系统的各能源设备的能源消耗数据；云服务器，用于获取所采集的各能源设备的能源消耗数据进行存储，并分析输出能效运行优化方案；能效监控平台，用于对各能源设备进行运行实时状态监控，以及对各能源设备进行优化控制；所述能耗计量表通过有线或无线通信方式与云服务器连接，所述云服务器与能效监控平台连接。本发明可以展现能源设备的运行状态和实时运行参数、能效等数据，保证了用户对设备正常运行状态的掌控，而且还可以对能源设备进行优化控制，轻松的让能效的利用达到最佳的使用率，可广泛应用于能源监控行业中。
Description
技术领域
本发明涉及能效监控领域，特别是涉及一种能效监控系统。
背景技术
能效管理系统实施的最终目的就是通过智能化系统集成来实现对既有系统的能源消耗进行节约与改善。目前国家大力支持节能方面，很多企业开始从能效管理来达到资源的合理利用和最佳利用。例如施耐德云能效能源管理平台，具备能源管理系统电、水、热、气等多种能源介质综合管理，分项能耗展示与行业对标，设备能耗分析，节能潜力挖掘等功能，但没有对某一行业设备进行细化监控和分析，对于最佳能效时段的数据挖掘没有更好的展现出来。
现有的能效监控平台主要有两种：1、施耐德云能效能源管理平台，具备能源管理系统电、水、热、气等多种能源介质综合管理，分项能耗展示与行业对标，设备能耗分析，节能潜力挖掘等功能，像施耐德云能效能源管理平台这样，整合了大到楼栋建筑，小到设备的水、电、气、热等多方面的监控，缺点是平台监测范围广泛、功能很多，操作不放便，细节方面把握又不够，没有对某一行业设备进行细化监控和分析，对于最佳能效时段的数据挖掘没有更好的展现出来；2、针对某一种设备的能效监控平台，这种能效监控平台可以实现对某一行业或设备的能效细化监控和分析，缺点是复用推广到其他行业的适用性太低。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供能效监控系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
能效监控系统，包括：
至少一个能耗计量表，用于采集能源消耗系统的各能源设备的实时能源消耗数据；
可编程逻辑控制器，用于对所采集的各能源设备的实时能源消耗数据进行标准化处理后，发送到云服务器；
云服务器，用于存储标准化处理后的实时能源消耗数据，并计算各能源设备的能效曲线后，进行能效分析、对比，最后输出能效优化方案；
所述能耗计量表通过有线或无线通信方式与可编程逻辑控制器连接，所述可编程逻辑控制器通过云网关与云服务器连接。
进一步，所述能源设备包括锅炉、制冷机主机、制冷机系统、空压机和空压机热回收机中的至少一个。
进一步，所述云服务器具体用于：
存储标准化处理后的实时能源消耗数据后，并建立能源消耗系统的能耗模型，实时计算出各能源设备的各种能效曲线，通过动态曲线的形式，及时反馈各能源设备的各种能效曲线的动态变化，进而查找获得影响能效变化的关键参数，进而输出对应的能效运行优化方案。
进一步，所述通过动态曲线的形式，及时反馈各能源设备的各种能效的动态变化，进而查找获得影响能效变化的关键参数，进而输出对应的能效运行优化方案的步骤，包括：
通过动态曲线的形式，及时反馈各能源设备的各种能效曲线的动态变化，并在能效曲线满足告警条件时，触发对应的告警信息；
对各能源设备的各种能效曲线进行大数据分析，演算获得每个参数对各种能效曲线的影响程度并获得该参数的最佳值；
输出每个参数的最佳值作为该参数对应的能效运行优化方案。
进一步，所述在能效曲线满足告警条件时，触发对应的告警信息的步骤，具体为：
将每个能效曲线与对应的预设参数阈值进行匹配，从而在判断能效曲线超出对应的预设参数阈值范围时，通过短信、邮件或推送信息的方式触发对应的告警信息。
进一步，所述对各能源设备的各种能效曲线进行大数据分析，演算获得每个参数对各种能效曲线的影响程度并获得该参数的最佳值的步骤，其具体为：
对各能源设备的各种能效曲线进行大数据分析，针对每个参数，从云服务器存储的大数据中，获取其它参数不变且该参数不断变化时的能效曲线，进而分析获得每个参数对各种能效曲线的影响程度并获得该参数的最佳值。
进一步，所述云服务器还用于：
对能效运行优化方案进行解析，获得对应的参数的最佳值后，生成相应的参数调整指令或状态控制指令，发送到相应的能源设备以执行对应的优化控制。
进一步，所述参数调整指令指调整能源设备的供能量和设备系统参数的指令，所述状态控制指令包括开启、暂停或关闭指令。
进一步，所述云服务器还用于：
响应于用户输入的查询指令，解析获得查询指令对应的能源消耗系统，进而获取该能源消耗系统所对应的所有能源设备并通过图表显示这些能源设备之间的位置，同时，通过动态数据流显示各能源设备之间的能源流向，并在显示的每个能源设备旁边实时显示该能源设备的工作参数和各种能效曲线。
进一步，所述云服务器还用于：将各能源设备的能效曲线与对应的行业能效曲线和最佳能效曲线进行对比后，计算获得能源设备对应的优化调整后可获得的节能空间。
本发明的有益效果是：本发明的能效监控系统，包括：至少一个能耗计量表，用于采集能源消耗系统的各能源设备的能源消耗数据；云服务器，用于获取所采集的各能源设备的能源消耗数据进行存储，并分析输出能效运行优化方案；能效监控平台，用于对各能源设备进行运行实时状态监控，以及对各能源设备进行优化控制；所述能耗计量表通过有线或无线通信方式与云服务器连接，所述云服务器与能效监控平台连接。本发明可以展现能源设备的运行状态和实时运行参数、能效等数据，保证了用户对设备正常运行状态的掌控，而且还可以对能源设备进行优化控制，轻松的让能效的利用达到最佳的使用率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的能效监控系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例就本发明的技术方案做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本实用新型。
参照图1，本发明提供了一种能效监控系统，包括：
至少一个能耗计量表，用于采集能源消耗系统的各能源设备的实时能源消耗数据；
可编程逻辑控制器，用于对所采集的各能源设备的实时能源消耗数据进行标准化处理后，发送到云服务器；
云服务器，用于存储标准化处理后的实时能源消耗数据，并计算各能源设备的能效曲线后，进行能效分析、对比，最后输出能效优化方案；
所述能耗计量表通过有线或无线通信方式与可编程逻辑控制器连接，所述可编程逻辑控制器通过云网关与云服务器连接。
进一步作为优选的实施方式，所述能源设备包括锅炉、制冷机主机、制冷机系统、空压机和空压机热回收机中的至少一个。
图1中，通讯模块用于通过有线或无线通信方式，实现能耗计量表与可编程逻辑控制器的通信。每个能耗计量表均设置一通讯模块用于进行通讯。
进一步作为优选的实施方式，所述云服务器具体用于：
存储标准化处理后的实时能源消耗数据后，并建立能源消耗系统的能耗模型，实时计算出各能源设备的各种能效曲线，通过动态曲线的形式，及时反馈各能源设备的各种能效曲线的动态变化，进而查找获得影响能效变化的关键参数，进而输出对应的能效运行优化方案。
进一步作为优选的实施方式，所述通过动态曲线的形式，及时反馈各能源设备的各种能效的动态变化，进而查找获得影响能效变化的关键参数，进而输出对应的能效运行优化方案的步骤，包括：
通过动态曲线的形式，及时反馈各能源设备的各种能效曲线的动态变化，并在能效曲线满足告警条件时，触发对应的告警信息；
对各能源设备的各种能效曲线进行大数据分析，演算获得每个参数对各种能效曲线的影响程度并获得该参数的最佳值；
输出每个参数的最佳值作为该参数对应的能效运行优化方案。
进一步作为优选的实施方式，所述在能效曲线满足告警条件时，触发对应的告警信息的步骤，具体为：
将每个能效曲线与对应的预设参数阈值进行匹配，从而在判断能效曲线超出对应的预设参数阈值范围时，通过短信、邮件或推送信息的方式触发对应的告警信息。
进一步作为优选的实施方式，所述对各能源设备的各种能效曲线进行大数据分析，演算获得每个参数对各种能效曲线的影响程度并获得该参数的最佳值的步骤，其具体为：
对各能源设备的各种能效曲线进行大数据分析，针对每个参数，从云服务器存储的大数据中，获取其它参数不变且该参数不断变化时的能效曲线，进而分析获得每个参数对各种能效曲线的影响程度并获得该参数的最佳值。
例如，影响空压机能效的参数主要有加载率、排气压力、进气温度、油压、油温等。云服务器通过大量数据分析，演算出每一个参数对各种能效曲线的影响程度并找出最佳值。例如，在云服务器存储的海量数据中，获取加载率、排气压力、进气温度、油压不变，而油温变化时，各种能效曲线的对应变化情况，获得油温的最佳值。当设备能效低的时候，对相应参数进行分析，可以找出是哪一种参数导致能效下降。同时，云服务器对于每一种特定参数异常都提供解决策略，帮助客户及时找到原因。
进一步作为优选的实施方式，所述云服务器还用于：
对能效运行优化方案进行解析，获得对应的参数的最佳值后，生成相应的参数调整指令或状态控制指令，发送到相应的能源设备以执行对应的优化控制。
进一步作为优选的实施方式，所述参数调整指令指调整能源设备的供能量和设备系统参数的指令，所述状态控制指令包括开启、暂停或关闭指令。
进一步作为优选的实施方式，所述云服务器还用于：
响应于用户输入的查询指令，解析获得查询指令对应的能源消耗系统，进而获取该能源消耗系统所对应的所有能源设备并通过图表显示这些能源设备之间的位置，同时，通过动态数据流显示各能源设备之间的能源流向，并在显示的每个能源设备旁边实时显示该能源设备的工作参数和各种能效曲线。
进一步作为优选的实施方式，所述云服务器还用于：将各能源设备的能效曲线与对应的行业能效曲线和最佳能效曲线进行对比后，计算获得能源设备对应的优化调整后可获得的节能空间。
本发明中提到的能源设备的各种能效，是指根据行业定义或者用户自定义的所有用于衡量能源设备能效值的能效，例如，能效包括瞬时能效、当天能效等。能效曲线指这些不同定义的能效的数据所对应的具体变化曲线。节能空间是指能源设备可以节约的能源量或者能源价格。
以下说明本发明所定义的锅炉、制冷机主机、制冷机系统、空压机和空压机热回收机的各种能效和对应的节能空间：
一、锅炉的各种能效和对应的节能空间的定义：
1、瞬时能效：一分钟天然气用气量(M3)/一分钟蒸汽消耗量(T)。
2、当天能效：采用当天的数据替代瞬时能效公式。当天是指从早上8点开始到当前的时间的累计数据。
3、30天累计能效：采用30天的数据替代瞬时能效公式。30天是指从当天向前推30天的累计数据。如果累计数据没有30天，则有多少天算多少天。
4、120天累计能效：采用120天的数据替代瞬时能效公式。120天是指从当天向前推120天的累计数据。如果累计数据没有30天，则有多少天算多少天。
5、近一年能效：采用365天的数据替代瞬时能效公式。365天是指从当天向前推365天的累计数据。如果累计数据没有365天，则有多少天算多少天。
6、行业平均能效：行业能效的平均值，通过统计获得。
7、行业最佳能效：行业能效的最佳值，通过统计获得。
8、节能空间-按照行业平均能效计算一年节能机会：
1)如果累计数据达到或超过一年，则计算公式如下：
一年累计蒸汽消耗量(T)*(近一年能效-行业平均能效)*天然气不含税单价。
2)如果累计数据没有达到一年，则计算公式如下：
累计蒸汽消耗量(T)*(近一年能效-行业平均能效)*天然气不含税单价/累计天数*365。
9、节能空间-按照行业最佳能效计算一年节能机会：
1)如果累计数据达到或超过一年，则计算公式如下：
一年累计蒸汽消耗量(T)*(近一年能效-行业最佳能效)*天然气不含税单价。
2)如果累计数据没有达到一年，则计算公式如下：
累计蒸汽消耗量(T)*(近一年能效-行业最佳能效)*天然气不含税单价/累计天数*365。
二、制冷机主机的各种能效和对应的节能空间的定义：
1、瞬时能效：一分钟累计冷吨(KW)/一分钟主机累计用电量(KWH)。
2、当天能效：采用当天的数据替代瞬时能效公式。当天是指从早上8点开始到当前的时间的累计数据。
3、30天累计能效：采用30天的数据替代瞬时能效公式。30天是指从当天向前推30天的累计数据。如果累计数据没有30天，则有多少天算多少天。
4、120天累计能效：采用120天的数据替代瞬时能效公式。120天是指从当天向前推120天的累计数据。如果累计数据没有30天，则有多少天算多少天。
5、近一年能效：采用365天的数据替代瞬时能效公式。365天是指从当天向前推365天的累计数据。如果累计数据没有365天，则有多少天算多少天。
6、行业平均能效：行业能效的平均值，通过统计获得。
7、行业最佳能效：行业能效的最佳值，通过统计获得。
8、节能空间-按照行业平均能效计算一年节能机会：
1)如果累计数据达到或超过一年，则计算公式如下：
一年累计冷吨产出量(KW)/近一年能效-一年累计冷吨产出量(KW)/行业平均能效)*电价不含税单价。
2)如果累计数据没有达到一年，则计算公式如下：
累计冷吨产出量(KW)/近一年能效-累计冷吨产出量(KW)/行业平均能效)* 电价不含税单价/累计天数*365。
9、节能空间-按照行业最佳能效计算一年节能机会：
1)如果累计数据达到或超过一年，则计算公式如下：
一年累计冷吨产出量(KW)/近一年能效-一年累计冷吨产出量(KW)/行业最佳能效)*电价不含税单价。
2)如果累计数据没有达到一年，则计算公式如下：
累计冷吨产出量(KW)/近一年能效-累计冷吨产出量(KW)/行业最佳能效)* 电价不含税单价/累计天数*365。
三、制冷机系统的各种能效和对应的节能空间的定义：
1、瞬时能效：一分钟累计冷吨(KW)/一分钟系统累计用电量(KWH)。
2、当天能效：采用当天的数据替代瞬时能效公式。当天是指从早上8点开始到当前的时间的累计数据。
3、30天累计能效：采用30天的数据替代瞬时能效公式。30天是指从当天向前推30天的累计数据。如果累计数据没有30天，则有多少天算多少天。
4、120天累计能效：采用120天的数据替代瞬时能效公式。120天是指从当天向前推120天的累计数据。如果累计数据没有30天，则有多少天算多少天。
5、近一年能效：采用365天的数据替代瞬时能效公式。365天是指从当天向前推365天的累计数据。如果累计数据没有365天，则有多少天算多少天。
6、行业平均能效：行业能效的平均值，通过统计获得。
7、行业最佳能效：行业能效的最佳值，通过统计获得。
8、节能空间-按照行业平均能效计算一年节能机会：
1)如果累计数据达到或超过一年，则计算公式如下：
一年累计冷吨产出量(KW)/近一年能效-一年累计冷吨产出量(KW)/行业平均能效)*电价不含税单价。
2)如果累计数据没有达到一年，则计算公式如下：
累计冷吨产出量(KW)/近一年能效-累计冷吨产出量(KW)/行业平均能效)* 电价不含税单价/累计天数*365。
9、节能空间-按照行业最佳能效计算一年节能机会：
1)如果累计数据达到或超过一年，则计算公式如下：
一年累计冷吨产出量(KW)/近一年能效-一年累计冷吨产出量(KW)/行业最佳能效)*电价不含税单价。
2)如果累计数据没有达到一年，则计算公式如下：
累计冷吨产出量(KW)/近一年能效-累计冷吨产出量(KW)/行业最佳能效)* 电价不含税单价/累计天数*365。
四、空压机的各种能效和对应的节能空间的定义：
1、瞬时能效：一分钟累计主机用电量(KWH)/一分钟累计产汽量(M3)。
2、当天能效：采用当天的数据替代瞬时能效公式。当天是指从早上8点开始到当前的时间的累计数据。
3、30天累计能效：采用30天的数据替代瞬时能效公式。30天是指从当天向前推30天的累计数据。如果累计数据没有30天，则有多少天算多少天。
4、120天累计能效：采用120天的数据替代瞬时能效公式。120天是指从当天向前推120天的累计数据。如果累计数据没有30天，则有多少天算多少天。
5、近一年能效：采用365天的数据替代瞬时能效公式。365天是指从当天向前推365天的累计数据。如果累计数据没有365天，则有多少天算多少天。
6、行业平均能效：行业能效的平均值，通过统计获得。
7、行业最佳能效：行业能效的最佳值，通过统计获得。
8、节能空间-按照行业平均能效计算一年节能机会：
1)如果累计数据达到或超过一年，则计算公式如下：
一年累计产汽量(M3)*(近一年能效-行业平均能效)*电价不含税单价。
2)如果累计数据没有达到一年，则计算公式如下：
累计产汽量(M3)*(近一年能效-行业平均能效)*电价不含税单价/累计天数 *365。
9、节能空间-按照行业最佳能效计算一年节能机会：
1)如果累计数据达到或超过一年，则计算公式如下：
一年累计产汽量(M3)*(近一年能效-行业最佳能效)*电价不含税单价。
2)如果累计数据没有达到一年，则计算公式如下：
累计产汽量(M3)*(近一年能效-行业最佳能效)*电价不含税单价/累计天数 *365。
五、空压机热回收机的各种能效和对应的节能空间的定义：
1、瞬时能效：一分钟累计回收热能(KWH)/一分钟对应的空压机累计用电量(KWH)。对应的空压机是指热回收机安装在的那台空压机，不是所有的空压机。
2、当天能效：采用当天的数据替代瞬时能效公式。当天是指从早上8点开始到当前的时间的累计数据。
3、30天累计能效：采用30天的数据替代瞬时能效公式。30天是指从当天向前推30天的累计数据。如果累计数据没有30天，则有多少天算多少天。
4、120天累计能效：采用120天的数据替代瞬时能效公式。120天是指从当天向前推120天的累计数据。如果累计数据没有30天，则有多少天算多少天。
5、近一年能效：采用365天的数据替代瞬时能效公式。365天是指从当天向前推365天的累计数据。如果累计数据没有365天，则有多少天算多少天。
6、行业平均能效：行业能效的平均值，通过统计获得。
7、行业最佳能效：行业能效的最佳值，通过统计获得。
8、节能空间-按照行业平均能效计算一年节能机会：
1)如果累计数据达到或超过一年，则计算公式如下：
一年对应空压机累计用电量(KWH)*(近一年能效-行业平均能效)*电价不含税单价。
2)如果累计数据没有达到一年，则计算公式如下：
对应空压机累计用电量(KWH)*(近一年能效-行业平均能效)*电价不含税单价/累计天数*365。
9、节能空间-按照行业最佳能效计算一年节能机会：
1)如果累计数据达到或超过一年，则计算公式如下：
一年对应空压机累计用电量(KWH)*(近一年能效-行业最佳能效)*电价不含税单价。
2)如果累计数据没有达到一年，则计算公式如下：
对应空压机累计用电量(KWH)*(近一年能效-行业最佳能效)*电价不含税单价/累计天数*365。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.能效监控系统，其特征在于，包括：
至少一个能耗计量表，用于采集能源消耗系统的各能源设备的实时能源消耗数据；
可编程逻辑控制器，用于对所采集的各能源设备的实时能源消耗数据进行标准化处理后，发送到云服务器；
云服务器，用于存储标准化处理后的实时能源消耗数据，并计算各能源设备的能效曲线后，进行能效分析、对比，最后输出能效优化方案；
所述能耗计量表通过有线或无线通信方式与可编程逻辑控制器连接，所述可编程逻辑控制器通过云网关与云服务器连接；
所述云服务器具体用于：
存储标准化处理后的实时能源消耗数据后，并建立能源消耗系统的能耗模型，实时计算出各能源设备的各种能效曲线，通过动态曲线的形式，及时反馈各能源设备的各种能效曲线的动态变化，进而查找获得影响能效变化的关键参数，进而输出对应的能效运行优化方案；
所述通过动态曲线的形式，及时反馈各能源设备的各种能效曲线的动态变化，进而查找获得影响能效变化的关键参数，进而输出对应的能效运行优化方案的步骤，包括：
通过动态曲线的形式，及时反馈各能源设备的各种能效曲线的动态变化，并在能效曲线满足告警条件时，触发对应的告警信息；
对各能源设备的各种能效曲线进行大数据分析，演算获得每个参数对各种能效曲线的影响程度并获得该参数的最佳值；
输出每个参数的最佳值作为该参数对应的能效运行优化方案；
所述对各能源设备的各种能效曲线进行大数据分析，演算获得每个参数对各种能效曲线的影响程度并获得该参数的最佳值的步骤，其具体为：
对各能源设备的各种能效曲线进行大数据分析，针对每个参数，从云服务器存储的大数据中，获取其它参数不变且该参数不断变化时的能效曲线，进而分析获得每个参数对各种能效曲线的影响程度并获得该参数的最佳值。
2.根据权利要求1所述的能效监控系统，其特征在于，所述能源设备包括锅炉、制冷机主机、制冷机系统、空压机和空压机热回收机中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的能效监控系统，其特征在于，所述在能效曲线满足告警条件时，触发对应的告警信息的步骤，具体为：
将每个能效曲线与对应的预设参数阈值进行匹配，从而在判断能效曲线超出对应的预设参数阈值范围时，通过短信、邮件或推送信息的方式触发对应的告警信息。
4.根据权利要求1所述的能效监控系统，其特征在于，所述云服务器还用于：对能效运行优化方案进行解析，获得对应的参数的最佳值后，生成相应的参数调整指令或状态控制指令，发送到相应的能源设备以执行对应的优化控制。
5.根据权利要求4所述的能效监控系统，其特征在于，所述参数调整指令指调整能源设备的供能量和设备系统参数的指令，所述状态控制指令包括开启、暂停或关闭指令。
6.根据权利要求1所述的能效监控系统，其特征在于，所述云服务器还用于：响应于用户输入的查询指令，解析获得查询指令对应的能源消耗系统，进而获取该能源消耗系统所对应的所有能源设备并通过图表显示这些能源设备之间的位置，同时，通过动态数据流显示各能源设备之间的能源流向，并在显示的每个能源设备旁边实时显示该能源设备的工作参数和各种能效曲线。
7.根据权利要求1所述的能效监控系统，其特征在于，所述云服务器还用于：将各能源设备的能效曲线与对应的行业能效曲线和最佳能效曲线进行对比后，计算获得能源设备对应的优化调整后可获得的节能空间。
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