CN110363400B - 一种建筑节能改造在线评估方法、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑节能改造在线评估方法、系统及存储介质。其中，该方法包括：采集改造前第一单位时间段内的能耗值；获取节能改造方案及对应的投入成本；采集改造后第一单位时间段内的能耗值；根据改造前能耗值、改造后能耗值和投入成本计算节能量、回收周期；本发明是基于现有能耗监测系统数据设计的一种建筑节能改造在线评估方法和系统，克服了现有技术中存在的流程复杂、投入成本高、测量结果差异大的技术问题，实现了过程简单、投入成本低、测量结果准确、测量过程受其他因素影响小的有益效果，同时可对既定目标节能量进行过程控制，缩小节能量预评估与后评估差距。
Description
技术领域
本发明涉及一种评估方法、系统及存储介质，尤其是一种建筑节能改造在线评估方法、系统及存储介质。
背景技术
我国建筑能耗监测系统、公共建筑能耗管理系统已经经过十多年的发展，从“没有数据”，走进“海量数据”的新时代，但是调研发现采集的海量数据在“沉睡”，现有技术中对于公共建筑能耗管理系统鲜有人利用采集设备运行监控数据结合合同能源管理项目进行在线节能分析评估，更谈不上指导设备运行和维护，数据价值难以充分体现。
合同能源管理，作为从西方引进的一种较新的市场化运营模式，在中国的节能服务产业里，已经得到了初步的认可，在政府的大力引导和扶持下，合同能源管理模式在中国节能服务产业中扮演越来越重要的角色。我们知道节能服务公司的利润来自对用能单位实施节能改造后产生的节能效益，因而在节能改造后，对节能效益的评估就成为重中之重。目前对于节能效益的评估，现有技术中存在流程复杂、投入成本高、测量结果差异大、测量过程易受其他因素影响的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的目的是能够提供一种过程简单、投入成本低、测量结果准确、测量过程受其他因素影响小的建筑节能改造在线评估方法和系统，可以自动、直观、快速、分层级的分析与展示合同能源管理项目改造节能量、节能率及回收周期，同时可对既定目标节能量进行过程控制，缩小节能量预评估与后评估差距。
本发明所采用的技术方案是：
第一方面，一种建筑节能改造在线评估方法，包括：采集改造前第一单位时间段内的能耗值；获取节能改造方案对应的投入成本；采集改造后第一单位时间段内的能耗值；根据改造前能耗值、改造后能耗值和投入成本计算节能量、回收周期。
进一步地，所述能耗值包括：包括照明插座用电系统能耗、采暖空调用电系统能耗、动力用电系统能耗、特殊用电系统能耗。
进一步地，所述节能改造方案包括：制冷站群控优化控制改造方案、冷冻泵变频优化控制改造方案、冷却泵变频优化控制改造、LED灯具改造和安装电梯能量回馈装置。对应的，所述投入成本包括：制冷站群控优化控制改造成本、冷冻泵变频优化控制改造成本、冷却泵变频优化控制改造成本、LED灯具改造成本、安装电梯能量回馈装置成本和电价。
进一步地，所述根据改造前能耗值、改造后能耗值和投入成本计算节能量、节能率、回收周期，具体包括：根据改造前能耗值Ebefore、改造后能耗值Eafter和调整量Eadjust及下列关系式计算得到节能量ΔE：
ΔE＝Ebefore-Eafter+Eadjust；
根据下列关系式得到节能率R：
根据节能量ΔE、方案投入成本C和电价p，得到回收周期RP：
进一步地，所述改造前能耗值Ebefore包括改造前照明插座用电系统能耗值Ebefore1、改造前采暖空调用电系统能耗值Ebefore2、改造前动力用电系统能耗Ebefore3、改造前特殊用电系统能耗Ebefore4，改造前单项节能用电系统能耗值Ebefore’；改造后能耗值Eafter包括改造后照明插座用电系统能耗值Eafter1、改造后采暖空调用电系统能耗值Eafter2、改造后动力用电系统能耗Eafter3，改造后特殊用电系统能耗Eafter4，改造后单项节能用电系统能耗值Eafter’，调整量Eadjust包括照明插座用电系统改造调整量Eadjust1，采暖空调用电系统改造调整量Eadjust2，动力用电系统改造调整量Eadjust3，单项改造调整量Eadjust’；方案投入成本C包括制冷站群控优化控制改造投入成本C1，冷冻泵变频优化控制改造投入成本C2，冷却泵变频优化控制改造投入成本C3，LED灯具改造成本C4，安装电梯能量回馈装置成本C5，单项节能改造投入成本C’，电价p及下列关系式进行分级改造：
①所述关系式包括照明系统节能改造关系式：
节能量ΔE1＝Ebefore1-Eafter1+Eadjust1，节能率回收周期
②采暖空调用电系统节能改造关系式：
节能量ΔE2＝Ebefore2-Eafter2+Eadjust2，节能率回收周期
③动力用电系统节能改造关系式：
节能量ΔE3＝Ebefore3-Eafter3+Eadjust3，节能率回收周期
④整个项目综合节能改造关系式：
节能量ΔE＝ΔE1+ΔE2+ΔE3，
节能率
，回收周期
⑤单项节能改造关系式：
单项改造节能量ΔE’＝Ebefore’-Eafter’+Eadjust’，节能率回收周期/>
进一步地，获取第二单位时间段内的能耗基准值、用电定额、目标节能量、实际能耗值和实际节能量；所述第二单位时间段小于所述第一单位时间段。根据第二单位时间段内的能耗基准值、用电定额、目标节能量、实际能耗值和实际节能量计算第二单位时间段内的超定额。
进一步地，所述根据第二单位时间段内的能耗基准值、用电定额、目标节能量、实际能耗值和实际节能量计算第二单位时间段内的超定额；具体包括：计算第二单位时间段内的目标节能量，所述第二单位时间段内的目标节能量＝第二单位时间段内的能耗基准值-第二单位时间段内的用电定额；计算第二单位时间段内的实际节能量，所述第二单位时间段内的实际节能量＝第二单位时间段内的能耗基准值-第二单位时间段内的实际能耗值；通过所述第二单位时间段内的实际节能量与第二单位时间段内的目标节能量进行超定额管理，所述超定额＝所述第二单位时间段内的实际节能量-所述第二单位时间段内的目标节能量，其中所述第二单位时间段为月、周或日。
进一步地，还包括反馈推送步骤：判断超定额计算结果是否出现异常，如果是，则将异常情况反馈推送相关人员。
第二方面，本发明提供一种建筑节能改造在线评估系统，包括：数据采集单元，用于采集改造前和改造后第一单位时间段内的能耗值；投入成本获取单元，用于获取节能改造方案对应的投入成本；数据处理单位，用于根据改造前能耗值、改造后能耗值和投入成本计算节能量、回收周期；
进一步地，还包括反馈推送单元，用于推送节能改造技术或者节能运行参数的调整建议；数据展示单元，用于在系统界面展示改造前后电耗值、改造后节能量与节能率、采用的节能改造技术及回收周期、超定额管理情况及在线评估人员情况。
进一步地，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行以上涉及到的方法。
本发明的有益效果是：
本发明的技术效果是通过对既有建筑能耗监测系统数据或建筑能耗管理系统能耗数据进行分析，克服了现有技术中存在的流程复杂、投入成本高、测量结果差异大、测量过程易受其他因素影响的技术问题，实现了对项目综合节能改造、分项用电系统节能改造甚至是单项节能改造技术节能量、节能率、改造回收周期在线、自动、直观、快速、分层级的分析与展示。
另外，本发明通过逐月实际节能量与逐月目标节能量进行超定额管理和反馈分析，并且及时推送对应匹配的节能改造技术或节能运行参数的调整建议，形成闭环反馈机制，可缩小节能量预评估与后评估差距。
附图说明
图1是本发明实施例一种建筑节能改造在线评估方法流程图；
图2是本发明实施例一种建筑节能改造在线评估展示界面图；
图3是本发明实施例一种建筑节能改造在线评估系统超定额管理展示界面图；
图4是本发明实施例一种建筑节能改造在线评估系统装置图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下实施例中所说的第一单位时间段单位为年，第二单位时间段单位为月；显然地，第一单位时间段单位也可以取季度、月、周等，第二单位时间段也可以取月、周、日等，满足第一单位时间段大于第二单位时间段即可，在此不做赘述。
能耗基准值：指根据改造前项目边界内建筑能耗账单确定的建筑能耗，如建筑内的非建筑能耗(是指非建筑功能所必须的特殊能耗，如办公建筑内的炊事能耗、通讯基站能耗)可准确计量时，可按能耗账单中的能耗数据扣除该部分能耗后的建筑能耗作为计算基数，否则应直接按能耗账单的能耗数据作为计算基数，不同形式的能耗需统一换算为等效电；
用电定额:为实现建筑使用功能所允许消耗的建筑能耗指标上限值；
目标节能量:实施节能改造措施后，项目边界内的用能单位或用能设备、环节由于节能措施使能源消耗减少的期望数量；
实际能耗值：建筑使用中的实际运行能耗，包括维持建筑环境(如供暖、通风、空调和照明等)和各类建筑内活动(如办公、展览、餐饮等)的能耗；
实际节能量：实施节能改造措施后，项目边界内的用能单位或用能设备、环节由于节能措施使能源消耗减少的实际数量；
超定额：实际能耗值超过了用电定额或实际节能量低于目标节能量。
下面将结合附图以第一单位时间段为例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述；
实施例1，本发明提供了一种建筑节能改造在线评估方法，图1是根据本发明实施例一种建筑节能改造在线评估方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：
步骤S1，采集改造前第一单位时间段内的能耗值。
步骤S2，获取节能改造方案对应的投入成本。
步骤S3，采集改造后第一单位时间段内的能耗值。
步骤S4，根据改造前能耗值、改造后能耗值和投入成本计算节能量、回收周期。
步骤S1中首先通过公共建筑能耗监测系统或公共建筑能耗管理系统现场安装能耗数据采集器自动采集合同能源管理项目各用能设备能耗情况，所述改造前第一单位时间段内的能耗值包括：项目在节能改造前第一单位时间段内总电耗值Ebefore及各分项用电系统电耗值Ebefore-n，所述分项用电系统能耗包括照明插座用电系统能耗Ebefore1、采暖空调用电系统能耗Ebefore2、动力用电系统能耗Ebefore3、特殊用电系统能耗Ebefore4其中Ebefore＝Ebefore1+Ebefore2+Ebefore3+Ebefore4。
步骤S2中所述获取节能改造方案对应的投入成本，节能改造方案如包括制冷站群控优化控制改造方案，对应成本C1，冷冻泵变频优化控制改造方案、对应成本C2，冷却泵变频优化控制改造方案、对应成本C3，LED灯具改造方案、对应成本C4，安装电梯能量回馈装置方案、对应成本C5；电价表示为p。
步骤S3中所述采集改造后第一单位时间段内的能耗值，采用步骤1的方法计算该项目各分项用电系统在节能改造竣工第一单位时间段内能耗值，照明插座用电系统能耗Eafter1、采暖空调用电系统能耗Eafter2、动力用电系统能耗Eafter3、特殊用电系统能耗Eafter4与总电耗值Eafter，其中Eafter＝Eafter1+Eafter2+Eafter3+Eafter4。
步骤S4根据改造前能耗值、改造后能耗值和投入成本计算节能量、回收周期。如图2所示，项目节能改造评估情况包括：改造前能耗值Ebefore，改造后能耗值Eafter，节能量ΔE，节能率R，回收周期RP，投入成本C，采用节能改造技术及回收周期排名，评估负责人及联系电话。具体的，基于得到的Ebefore、Ebefore1、Ebefore2、Ebefore3、Ebefore4、Eafter、Eafter1、Eafter2、Eafter3、Eafter4、投入成本C值和采用的节能改造方案，分级自动分析得到各分项用电系统节能改造或项目综合节能改造或单项节能技术改造节能量、节能率及回收周期，具体如下：
①照明系统节能改造：
节能量ΔE1＝Ebefore1-Eafter1+Eadjust1；
节能率
回收周期
其中Eadjust1为调整量，由于改造前后的基准工况以及当前工况的不同而进行调整。
②采暖空调用电系统节能改造：
节能量ΔE2＝Ebefore2-Eafter2+Eadjust2；
节能率
回收周期
③动力用电系统节能改造：
节能量ΔE3＝Ebefore3-Eafter3+Eadjust3；
节能率
回收周期
④整个项目综合节能改造：
节能量ΔE＝ΔE1+ΔE2+ΔE3；
节能率
综合回收周期
可选地，单项节能改造技术，若该项目对制冷站、冷却水泵和冷冻水泵安装有单独的用电计量支路，则还可以对制冷站群控优化控制改造、冷冻泵变频优化控制改造、冷却泵变频优化控制改造每一项节能改造技术进行节能量、节能率和回收周期的计算分析，以冷冻泵改造技术为例，改造前第一单位时间段内冷冻泵用电量为Ebefore2’，改造后第一单位时间段内冷冻泵用电量为Eafter2’，那么冷冻水泵改造节能量ΔE2’＝Ebefore2’-Eafter2’+Eadjust2’；
节能率
回收周期
进一步地，一种建筑节能改造在线评估方法，还包括：获取第二单位时间段内的能耗基准值、用电定额、目标节能量、实际能耗值和实际节能量；所述第二单位时间段小于所述第一单位时间段。根据第二单位时间段内的能耗基准值、用电定额、目标节能量、实际能耗值和实际节能量计算第二单位时间段内的超定额。
所述根据第二单位时间段内的能耗基准值、用电定额、目标节能量、实际能耗值和实际节能量计算第二单位时间段内的超定额；具体包括：计算第二单位时间段内的目标节能量，所述第二单位时间段内的目标节能量＝第二单位时间段内的能耗基准值-第二单位时间段内的用电定额；计算第二单位时间段内的实际节能量，所述第二单位时间段内的实际节能量＝第二单位时间段内的能耗基准值-第二单位时间段内的实际能耗值；通过所述第二单位时间段内的实际节能量与第二单位时间段内的目标节能量进行超定额管理，所述超定额＝所述第二单位时间段内的实际节能量-所述第二单位时间段内的目标节能量。上述第二单位时间段为月、周或日。
具体的，例如，输入逐月能耗基准值E1、逐月用电定额E2、逐月目标节能量E3、逐月实际能耗值E4、逐月实际节能量E5，其中逐月目标节能量E3＝逐月能耗基准值E1-逐月用电定额E2，逐月实际节能量E5＝逐月能耗基准值E1-逐月实际能耗值E4；通过逐月实际节能量E5与逐月目标节能量E3进行超定额管理，超定额E0＝逐月实际节能量E5-逐月目标节能量E3。通过微信、短信或手机App的方式将异常情况推送给项目相关人员。例如，如果出现逐月实际节能量E5<逐月目标节能量E3，且差值超过一定比例E3如10％，判定为异常情况，相关人员进行节能改造技术或节能运行参数的调整，最终实现E5≥E3，从而缩小节能量预评估与后评估差距。
进一步地，可对逐月能耗基准值E1、逐月用电定额E2进行拆分为周能耗基准值E6和周用电定额E7，逐周目标节能量E8、逐周实际能耗值E9和逐周实际节能量E10，其中：
逐周目标节能量E8＝E6-E7；逐周实际节能量E10＝E6-E9；
进一步的，可对逐月能耗基准值E1、逐月用电定额E2进行拆分为日能耗基准值E11和日用电定额E12；可选的不区分节假日与工作日和区分假节日与工作日两种情况，其中：
①不区分节假日与工作日的情况
如商场、医院等类型建筑节能改造，工作日与节假日照常营业。针对此类项目：
日能耗基准：
日能耗定额：
逐日目标节能量＝E11-E12；
②区分假节日与工作日的情况
如政府机关办公建筑，节假日不上班，导致工作日与节假日能耗差异显著，针对此类项目，工作日能耗与节假日的能耗基准定额区分开来：
节假日基准＝上月节假日最高日能耗；
节假日定额＝上月节假日中位日能耗；
同理可计算逐日目标节能量与逐日实际节能量；
如果出现某月实际节能量E5<某月目标节能量E3或某周目标节能量E8<某周实际节能量E10或某日实际节能量<某日目标节能量且差值超过一定比例时间单位目标节能量时，则通过微信、短信或手机App的方式将异常情况推送给项目现场相关人员，及时对节能改造技术或节能运行参数进行调整，最终实现下一时间单位实际节能量>目标节能量，从而缩小节能量预评估与后评估差距。所述时间单位包括月、周、日。
实施例2，本发明提供了一种建筑节能改造在线评估系统，如图4，包括：数据采集单元，用于采集改造前和改造后第一单位时间段内的能耗值，安装在设备现场的能耗计量装置和能耗数据采集器。
投入成本获取单元，用于获取节能改造方案对应的投入成本。
数据处理单位，用于根据改造前能耗值、改造后能耗值和投入成本计算节能量、回收周期；具体的，根据存储的项目总电耗值、分项用电系统电耗值、投入成本C和采用的节能改造方案等特征参数与内容，自动计算得到项目综合节能改造节能量与综合节能率、各分项用电系统节能量与节能率、单项节能改造技术节能量与节能率和各回收周期；同时可根据项目逐月能耗基准值、逐月用电定额、逐月目标节能量、逐月实际能耗值和逐月实际节能量，自动计算目标节能量完成情况。
进一步地，一种建筑节能改造在线评估系统还包括反馈推送单元，用于推送当逐月实际节能量低于逐月目标节能量且达到一定比例时，对应匹配的节能改造技术或节能运行参数的调整建议。
进一步地，一种建筑节能改造在线评估系统还包括数据展示单元，在系统界面自动、直观展示改造前后电耗值、改造后节能量与节能率、采用的节能改造技术及其回收周期、超定额管理情况及在线评估人员情况。其中数据采集单元包括安装在设备现场的能耗计量装置和能耗数据采集器。
进一步地，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行实施例中涉及到的方法。
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，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (9)
1.一种建筑节能改造在线评估方法，其特征在于，包括：
采集改造前第一单位时间段内的能耗值；
获取节能改造方案及对应的投入成本；
采集改造后第一单位时间段内的能耗值；
根据改造前能耗值、改造后能耗值和投入成本计算节能量、回收周期，具体包括：根据改造前能耗值Ebefore、改造后能耗值Eafter和调整量Eadjust及下列关系式计算得到节能量ΔE：
ΔE＝Ebefore-Eafter+Eadjust；
根据下列关系式得到节能率R：
根据节能量ΔE、方案投入成本C和电价p，得到回收周期RP：
获取第二单位时间段内的能耗基准值、用电定额、目标节能量、实际能耗值和实际节能量；所述第二单位时间段小于所述第一单位时间段，根据第二单位时间段内的能耗基准值、用电定额、目标节能量、实际能耗值和实际节能量计算第二单位时间段内的超定额。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能耗值包括：照明插座用电系统能耗、采暖空调用电系统能耗、动力用电系统能耗、特殊用电系统能耗。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节能改造方案包括：制冷站群控优化控制改造方案、冷冻泵变频优化控制改造方案、冷却泵变频优化控制改造、LED灯具改造和安装电梯能量回馈装置，对应的，所述投入成本包括：制冷站群控优化控制改造成本、冷冻泵变频优化控制改造成本、冷却泵变频优化控制改造成本、LED灯具改造成本、安装电梯能量回馈装置成本。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改造前能耗值Ebefore包括改造前照明插座用电系统能耗值Ebefore1、改造前采暖空调用电系统能耗值Ebefore2、改造前动力用电系统能耗Ebefore3、改造前特殊用电系统能耗Ebefore4，改造前单项节能用电系统能耗值Ebefore’；改造后能耗值Eafter包括改造后照明插座用电系统能耗值Eafter1、改造后采暖空调用电系统能耗值Eafter2、改造后动力用电系统能耗Eafter3，改造后特殊用电系统能耗Eafter4，改造后单项节能用电系统能耗值Eafter’，调整量Eadjust包括照明插座用电系统改造调整量Eadjust1，采暖空调用电系统改造调整量Eadjust2，动力用电系统改造调整量Eadjust3，单项改造调整量Eadjust’；方案投入成本C包括制冷站群控优化控制改造投入成本C1，冷冻泵变频优化控制改造投入成本C2，冷却泵变频优化控制改造投入成本C3，LED灯具改造成本C4，安装电梯能量回馈装置成本C5，单项节能改造投入成本C’，电价p及下列关系式进行分级改造：
所述关系式包括照明系统节能改造关系式：
节能量ΔE1＝Ebefore1-Eafter1+Eadjust1，节能率回收周期
采暖空调用电系统节能改造关系式：
节能量ΔE2＝Ebefore2-Eafter2+Eadjust2，节能率回收周期
动力用电系统节能改造关系式：
节能量ΔE3＝Ebefore3-Eafter3+Eadjust3，节能率回收周期
整个项目综合节能改造关系式：
节能量ΔE＝ΔE1+ΔE2+ΔE3，
节能率
。
回收周期
单项节能改造关系式：
单项改造节能量ΔE’＝Ebefore’-Eafter’+Eadjust’，节能率回收周期/>
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据第二单位时间段内的能耗基准值、用电定额、目标节能量、实际能耗值和实际节能量计算第二单位时间段内的超定额；具体包括：计算第二单位时间段内的目标节能量，所述第二单位时间段内的目标节能量＝第二单位时间段内的能耗基准值-第二单位时间段内的用电定额；计算第二单位时间段内的实际节能量，所述第二单位时间段内的实际节能量＝第二单位时间段内的能耗基准值-第二单位时间段内的实际能耗值；通过所述第二单位时间段内的实际节能量与第二单位时间段内的目标节能量进行超定额管理，所述超定额＝所述第二单位时间段内的实际节能量-所述第二单位时间段内的目标节能量；所述第二单位时间段为月、周或日。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括反馈推送步骤：判断超定额计算结果是否出现异常，如果是，则将异常情况反馈推送输出。
7.一种建筑节能改造在线评估系统，其特征在于，包括：数据采集单元，用于采集改造前和改造后第一单位时间段内的能耗值；
投入成本获取单元，用于获取节能改造方案对应的投入成本；
数据处理单位，用于根据改造前能耗值、改造后能耗值和投入成本计算节能量、回收周期，具体包括：根据改造前能耗值Ebefore、改造后能耗值Eafter和调整量Eadjust及下列关系式计算得到节能量ΔE：
ΔE＝Ebefore-Eafter+Eadjust；
根据下列关系式得到节能率R：
根据节能量ΔE、方案投入成本C和电价p，得到回收周期RP：
获取第二单位时间段内的能耗基准值、用电定额、目标节能量、实际能耗值和实际节能量；所述第二单位时间段小于所述第一单位时间段，根据第二单位时间段内的能耗基准值、用电定额、目标节能量、实际能耗值和实际节能量计算第二单位时间段内的超定额。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括反馈推送单元，用于推送节能改造技术或者节能运行参数的调整建议；
数据展示单元，用于在系统界面展示改造前后电耗值、改造后节能量与节能率、采用的节能改造技术及回收周期、超定额管理情况及在线评估人员情况。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至6任一项所述的方法。
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