CN111833207B - 一种基于多能耦合的综合能源管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多能耦合的综合能源管理系统及方法，涉及综合能源管理技术领域，包括用量统计模块、人员统计模块、控制模块、数据处理模块和能源转化装置；所述用量统计模块用于对某个地区每一天每一户的能源使用量进行统计，所述人员统计模块用于对某一地区的外来人口增加量和本地人口减少量进行统计和记录，所述控制模块用于对整个系统进行智能化的控制，所述数据处理模块用于对各项数据进行调取和分析，所述能源转化装置用于实现不同能源之间的相互转化；本申请根据大数据统计算法，使得最终预测的用电量数据更加的精准，使得电能的供应更加的精准，避免了出现电能调配不均匀的现象导致电能转化的情况，避免了电能转化过程中的消耗。

Description

一种基于多能耦合的综合能源管理系统及方法

技术领域

本发明涉及综合能源管理技术领域，具体是一种基于多能耦合的综合能源管理系统及方法。

背景技术

综合能源系统是指一定区域内利用先进的物理信息技术和创新管理模式，整合区域内煤炭、石油、天然气、电能、热能等多种能源，实现多种异质能源子系统之间的协调规划、优化运行，协同管理、交互响应和互补互济。在满足系统内多元化用能需求的同时，要有效地提升能源利用效率，促进能源可持续发展的新型一体化的能源系统。

其中，电能为最主要的能源，而其余能源都能够进行电能的转化，而电能因为其无法存储的特点，使得电能在使用时，富余量较大，经常性的需要将电能转化成其他形式的能源进行存储；

现有的综合能源管理系统在使用时存在以下问题：

1、电能使用量不确定，导致需要将较大富余量的电能转化成其余形式的能量进行存储，电能转化的过程和设备繁多，成本投入大，转化损耗高；

2、现有的能源转化装置都是将多余的电能通过大规模的转化成其他能量的形式进行存储或者供给用户使用，使得其他形式的能量在传输的过程中损耗大；

3、现有的对于电能使用的预测准确率低，导致一个地区的电能预测用量不确定，供应量无法确定；

所以，人们急需一种基于多能耦合的综合能源管理系统及方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多能耦合的综合能源管理系统及方法，以解决现有技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于多能耦合的综合能源管理系统，该综合能源管理系统包括用量统计模块、人员统计模块、控制模块、数据处理模块和能源转化装置；

所述用量统计模块用于对某个地区每一天每一户的能源使用量进行统计，作为能源的实际用量，便于后期与能源的预测用量之间进行比对，所述人员统计模块用于对某一地区的外来人口增加量和本地人口减少量进行统计和记录，以便于根据外来人口增加量和本地人口减少量来确定某一地区的能源预测使用量，所述控制模块用于对整个系统进行智能化的控制，所述数据处理模块用于对各项数据进行调取和分析，使得可以实现对某一地区能源使用量的预测，所述能源转化装置用于实现不同能源之间的相互转化，避免出现某种能源过剩的情况，使得可以实现不同能源之间的转化，实现对综合能源的管理；

所述人员统计模块和用量统计模块的输出端电性连接控制模块的输入端，所述控制模块的输出端电性连接能源转化装置的输入端，所述控制模块与数据处理模块之间电性连接。

根据上述技术方案，所述人员统计模块包括第三方导入单元和道路监控单元；

所述第三方导入单元用于对某一地区通过公共交通工具进入的外来人口增加量和通过公共交通工具离开的本地人口减少量进行导入，公共交通工具包括高铁、火车、公共汽车、飞机和地铁，使得可以通过公共交通的客流量确定某一地区的外来人口增加量和本地人口减少量，以便于根据外来人口增加量和本地人口减少量确定综合能源的使用量，还用于对通过外卖平台点餐的用户人数进行导入，以便于根据外卖平台的点餐人数确认天然气的使用量，所述道路监控单元用于对某一地区通过代步工具进入的外来人口增加量和通过代步工具离开的本地人口减少量进行统计，根据监控的通过代步工具进入和离开某一地区的车辆以及大数据确认通过代步工具进入和离开某一地区的人数，以便于和通过公共交通工具进入和离开的人口确认综合能源的使用量；

所述第三方导入单元和道路监控单元的输出端均电性连接控制模块的输入端。

根据上述技术方案，所述用量统计单元包括电能统计单元、水能统计单元和燃气统计单元；

所述电能统计单元用于对某一地区某一户某一天使用的电能量进行统计和记录，所述水能统计单元用于对某一地区某一户某一天使用的水能量进行统计和记录，所述燃气统计单元用于对某一地区某一户某一天使用的燃气量进行统计和记录；

所述电能统计单元、水能统计单元和燃气统计单元的输出端均电性连接控制模块的输入端。

根据上述技术方案，所述数据处理模块包括存储数据库、数据调取单元和用量预测单元；

所述存储数据库用于对各项数据进行存储和记录，所述数据调取单元用于从存储数据库中调取数据，调取的数据为历史能源使用数据，以便于根据历史能源使用数据预测当前能源使用数据，所述用量预测单元用于根据数据调取单元从存储数据库中调取的数据预测某一地区某一天的用电量总和，使得可以根据历史能源使用数据对当前能源使用数据进行预测；

所述控制模块的输出端电性连接数据调取单元的输入端，所述数据调取单元的输出端电性连接存储数据库的输入端，所述存储数据库的输出端电性连接用量预测单元的输入端，所述用量预测单元的输出端电性连接控制模块的输入端。

根据上述技术方案，所述控制模块包括用量比对单元、中央控制单元和电器控制单元；

所述用量比对单元用于将某一地区某一天的实际用电量与用量预测单元所预测的用电量进行比较，以便于根据比较结果确定是否实现能源的转化，所述中央控制单元用于发送执行指令，所述电器控制单元用于对家庭电器进行智能化控制，也属于能源转化的一部分，可以将过剩的电能转化成其他形式的能源供给用户使用；

所述用量比对单元的输出端电性连接中央控制单元的输入端，所述中央控制单元的输出端电性连接电器控制单元的输入端。

一种基于多能耦合的综合能源管理方法，该综合能源管理方法包括以下步骤：

S1、利用用量统计模块对某一地区每一个用户的家庭能源实际使用量进行统计；

S2、利用人员统计模块确定某一地区的外来人口增加量和本地人口减少量；

S3、利用数据处理模块对某一地区每一天的能源使用量进行预测；

S4、利用控制模块实现能源实际使用量与能源预测使用量的比对；

S5、利用控制模块和能源转化装置实现对过剩电能的转化。

根据上述技术方案，在S1中，所述用量统计模块包括电能统计单元、水能统计单元和燃气统计单元；

所述电能统计单元为电表，所述电表统计的数据为X，所述水能统计单元为水表，所述水表统计的数据为Y，所述燃气统计单元为燃气表，所述燃气表统计的数据为Z。

根据上述技术方案，在S2-S3中，所述人员统计模块包括第三方导入单元和道路监控单元；

所述第三方导入单元导入通过高铁、火车、飞机、公共汽车和地铁进入某一地区的外来人口数量和离开某一地区的本地人口数量，通过高铁、火车、飞机、公共汽车和地铁进入某一地区的外来人口数量为M_入，通过高铁、火车、飞机、公共汽车和地铁离开某一地区的外来人口数量为M_出，所述道路监控单元对通过代步工具进入某一地区和离开某一地区的车辆进行监控，所述道路监控单元监控通过代步工具进入某一地区的车辆数量为N_入，所述道路监控单元监控通过代步工具离开某一地区的车辆数量为N_出；

所述数据处理模块包括存储数据库、数据调取单元和用量预测单元；

所述数据调取单元从存储数据库中调取某一地区通过高铁、火车、飞机、公共汽车和地铁进入某一地区的外来人口数量和离开某一地区的本地人口数量相等的数据，同时，调取对应日期的用电量数据，组成用电量的集合X_集＝{X₁，X₂，X₃，...，X_m}，调取对应日期的用水量数据，组成用水量的集合Y_集＝{Y₁，Y₂，Y₃，...，Y_m}，调取对应日期的燃气用量数据，组成燃气用量的集合Z_集＝{Z₁，Z₂，Z₃，...，Z_m}，其中，m表示通过公共交通工具进入和离开该地区的人数相等的天数，所述数据调取单元还调取m天中进入该地区的代步工具的数量，组成数量的集合N_入集＝{N_入1，N_入2，N_入3，...，N_入m}，所述数据调取单元还调取m天中离开该地区的代步工具的数量，组成数量的集合N_出集＝{N_出1，N_出2，N_出3，...，N_出m}；

根据下列公式对进入和离开该地区的代步工具变化量进行计算：

组成该地区代步工具变化量的集合

根据下列公式计算该地区代步工具变化量对用电量的影响系数k₁：

根据下列公式计算该地区代步工具变化量对用水量的影响系数k₂：

根据下列公式计算该地区代步工具变化量对燃气用量的影响系数k₃：

当前通过代步工具进入该地区的车辆数量N_入和通过代步工具离开该地区的车辆数量N_出对该地区用电量的影响数值为

当前通过代步工具进入该地区的车辆数量N_入和通过代步工具离开该地区的车辆数量N_出对该地区用水量的影响数值为

当前通过代步工具进入该地区的车辆数量N_入和通过代步工具离开该地区的车辆数量N_出对该地区燃气用量的影响数值

所述数据调取单元从存储数据库中调取某一地区通过代步工具进入该地区的外来人口数量和离开该地区的本地人口数量相等的数据，同时，调取对应日期的用电量数据，组成用电量的集合X_集＝{X₁，X₂，X₃，...，X_n}，调取对应日期的用水量数据，组成用水量的集合Y_集＝{Y₁，Y₂，Y₃，...，Y_n}，调取对应日期的燃气用量数据，组成燃气用量的集合Z_集＝{Z₁，Z₂，Z₃，...，Z_n}，其中，n表示通过代步工具进入和离开该地区的数量相等的天数，所述数据调取单元还调取n天中通过公共交通工具进入该地区的人数，组成数量的集合M_入集＝{M_入1，M_入2，M_入3，...，M_入n}，所述数据调取单元还调取n天中通过公共交通工具离开该地区的人数,组成数量的集合M_出集＝{M_出1，M_出2，M_出3，...，M_出n}；

根据下列公式对通过公共交通工具进入和离开该地区人数变化量进行计算：

组成该地区代步工具变化量的集合

根据下列公式计算该地区通过公共交通工具进入和离开的人数变化量对用电量的影响系数q₁：

根据下列公式计算该地区通过公共交通工具进入和离开的人数变化量对用水量的影响系数q₂：

根据下列公式计算该地区通过公共交通工具进入和离开的人数变化量对燃气用量的影响系数q₃：

当前通过公共交通工具进入该地区的外来人口数量M_入和通过公共交通工具离开该地区的本地人口数量M_出对该地区用电量的影响数值为

当前通过公共交通工具进入该地区的外来人口数量M_入和通过公共交通工具离开该地区的本地人口数量M_出对该地区用水量的影响数值为

当前通过公共交通工具进入该地区的外来人口数量M_入和通过公共交通工具离开该地区的本地人口数量M_出对该地区燃气用量的影响数值为

所述人员统计模块统计的人数对该地区用电量的影响数值为：

所述人员统计模块统计的人数对该地区用水量的影响数值为：

所述人员统计模块统计的人数对该地区燃气用量的影响数值为：

根据上述技术方案，所述数据调取单元从存储数据库中调取过去一年对应日期的用电量数据X_过，用水量数据Y_过和燃气用量Z_过；

所述用量预测单元预测当前当天的用电量为X_总：

X_总＝X_当+X_过；

所述用量预测单元预测当前当天的用水量为Y_总：

Y_总＝Y_当+Y_过；

所述用量预测单元预测当前当天的燃气用量为Z_总：

Z_总＝Z_当+Z_过。

根据上述技术方案，所述控制模块包括用量比对单元、中央控制单元和电器控制单元；

所述用量比对单元将电表统计的数据X与用量预测单元预测当前当天的用电量为X_总进行比较；所述用量比对单元将水表统计的数据Y与用量预测单元预测当前当天的用水量为Y_总进行比较；所述用量比对单元将燃气表统计的数据Z与用量预测单元预测当前当天的燃气用量为Z_总进行比较；

当X＞X_总时，所述中央控制单元将电网的电量接入该地区；

当X＜X_总时，所述中央控制单元控制能源转化装置将电能转化成其他形式的能量进行存储，可以为蓄水储能、电池储能、热能储存等，供给电量不足时使用；

当X＝X_总时，不进行能源的转化和存储；

当Y≤Y_总时，对多余的水能进行存储；

当Y＞Y_总时，第二天增加Y-Y总的储水量；

当Z≤Z_总时，对多余的燃气进行存储；

当Z＞Z_总时，第二天增加Z-Z总的燃气供应。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本申请根据人员统计模块统计某一地区的人口变化情况，根据人口变化情况确定该地区的用电量数据，并且，根据大数据统计算法，使得最终预测的用电量数据更加的精准，使得电能的供应更加的精准，避免了出现电能调配不均匀的现象导致电能转化的情况，避免了电能转化过程中的消耗，还避免电能转化过程中的繁杂操作，使得电量的供应尽可能的精准。

2、通过电器控制单元可以实现对多余电能的使用，可以控制对应的电器开启实现对电能的转化使用，避免了电能的转化成其余形式的能量所产生的消耗。

附图说明

图1为本发明一种基于多能耦合的综合能源管理系统的模块组成结构示意图；

图2为本发明一种基于多能耦合的综合能源管理系统的模块连接结构示意图；

图3为本发明一种基于多能耦合的综合能源管理方法的流程示意图。

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1～3所示，一种基于多能耦合的综合能源管理系统，该综合能源管理系统包括用量统计模块、人员统计模块、控制模块、数据处理模块和能源转化装置；

所述用量统计模块用于对某个地区每一天每一户的能源使用量进行统计，作为能源的实际用量，便于后期与能源的预测用量之间进行比对，所述人员统计模块用于对某一地区的外来人口增加量和本地人口减少量进行统计和记录，以便于根据外来人口增加量和本地人口减少量来确定某一地区的能源预测使用量，所述控制模块用于对整个系统进行智能化的控制，所述数据处理模块用于对各项数据进行调取和分析，使得可以实现对某一地区能源使用量的预测，所述能源转化装置用于实现不同能源之间的相互转化，避免出现某种能源过剩的情况，使得可以实现不同能源之间的转化，实现对综合能源的管理；

所述人员统计模块和用量统计模块的输出端电性连接控制模块的输入端，所述控制模块的输出端电性连接能源转化装置的输入端，所述控制模块与数据处理模块之间电性连接。

所述人员统计模块包括第三方导入单元和道路监控单元；

所述第三方导入单元用于对某一地区通过公共交通工具进入的外来人口增加量和通过公共交通工具离开的本地人口减少量进行导入，公共交通工具包括高铁、火车、公共汽车、飞机和地铁，使得可以通过公共交通的客流量确定某一地区的外来人口增加量和本地人口减少量，以便于根据外来人口增加量和本地人口减少量确定综合能源的使用量，还用于对通过外卖平台点餐的用户人数进行导入，以便于根据外卖平台的点餐人数确认天然气的使用量，所述道路监控单元用于对某一地区通过代步工具进入的外来人口增加量和通过代步工具离开的本地人口减少量进行统计，根据监控的通过代步工具进入和离开某一地区的车辆以及大数据确认通过代步工具进入和离开某一地区的人数，以便于和通过公共交通工具进入和离开的人口确认综合能源的使用量；

所述第三方导入单元和道路监控单元的输出端均电性连接控制模块的输入端。

所述用量统计单元包括电能统计单元、水能统计单元和燃气统计单元；

所述电能统计单元用于对某一地区某一户某一天使用的电能量进行统计和记录，所述水能统计单元用于对某一地区某一户某一天使用的水能量进行统计和记录，所述燃气统计单元用于对某一地区某一户某一天使用的燃气量进行统计和记录；

所述电能统计单元、水能统计单元和燃气统计单元的输出端均电性连接控制模块的输入端。

所述数据处理模块包括存储数据库、数据调取单元和用量预测单元；

所述存储数据库用于对各项数据进行存储和记录，所述数据调取单元用于从存储数据库中调取数据，调取的数据为历史能源使用数据，以便于根据历史能源使用数据预测当前能源使用数据，所述用量预测单元用于根据数据调取单元从存储数据库中调取的数据预测某一地区某一天的用电量总和，使得可以根据历史能源使用数据对当前能源使用数据进行预测；

所述控制模块的输出端电性连接数据调取单元的输入端，所述数据调取单元的输出端电性连接存储数据库的输入端，所述存储数据库的输出端电性连接用量预测单元的输入端，所述用量预测单元的输出端电性连接控制模块的输入端。

所述控制模块包括用量比对单元、中央控制单元和电器控制单元；

所述用量比对单元用于将某一地区某一天的实际用电量与用量预测单元所预测的用电量进行比较，以便于根据比较结果确定是否实现能源的转化，所述中央控制单元用于发送执行指令，所述电器控制单元用于对家庭电器进行智能化控制，也属于能源转化的一部分，可以将过剩的电能转化成其他形式的能源供给用户使用；

所述用量比对单元的输出端电性连接中央控制单元的输入端，所述中央控制单元的输出端电性连接电器控制单元的输入端。

一种基于多能耦合的综合能源管理方法，该综合能源管理方法包括以下步骤：

S1、利用用量统计模块对某一地区每一个用户的家庭能源实际使用量进行统计；

S2、利用人员统计模块确定某一地区的外来人口增加量和本地人口减少量；

S3、利用数据处理模块对某一地区每一天的能源使用量进行预测；

S4、利用控制模块实现能源实际使用量与能源预测使用量的比对；

S5、利用控制模块和能源转化装置实现对过剩电能的转化。

在S1中，所述用量统计模块包括电能统计单元、水能统计单元和燃气统计单元；

所述电能统计单元为电表，所述电表统计的数据为X，所述水能统计单元为水表，所述水表统计的数据为Y，所述燃气统计单元为燃气表，所述燃气表统计的数据为Z。

在S2-S3中，所述人员统计模块包括第三方导入单元和道路监控单元；

所述第三方导入单元导入通过高铁、火车、飞机、公共汽车和地铁进入某一地区的外来人口数量和离开某一地区的本地人口数量，通过高铁、火车、飞机、公共汽车和地铁进入某一地区的外来人口数量为M_入，通过高铁、火车、飞机、公共汽车和地铁离开某一地区的外来人口数量为M_出，所述道路监控单元对通过代步工具进入某一地区和离开某一地区的车辆进行监控，所述道路监控单元监控通过代步工具进入某一地区的车辆数量为N_入，所述道路监控单元监控通过代步工具离开某一地区的车辆数量为N_出；

所述数据处理模块包括存储数据库、数据调取单元和用量预测单元；

所述数据调取单元从存储数据库中调取某一地区通过高铁、火车、飞机、公共汽车和地铁进入某一地区的外来人口数量和离开某一地区的本地人口数量相等的数据，同时，调取对应日期的用电量数据，组成用电量的集合X_集＝{X₁，X₂，X₃，...，X_m}，调取对应日期的用水量数据，组成用水量的集合Y_集＝{Y₁，Y₂，Y₃，...，Y_m}，调取对应日期的燃气用量数据，组成燃气用量的集合Z_集＝{Z₁，Z₂，Z₃，...，Z_m}，其中，m表示通过公共交通工具进入和离开该地区的人数相等的天数，所述数据调取单元还调取m天中进入该地区的代步工具的数量，组成数量的集合N_入集＝{N_入1，N_入2，N_入3，...，N_入m}，所述数据调取单元还调取m天中离开该地区的代步工具的数量，组成数量的集合N_出集＝{N_出1，N_出2，N_出3，…，N_出m}；

根据下列公式对进入和离开该地区的代步工具变化量进行计算：

组成该地区代步工具变化量的集合

根据下列公式计算该地区代步工具变化量对用电量的影响系数k₁：

根据下列公式计算该地区代步工具变化量对用水量的影响系数k₂：

根据下列公式计算该地区代步工具变化量对燃气用量的影响系数k₃：

当前通过代步工具进入该地区的车辆数量N_入和通过代步工具离开该地区的车辆数量N_出对该地区用电量的影响数值为

当前通过代步工具进入该地区的车辆数量N_入和通过代步工具离开该地区的车辆数量N_出对该地区用水量的影响数值为

当前通过代步工具进入该地区的车辆数量N_入和通过代步工具离开该地区的车辆数量N_出对该地区燃气用量的影响数值

所述数据调取单元从存储数据库中调取某一地区通过代步工具进入该地区的外来人口数量和离开该地区的本地人口数量相等的数据，同时，调取对应日期的用电量数据，组成用电量的集合X_集＝{X₁，X₂，X₃，...，X_n}，调取对应日期的用水量数据，组成用水量的集合Y_集＝{Y₁，Y₂，Y₃，...，Y_n}，调取对应日期的燃气用量数据，组成燃气用量的集合Z_集＝{Z₁，Z₂，Z₃，...，Z_n}，其中，n表示通过代步工具进入和离开该地区的数量相等的天数，所述数据调取单元还调取n天中通过公共交通工具进入该地区的人数，组成数量的集合M_入集＝{M_入1，M_入2，M_入3，...，M_入n}，所述数据调取单元还调取n天中通过公共交通工具离开该地区的人数,组成数量的集合M_出集＝{M_出1，M_出2，M_出3，…，M_出n}；

根据下列公式对通过公共交通工具进入和离开该地区人数变化量进行计算：

组成该地区代步工具变化量的集合

根据下列公式计算该地区通过公共交通工具进入和离开的人数变化量对用电量的影响系数q₁：

根据下列公式计算该地区通过公共交通工具进入和离开的人数变化量对用水量的影响系数q₂：

根据下列公式计算该地区通过公共交通工具进入和离开的人数变化量对燃气用量的影响系数q₃：

当前通过公共交通工具进入该地区的外来人口数量M_入和通过公共交通工具离开该地区的本地人口数量M_出对该地区用电量的影响数值为

当前通过公共交通工具进入该地区的外来人口数量M_入和通过公共交通工具离开该地区的本地人口数量M_出对该地区用水量的影响数值为

当前通过公共交通工具进入该地区的外来人口数量M_入和通过公共交通工具离开该地区的本地人口数量M_出对该地区燃气用量的影响数值为

所述人员统计模块统计的人数对该地区用电量的影响数值为：

所述人员统计模块统计的人数对该地区用水量的影响数值为：

所述人员统计模块统计的人数对该地区燃气用量的影响数值为：

所述数据调取单元从存储数据库中调取过去一年对应日期的用电量数据X_过，用水量数据Y_过和燃气用量Z_过；

所述用量预测单元预测当前当天的用电量为X_总：

X_总＝X_当+X_过；

所述用量预测单元预测当前当天的用水量为Y_总：

Y_总＝Y_当+Y_过；

所述用量预测单元预测当前当天的燃气用量为Z_总：

Z_总＝Z_当+Z_过。

所述控制模块包括用量比对单元、中央控制单元和电器控制单元；

所述用量比对单元将电表统计的数据X与用量预测单元预测当前当天的用电量为X_总进行比较；所述用量比对单元将水表统计的数据Y与用量预测单元预测当前当天的用水量为Y_总进行比较；所述用量比对单元将燃气表统计的数据Z与用量预测单元预测当前当天的燃气用量为Z_总进行比较；

当X＞X_总时，所述中央控制单元将电网的电量接入该地区；

当X＜X_总时，所述中央控制单元控制能源转化装置将电能转化成其他形式的能量进行存储，可以为蓄水储能、电池储能、热能储存等，供给电量不足时使用；

当X＝X_总时，不进行能源的转化和存储；

当Y≤Y_总时，对多余的水能进行存储；

当Y＞Y_总时，第二天增加Y-Y总的储水量；

当Z≤Z_总时，对多余的燃气进行存储；

当Z＞Z_总时，第二天增加Z-Z总的燃气供应。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种基于多能耦合的综合能源管理方法，其特征在于：该综合能源管理方法包括以下步骤：

S1、利用用量统计模块对某一地区每一个用户的家庭能源实际使用量进行统计；

在S1中，所述用量统计模块包括电能统计单元、水能统计单元和燃气统计单元；

所述电能统计单元为电表，所述电表统计的数据为X，所述水能统计单元为水表，所述水表统计的数据为Y，所述燃气统计单元为燃气表，所述燃气表统计的数据为Z；

S2、利用人员统计模块确定某一地区的外来人口增加量和本地人口减少量；

S3、利用数据处理模块对某一地区每一天的能源使用量进行预测；

在S2-S3中，所述人员统计模块包括第三方导入单元和道路监控单元；

所述第三方导入单元导入通过高铁、火车、飞机、公共汽车和地铁进入某一地区的外来人口数量和离开某一地区的本地人口数量，通过高铁、火车、飞机、公共汽车和地铁进入某一地区的外来人口数量为M_入，通过高铁、火车、飞机、公共汽车和地铁离开某一地区的外来人口数量为M_出，所述道路监控单元对通过代步工具进入某一地区和离开某一地区的车辆进行监控，所述道路监控单元监控通过代步工具进入某一地区的车辆数量为N_入，所述道路监控单元监控通过代步工具离开某一地区的车辆数量为N_出；

所述数据处理模块包括存储数据库、数据调取单元和用量预测单元；

所述数据调取单元从存储数据库中调取某一地区通过高铁、火车、飞机、公共汽车和地铁进入某一地区的外来人口数量和离开某一地区的本地人口数量相等的数据，同时，调取对应日期的用电量数据，组成用电量的集合X_集＝{X₁,X₂,X₃,…,X_m}，调取对应日期的用水量数据，组成用水量的集合Y_集＝{Y₁,Y₂,Y₃,…,Y_m}，调取对应日期的燃气用量数据，组成燃气用量的集合Z_集＝{Z₁,Z₂,Z₃,…,Z_m}，其中，m表示通过公共交通工具进入和离开该地区的人数相等的天数，所述数据调取单元还调取m天中进入该地区的代步工具的数量，组成数量的集合N_入集＝{N_入1,N_入2,N_入3,…,N_入m}，所述数据调取单元还调取m天中离开该地区的代步工具的数量，组成数量的集合N_出集＝{N_出1,N_出2,N_出3,…,N_出m}；

根据下列公式对进入和离开该地区的代步工具变化量进行计算：

组成该地区代步工具变化量的集合

根据下列公式计算该地区代步工具变化量对用电量的影响系数k₁：

根据下列公式计算该地区代步工具变化量对用水量的影响系数k₂：

根据下列公式计算该地区代步工具变化量对燃气用量的影响系数k₃：

当前通过代步工具进入该地区的车辆数量N_入和通过代步工具离开该地区的车辆数量N_出对该地区用电量的影响数值为

当前通过代步工具进入该地区的车辆数量N_入和通过代步工具离开该地区的车辆数量N_出对该地区用水量的影响数值为

当前通过代步工具进入该地区的车辆数量N_入和通过代步工具离开该地区的车辆数量N_出对该地区燃气用量的影响数值

所述数据调取单元从存储数据库中调取某一地区通过代步工具进入该地区的外来人口数量和离开该地区的本地人口数量相等的数据，同时，调取对应日期的用电量数据，组成用电量的集合X_集＝{X₁,X₂,X₃,…,X_n}，调取对应日期的用水量数据，组成用水量的集合Y_集＝{Y₁,Y₂,Y₃,…,Y_n}，调取对应日期的燃气用量数据，组成燃气用量的集合Z_集＝{Z₁,Z₂,Z₃,…,Z_n}，其中，n表示通过代步工具进入和离开该地区的数量相等的天数，所述数据调取单元还调取n天中通过公共交通工具进入该地区的人数，组成数量的集合M_入集＝{M_入1,M_入2,M_入3,…,M_入n}，所述数据调取单元还调取n天中通过公共交通工具离开该地区的人数,组成数量的集合M_出集＝{M_出1,M_出2,M_出3,…,M_出n}；

根据下列公式对通过公共交通工具进入和离开该地区人数变化量进行计算：

组成该地区代步工具变化量的集合根据下列公式计算该地区通过公共交通工具进入和离开的人数变化量对用电量的影响系数q₁：

根据下列公式计算该地区通过公共交通工具进入和离开的人数变化量对用水量的影响系数q₂：

根据下列公式计算该地区通过公共交通工具进入和离开的人数变化量对燃气用量的影响系数q₃：

当前通过公共交通工具进入该地区的外来人口数量M_入和通过公共交通工具离开该地区的本地人口数量M_出对该地区用电量的影响数值为

当前通过公共交通工具进入该地区的外来人口数量M_入和通过公共交通工具离开该地区的本地人口数量M_出对该地区用水量的影响数值为

当前通过公共交通工具进入该地区的外来人口数量M_入和通过公共交通工具离开该地区的本地人口数量M_出对该地区燃气用量的影响数值为

所述人员统计模块统计的人数对该地区用电量的影响数值为：

所述人员统计模块统计的人数对该地区用水量的影响数值为：

所述人员统计模块统计的人数对该地区燃气用量的影响数值为：

S4、利用控制模块实现能源实际使用量与能源预测使用量的比对；

S5、利用控制模块和能源转化装置实现对过剩电能的转化；

所述数据调取单元从存储数据库中调取过去一年对应日期的用电量数据X_过，用水量数据Y_过和燃气用量Z_过；

所述用量预测单元预测当前当天的用电量为X_总：

X_总＝X_当+X_过；

所述用量预测单元预测当前当天的用水量为Y_总：

Y_总＝Y_当+Y_过；

所述用量预测单元预测当前当天的燃气用量为Z_总：

Z_总＝Z_当+Z_过；

所述控制模块包括用量比对单元、中央控制单元和电器控制单元；

所述用量比对单元将电表统计的数据X与用量预测单元预测当前当天的用电量为X_总进行比较；所述用量比对单元将水表统计的数据Y与用量预测单元预测当前当天的用水量为Y_总进行比较；所述用量比对单元将燃气表统计的数据Z与用量预测单元预测当前当天的燃气用量为Z_总进行比较；

当X＞X_总时，所述中央控制单元将电网的电量接入该地区；

当X＜X_总时，所述中央控制单元控制能源转化装置将电能转化成其他形式的能量进行存储；

当X＝X_总时，不进行能源的转化和存储；

当Y≤Y_总时，对多余的水能进行存储；

当Y＞Y_总时，第二天增加Y-Y总的储水量；

当Z≤Z_总时，对多余的燃气进行存储；

当Z＞Z_总时，第二天增加Z-Z总的燃气供应。

2.一种基于多能耦合的综合能源管理系统，应用于权利要求1所述的综合能源管理方法，其特征在于：该综合能源管理系统包括用量统计模块、人员统计模块、控制模块、数据处理模块和能源转化装置；

所述用量统计模块用于对某个地区每一天每一户的能源使用量进行统计，所述人员统计模块用于对某一地区的外来人口增加量和本地人口减少量进行统计和记录，所述控制模块用于对整个系统进行智能化的控制，所述数据处理模块用于对各项数据进行调取和分析，所述能源转化装置用于实现不同能源之间的相互转化；

所述人员统计模块和用量统计模块的输出端电性连接控制模块的输入端，所述控制模块的输出端电性连接能源转化装置的输入端，所述控制模块与数据处理模块之间电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于多能耦合的综合能源管理系统，其特征在于：所述人员统计模块包括第三方导入单元和道路监控单元；

所述第三方导入单元用于对某一地区通过公共交通工具进入的外来人口增加量和通过公共交通工具离开的本地人口减少量进行导入，还用于对通过外卖平台点餐的用户人数进行导入，所述道路监控单元用于对某一地区通过代步工具进入的外来人口增加量和通过代步工具离开的本地人口减少量进行统计；

所述第三方导入单元和道路监控单元的输出端均电性连接控制模块的输入端。

4.根据权利要求3所述的一种基于多能耦合的综合能源管理系统，其特征在于：所述用量统计模块包括电能统计单元、水能统计单元和燃气统计单元；

所述电能统计单元用于对某一地区某一户某一天使用的电能量进行统计和记录，所述水能统计单元用于对某一地区某一户某一天使用的水能量进行统计和记录，所述燃气统计单元用于对某一地区某一户某一天使用的燃气量进行统计和记录；

所述电能统计单元、水能统计单元和燃气统计单元的输出端均电性连接控制模块的输入端。

5.根据权利要求4所述的一种基于多能耦合的综合能源管理系统，其特征在于：所述数据处理模块包括存储数据库、数据调取单元和用量预测单元；

所述存储数据库用于对各项数据进行存储和记录，所述数据调取单元用于从存储数据库中调取数据，所述用量预测单元用于根据数据调取单元从存储数据库中调取的数据预测某一地区某一天的用电量总和；

所述控制模块的输出端电性连接数据调取单元的输入端，所述数据调取单元的输出端电性连接存储数据库的输入端，所述存储数据库的输出端电性连接用量预测单元的输入端，所述用量预测单元的输出端电性连接控制模块的输入端。

6.根据权利要求5所述的一种基于多能耦合的综合能源管理系统，其特征在于：所述控制模块包括用量比对单元、中央控制单元和电器控制单元；

所述用量比对单元用于将某一地区某一天的实际用电量与用量预测单元所预测的用电量进行比较，所述中央控制单元用于发送执行指令，所述电器控制单元用于对家庭电器进行智能化控制；

所述用量比对单元的输出端电性连接中央控制单元的输入端，所述中央控制单元的输出端电性连接电器控制单元的输入端。