CN114527701A - 一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于节能减排技术领域，尤其是涉及一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法，包括以下步骤：将公共建筑的整个节能空间划分为若干逻辑间隔，每个逻辑间隔由柔性边缘计算物联网终端、末端柔性控制器、各类型采集器以及各用能设备组成并布署在就地端并布署在公共建筑内；柔性边缘计算物联网终端为柔性控制边缘计算设备并通过各类型采集器采集数据；末端柔性控制器为柔性控制执行设备。本发明通过多维度感知、多模式识别、云地协同、闭环优化、无感化节能等柔性控制的手段对公共建筑的待机能耗和非必要能耗进行智能化的控制，实现无人为干预、管理成本低、节能效果明显，节能量和节能率能够真正得到量化的节能减排。
Description
技术领域
本发明涉及节能减排技术领域，尤其涉及一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法。
背景技术
公共建筑的能耗主要用空调、照明、办公电器设备、电梯等公共服务设备，以及餐厅、信息机房等特定功能设备分项构成。针对公共建筑传统的节能手段一是设备节能、二是管理节能，所谓设备节能主要是通过对老旧的高耗能设备进行技术改造成新型的、低能耗的设备以达到节能的目的，这种节能的投入成本可以量化，节能量和节能率也可以直接量化。设备节能做为最传统的节能方式早已被广泛采用，目前新建公共建筑的已基本采用节能设备，老旧公共建筑一般也通过设备改造更换为节能设备，所以通过设备节能实现公共建筑节能减排的空间已经越来越小。
而管理节能首先需要建立一套完整有效的自动化能源监测和分析系统，对整个公共建筑各分项的能耗量、能耗分布进行统计、对比和分析，实现对各单位、各部门的KPI考核，在此基础上制定可以挖掘节能潜力的各项管理制度和措施，建立用能管理体系，并要求工作人员严格依照执行，对用能设备进行进行科学管理以达到节能的目标。管理节能的过程看似是低成本或无成本的，但是因为需要全员参与，而每个人的参与度、积极性、执行标准参次不齐，导致实际管理成本相当高昂、节能效果不理想，而且节能量和节能率无法直接量化等都是管理节能的硬伤。为此，我们提出一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法，包括以下步骤：
S1、将公共建筑的整个节能空间划分为若干逻辑间隔，每个逻辑间隔由柔性边缘计算物联网终端、末端柔性控制器、各类型采集器以及各用能设备组成并布署在就地端并布署在公共建筑内；柔性边缘计算物联网终端为柔性控制边缘计算设备并通过各类型采集器采集数据；末端柔性控制器为柔性控制执行设备；
S2、柔性控制边缘计算设备对采集的本逻辑间隔的柔性控制参数采集设备的各类型参数根据当前时间处于的工作模式进行逻辑计算，计算结果形成控制策略后通过柔性控制执行设备对本逻辑间隔的用电设备进行柔性控制；
S3、柔性控制边缘计算设备通过Wifi或NB-IoT/2G/4G/5G无线网络接入云端大数据支撑平台，步骤S2的计算结果同时发送至云端大数据支撑平台，定义柔性控制设备和云端大数据支撑平台为柔性控制系统，云端大数据支撑平台根据柔性控制系统专家策略把各柔性控制边缘计算设备上送的计算结果进行跨逻辑间隔的优化计算，并把优化计算结果形成优化控制策略发送至相应柔性控制边缘计算设备，柔性控制边缘计算设备再通过柔性控制执行设备对本逻辑间隔的用电设备进行柔性控制；
S4、柔性控制系统通过人机交互方式把用能设备运行状态、用能数据、节能量及节能率告知运维人员，运维人员可通过人机交互方式对用能设备进行远程控制。
在上述的基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法中，所述各类型采集器包括光照度采集器、温度采集器、湿度采集器、噪声采集器、微波感应采集器、红外感应采集器、污染指数采集器和烟感采集器，所述柔性控制边缘计算设备通过光照度采集器采集逻辑间隔光照度数据，通过温度采集器采集逻辑间隔温度数据，通过湿度采集器采集逻辑间隔湿度数据，通过噪声采集器采集逻辑间隔噪声数据，通过微波感应采集器和红外感应采集器采集逻辑间隔人体感应数据，通过污染指数采集器采集逻辑间隔污染指数数据，通过烟感采集器采集逻辑间隔烟感浓度数据。
在上述的基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法中，所述步骤S2中柔性控制边缘计算设备需要具备识别工作日、休息日、节假日、上班时间和下班时间多种工作模式的功能。
在上述的基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法中，所述步骤S2中柔性控制边缘计算设备需要具把逻辑计算结果形成控制策略的功能，且柔性控制执行设备还需要具备与柔性控制边缘计算设备进行信息交互的功能以及需要具备执行柔性控制策略的控制指令的功能。
在上述的基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法中，所述步骤S3中柔性控制边缘计算设备需要具备通过Wifi或NB-IoT/2G/4G/5G无线网络与云端大数据支撑平台交互通信报文数据的功能；所述优化控制策略的形成过程为云端大数据支撑平台与就地端多个柔性控制边缘计算设备实时交互数据并循环迭代的过程；所述云端大数据平台需要具备柔性控制专家策略、跨逻辑间隔的优化控制策略形成功能以及提供人机交互的功能。
在上述的基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法中，所述步骤S4中人机交互方式包括柔性控制系统网页、微信公众号、微信消息、手机短信、电话语音通知和手机App软件，所述云端大数据平台的人机交互方式具备对用能设备的远程控制功能。
在上述的基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法中，所述柔性控制执行设备需要具备与柔性控制边缘计算设备进行信息交互的功能，需要具备执行柔性控制策略的控制指令的功能，柔性控制策略按顺序依次串行执行；
所述柔性控制系统的公共建筑节能的控制方法包括以下步骤：
a1、定义光照度、温度、湿度参数，分别记作L、T、H；定义噪声、污染指数、烟感异常情况，分别记作N、C、S，若发生记为1，否则记为0；定义人体感应情况，记作P，有人出现记为1，否则记为0；定义工作日工作时间段，分别记作W1、W2；
b1、若当前时间大于W1且小于W2，则转去步骤c1，否则转去步骤f1；
c1、若P等于1，则转去步骤e1和步骤d1；若P等于0且N等于0，则转去步骤f1。
d1、若L小于光照度阈值n，则柔性控制系统通过柔性控制执行设备调整灯光照度为光照度阈值n对应的照度值n，否则关闭相关照明灯具；
若T大于温度阈值n，则柔性控制系统通过柔性控制执行设备调整空调设定温度为温度阈值n对应的温度设定值n，否则关闭相关空调；
若H大于湿度阈值n，则柔性控制系统通过柔性控制执行设备调整除湿设备设定功率为湿度阈值n对应的除湿设备设定功率n，否则关闭相关除湿设备；
若C等于1，则柔性控制系统通过柔性控制执行设备打开相应的空气净化设备，否则关闭相关空气净化设备；
若S等于1，则柔性控制系统通过柔性控制执行设备打开相应的排风设备，否则关闭相关排风设备；
e1、打开办公插座；
f1、关闭全部用能设备，转去步骤c1。
在上述的基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法中，所述步骤d1和步骤e1只能从步骤c1入口执行，所述步骤f1只能从步骤b1和c1入口执行。
在上述的基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法中，所述步骤d1中光照度阈值和对应的照度值为预先人为设定的多组数据；所述温度阈值和对应的温度设定值为预先人为设定的多组数据；所述湿度阈值和对应的除湿设备设定功率为预先人为设定的多组数据。
与现有技术相比，本一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法的优点在于：本发明通过多维度感知、多模式识别、云地协同、闭环优化、无感化节能等柔性控制的手段对公共建筑的待机能耗和非必要能耗进行智能化的控制，实现无人为干预、管理成本低、节能效果明显，节能量和节能率能够真正得到量化的节能减排；柔性控制节能是针对传统的管理节能手段提出的一种新型的节能方法，在对公共建筑整体能耗分布进行科学评估的基础上，通过智能化的手段代替人为参与，实现对用能设备进行精细化的综合管理，通过多维度感知、多模式识别、云地协同、闭环优化等手段，实现无感化的节能。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法的系统结构示意图；
图2为本发明提出的一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法的控制流程结构图。
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。
实施例
参照图1-2，一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法，包括以下步骤：
S1、将公共建筑的整个节能空间划分为若干逻辑间隔，每个逻辑间隔由柔性边缘计算物联网终端、末端柔性控制器、各类型采集器以及各用能设备组成并布署在就地端并布署在公共建筑内；柔性边缘计算物联网终端为柔性控制边缘计算设备并通过各类型采集器采集数据；末端柔性控制器为柔性控制执行设备；
S2、柔性控制边缘计算设备对采集的本逻辑间隔的柔性控制参数采集设备的各类型参数根据当前时间处于的工作模式进行逻辑计算，计算结果形成控制策略后通过柔性控制执行设备对本逻辑间隔的用电设备进行柔性控制；
S3、柔性控制边缘计算设备通过Wifi或NB-IoT/2G/4G/5G无线网络接入云端大数据支撑平台，步骤S2的计算结果同时发送至云端大数据支撑平台，定义柔性控制设备和云端大数据支撑平台为柔性控制系统，云端大数据支撑平台根据柔性控制系统专家策略把各柔性控制边缘计算设备上送的计算结果进行跨逻辑间隔的优化计算，并把优化计算结果形成优化控制策略发送至相应柔性控制边缘计算设备，柔性控制边缘计算设备再通过柔性控制执行设备对本逻辑间隔的用电设备进行柔性控制；
S4、柔性控制系统通过人机交互方式把用能设备运行状态、用能数据、节能量及节能率告知运维人员，运维人员可通过人机交互方式对用能设备进行远程控制。
其中，所述各类型采集器包括光照度采集器、温度采集器、湿度采集器、噪声采集器、微波感应采集器、红外感应采集器、污染指数采集器和烟感采集器，所述柔性控制边缘计算设备通过光照度采集器采集逻辑间隔光照度数据，通过温度采集器采集逻辑间隔温度数据，通过湿度采集器采集逻辑间隔湿度数据，通过噪声采集器采集逻辑间隔噪声数据，通过微波感应采集器和红外感应采集器采集逻辑间隔人体感应数据，通过污染指数采集器采集逻辑间隔污染指数数据，通过烟感采集器采集逻辑间隔烟感浓度数据。
进一步的，所述步骤S2中柔性控制边缘计算设备需要具备识别工作日、休息日、节假日、上班时间和下班时间多种工作模式的功能，具体的，所述步骤S2中柔性控制边缘计算设备需要具把逻辑计算结果形成控制策略的功能，且柔性控制执行设备还需要具备与柔性控制边缘计算设备进行信息交互的功能以及需要具备执行柔性控制策略的控制指令的功能。
其中，所述步骤S3中柔性控制边缘计算设备需要具备通过Wifi或NB-IoT/2G/4G/5G无线网络与云端大数据支撑平台交互通信报文数据的功能；所述优化控制策略的形成过程为云端大数据支撑平台与就地端多个柔性控制边缘计算设备实时交互数据并循环迭代的过程；所述云端大数据平台需要具备柔性控制专家策略、跨逻辑间隔的优化控制策略形成功能以及提供人机交互的功能，云端大数据支撑平台根据柔性控制系统专家策略把各柔性控制边缘计算设备上送的计算结果进行跨逻辑间隔的优化计算，并把优化计算结果形成优化控制策略发送至相应柔性控制边缘计算设备，柔性控制边缘计算设备再通过柔性控制执行设备对本逻辑间隔的用电设备进行柔性控制。优化控制策略的形成过程为云端大数据支撑平台与就地端多个柔性控制边缘计算设备实时交互数据并循环迭代的过程，不仅限于一次。
其中，所述步骤S4中人机交互方式包括柔性控制系统网页、微信公众号、微信消息、手机短信、电话语音通知和手机App软件，所述云端大数据平台的人机交互方式具备对用能设备的远程控制功能。
进一步的，所述柔性控制执行设备需要具备与柔性控制边缘计算设备进行信息交互的功能，需要具备执行柔性控制策略的控制指令的功能，柔性控制策略按顺序依次串行执行；
所述柔性控制系统的公共建筑节能的控制方法包括以下步骤：
a1、定义光照度、温度、湿度参数，分别记作L、T、H；定义噪声、污染指数、烟感异常情况，分别记作N、C、S，若发生记为1，否则记为0；定义人体感应情况，记作P，有人出现记为1，否则记为0；定义工作日工作时间段，分别记作W1、W2；
b1、若当前时间大于W1且小于W2，则转去步骤c1，否则转去步骤f1；
c1、若P等于1，则转去步骤e1和步骤d1；若P等于0且N等于0，则转去步骤f1。
d1、若L小于光照度阈值n，则柔性控制系统通过柔性控制执行设备调整灯光照度为光照度阈值n对应的照度值n，否则关闭相关照明灯具；
若T大于温度阈值n，则柔性控制系统通过柔性控制执行设备调整空调设定温度为温度阈值n对应的温度设定值n，否则关闭相关空调；
若H大于湿度阈值n，则柔性控制系统通过柔性控制执行设备调整除湿设备设定功率为湿度阈值n对应的除湿设备设定功率n，否则关闭相关除湿设备；
若C等于1，则柔性控制系统通过柔性控制执行设备打开相应的空气净化设备，否则关闭相关空气净化设备；
若S等于1，则柔性控制系统通过柔性控制执行设备打开相应的排风设备，否则关闭相关排风设备；
e1、打开办公插座；
f1、关闭全部用能设备，转去步骤c1。
其中，所述步骤d1和步骤e1只能从步骤c1入口执行，所述步骤f1只能从步骤b1和c1入口执行，所述步骤d1中光照度阈值和对应的照度值为预先人为设定的多组数据；所述温度阈值和对应的温度设定值为预先人为设定的多组数据；所述湿度阈值和对应的除湿设备设定功率为预先人为设定的多组数据，人机交互方式包括柔性控制系统网页、微信公众号、微信消息、手机短信、电话语音通知、手机App软件等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将公共建筑的整个节能空间划分为若干逻辑间隔，每个逻辑间隔由柔性边缘计算物联网终端、末端柔性控制器、各类型采集器以及各用能设备组成并布署在就地端并布署在公共建筑内；柔性边缘计算物联网终端为柔性控制边缘计算设备并通过各类型采集器采集数据；末端柔性控制器为柔性控制执行设备；
S2、柔性控制边缘计算设备对采集的本逻辑间隔的柔性控制参数采集设备的各类型参数根据当前时间处于的工作模式进行逻辑计算，计算结果形成控制策略后通过柔性控制执行设备对本逻辑间隔的用电设备进行柔性控制；
S3、柔性控制边缘计算设备通过Wifi或NB-IoT/2G/4G/5G无线网络接入云端大数据支撑平台，步骤S2的计算结果同时发送至云端大数据支撑平台，定义柔性控制设备和云端大数据支撑平台为柔性控制系统，云端大数据支撑平台根据柔性控制系统专家策略把各柔性控制边缘计算设备上送的计算结果进行跨逻辑间隔的优化计算，并把优化计算结果形成优化控制策略发送至相应柔性控制边缘计算设备，柔性控制边缘计算设备再通过柔性控制执行设备对本逻辑间隔的用电设备进行柔性控制；
S4、柔性控制系统通过人机交互方式把用能设备运行状态、用能数据、节能量及节能率告知运维人员，运维人员可通过人机交互方式对用能设备进行远程控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法，其特征在于，所述各类型采集器包括光照度采集器、温度采集器、湿度采集器、噪声采集器、微波感应采集器、红外感应采集器、污染指数采集器和烟感采集器，所述柔性控制边缘计算设备通过光照度采集器采集逻辑间隔光照度数据，通过温度采集器采集逻辑间隔温度数据，通过湿度采集器采集逻辑间隔湿度数据，通过噪声采集器采集逻辑间隔噪声数据，通过微波感应采集器和红外感应采集器采集逻辑间隔人体感应数据，通过污染指数采集器采集逻辑间隔污染指数数据，通过烟感采集器采集逻辑间隔烟感浓度数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法，其特征在于，所述步骤S2中柔性控制边缘计算设备需要具备识别工作日、休息日、节假日、上班时间和下班时间多种工作模式的功能。
4.根据权利要求3所述的一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法，其特征在于，所述步骤S2中柔性控制边缘计算设备需要具把逻辑计算结果形成控制策略的功能，且柔性控制执行设备还需要具备与柔性控制边缘计算设备进行信息交互的功能以及需要具备执行柔性控制策略的控制指令的功能。
5.根据权利要求1所述的一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法，其特征在于，所述步骤S3中柔性控制边缘计算设备需要具备通过Wifi或NB-IoT/2G/4G/5G无线网络与云端大数据支撑平台交互通信报文数据的功能；所述优化控制策略的形成过程为云端大数据支撑平台与就地端多个柔性控制边缘计算设备实时交互数据并循环迭代的过程；所述云端大数据平台需要具备柔性控制专家策略、跨逻辑间隔的优化控制策略形成功能以及提供人机交互的功能。
6.根据权利要求1所述的一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法，其特征在于，所述步骤S4中人机交互方式包括柔性控制系统网页、微信公众号、微信消息、手机短信、电话语音通知和手机App软件，所述云端大数据平台的人机交互方式具备对用能设备的远程控制功能。
7.根据权利要求1所述的一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法，其特征在于，所述柔性控制执行设备需要具备与柔性控制边缘计算设备进行信息交互的功能，需要具备执行柔性控制策略的控制指令的功能，柔性控制策略按顺序依次串行执行；
所述柔性控制系统的公共建筑节能的控制方法包括以下步骤：
a1、定义光照度、温度、湿度参数，分别记作L、T、H；定义噪声、污染指数、烟感异常情况，分别记作N、C、S，若发生记为1，否则记为0；定义人体感应情况，记作P，有人出现记为1，否则记为0；定义工作日工作时间段，分别记作W1、W2；
b1、若当前时间大于W1且小于W2，则转去步骤c1，否则转去步骤f1；
c1、若P等于1，则转去步骤e1和步骤d1；若P等于0且N等于0，则转去步骤f1。
d1、若L小于光照度阈值n，则柔性控制系统通过柔性控制执行设备调整灯光照度为光照度阈值n对应的照度值n，否则关闭相关照明灯具；
若T大于温度阈值n，则柔性控制系统通过柔性控制执行设备调整空调设定温度为温度阈值n对应的温度设定值n，否则关闭相关空调；
若H大于湿度阈值n，则柔性控制系统通过柔性控制执行设备调整除湿设备设定功率为湿度阈值n对应的除湿设备设定功率n，否则关闭相关除湿设备；
若C等于1，则柔性控制系统通过柔性控制执行设备打开相应的空气净化设备，否则关闭相关空气净化设备；
若S等于1，则柔性控制系统通过柔性控制执行设备打开相应的排风设备，否则关闭相关排风设备；
e1、打开办公插座；
f1、关闭全部用能设备，转去步骤c1。
8.根据权利要求7所述的一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法，其特征在于，所述步骤d1和步骤e1只能从步骤c1入口执行，所述步骤f1只能从步骤b1和c1入口执行。
9.根据权利要求7所述的一种基于柔性控制系统的公共建筑节能的方法，其特征在于，所述步骤d1中光照度阈值和对应的照度值为预先人为设定的多组数据；所述温度阈值和对应的温度设定值为预先人为设定的多组数据；所述湿度阈值和对应的除湿设备设定功率为预先人为设定的多组数据。
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2022
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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