CN114543275B - 一种空调用能优化测算方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调用能优化测算方法及系统，克服了现有技术中空调优化方法不适用于民宿等服务类行业的问题，方法包括下列步骤：实时采集所有房间空调的相关参数，并将采集到的参数传输到数据处理中心；数据处理中心对得到的参数进行预处理；根据处理后的参数判断是否需要进行报警并计算空调的可优化功率；根据可优化功率计算用户月总可优化用电量；编写月度用能综合报告并发送给用户，辅助用户进行节能降耗。系统包括：控制系统、数据采集单元、数据处理中心、存储单元、无线通信单元以及终端设备。根据数据模型测算用户可优化用能情况，形成月度用能综合报告，向用户进行推送，辅助用户进行节能降耗，降低成本。

Description

一种空调用能优化测算方法及系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别涉及了一种空调用能优化测算方法及系统。

背景技术

电网是农村重要的基础设施，关系农民生活、农业生产和农村繁荣。随着全社会用电负荷峰值不断突破记录，电网调峰压力日趋增长，亟待开拓更广泛的需求响应手段，满足多高弹电网建设需求。然而随着居民生活水平的不断发展，居民用电量也不断增加，而空调作为目前人们工作和生活中必不可少的电器，其用电量在家电中占较大比重。特别是对于某些供电量不如城市的农村，由于供电量有限，政府一般推出节能政策，号召用户空调温度在26度以上或者控制空调的用电量。然而，用户无法精确获知空调的用电量，特别是对于空调数量较多的民宿而言，如何精准获知空调可优化用电量，促进用户进行节能减排是一个问题。

中国专利局2020年8月4日公开了一种名称为一种空调用电量控制方法的发明，其公开号为CN107062558B，该发明包括以下步骤：预先设定在预设天数D范围内的目标用电量阈值Qm；空调接收开机信号时，获取当前天数di，获取剩余目标用电量Q＇i＝目标用电量阈值Qm-空调开机之前与预设天数开始时的所有实际用电量，计算当天用电量阈值Qdim，计算当天电流阈值Iim；控制空调的运行状态，以使当前天数的运行电流Iiac≤Iim；检测并存储空调当前天数的实际用电量Qdi，若Qdi＝Qdm，控制空调停机。该发明可以对空调在预设天数的目标用电量阈值进行控制和分配，准确控制空调的用电量，确保空调的实际用电量在目标用电量范围内。但对于为客户服务的民宿来说，仅仅控制了空调用电量，没有考虑房间旅客舒适度，不适用推广于服务行业。

发明内容

本发明的目的是克服上述说明中提出的问题，提供了一种空调用能优化测算方法及系统，根据采集到的房间空调功率、用电量、所在房间用电量、房间温度，并将外部环境温度纳入考虑，综合考虑房间旅客舒适度，用以计算房间空调可优化电量，形成月度用能综合报告，向用户进行推送，辅助用户进行节能降耗，降低成本。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种空调用能优化测算方法，其特征在于，它包括下列步骤：

S1：实时采集所有房间空调的相关参数，并将采集到的参数传输到数据处理中心；

S2：数据处理中心对得到的参数进行预处理；

S3：根据处理后的参数判断是否需要进行报警并计算空调的可优化功率；

S4：根据可优化功率计算用户月总可优化用电量；

S5：编写月度用能综合报告并发送给用户，辅助用户进行节能降耗。

本发明通过搜集空调的相关参数，综合考虑了房间住户舒适度，能够实时计算房间空调可优化功率，并能统计月总可优化用电量，编写月度用电优化报告，向用户发送。可以辅助用户将某一时刻的可优化功率转化为可响应负荷，从而达到节能降耗，降低成本的目的。此外，对于民宿来说，用户可以根据住宿旅客用能情况采用相应奖励机制，打造智电民宿泛产业联盟的智慧用能服务体系。

作为优选，所述的步骤S1中，所述的空调的相关参数包括报警参数以及空调优化参数，所述的报警参数包括电压、电流，所述的空调优化参数包括房间空调功率、用电量、所在房间用电量、房间温度以及外部环境温度。根据采集到的房间空调功率、用电量、所在房间用电量、房间温度，纳入外部环境温度，综合考虑房间旅客舒适度，用以计算房间空调可优化功率。电压、电流、空调功率、房间温度以及环境温度均为采集的参数。

作为优选，所述的步骤S2中，所述的预处理包括数据审核、数据筛选、数据集成的处理。数据审核主要是检查数据是否按照规定时间报送，如未按规定时间报送，就需要检查未及时报送的原因。数据筛选是对有明显错误的数据进行警报。数据集成是将多个数据源中的数据结合起来并统一存储。

作为优选，所述的步骤S3进一步包括：

S3.1：数据处理中心判断采集到的电压和电流是否超出预设值，若超出，则通过无线通信单元向用户终端发送报警信息；

S3.2：数据处理中心根据采集到的空调优化参数计算出每台空调的可优化功率。

若测到的电压小于198V或者大于235.4V，则表示电压异常；若某一时间段内最大电流减去最小电流的差值除以最大电流的值大于0.1，则说明电流不平衡，都需要向终端发送警报。

作为优选，所述的步骤S3.2中，计算可优化功率的公式为：

式中，PK_cit为第i台空调t时刻的可优化功率；P_cit为第i台空调t时刻的运行功率；F_t为t时刻房间温度；E_t为t时刻外部环境温度。

20℃-26℃温度区间是人体最舒适温度区间，此温度区间内，空调可优化功率等于空调的运行功率。而在这个区间之外，空调制冷时每调高1℃和制热时每调低1℃，空调功率减少约8％。

作为优选，所述的步骤S4进一步包括：

S4.1：计算一天内所有空调的可优化功率之和Wr，计算公式为：

式中，W_r为一日内所有空调的可优化功率之和，N为用户空调总数，T为时间长度，M为采集点数；

S4.2：根据W_r计算一个月内每天的可优化用电量之和W_y，计算公式为：

式中，W_y为一个月内每天的可优化用电量之和，Y为该月天数。

用能报告中向用户推送每个月总的可优化量，为所有空调一月内所有时间点的可优化电量。

作为优选，所述的步骤S4.1中，所述的采集点数M的计算公式为：

M＝24/(T/60)。

采集点数即为一天之内采集的次数。

作为优选，所述的步骤S5进一步表示为：

S5.1：编写月度用能综合报告，所述报告内容包括月总可优化电量以及合理可行的用能优化策略；

S5.2：将月度用能综合报告通过无线通信模块发送到用户终端设备，用户根据得到的月度用能综合报告进行节能降耗，降低成本。

根据数据模型测算用户可优化用能情况，形成月度用能综合报告，向用户进行推送，辅助用户进行节能降耗，降低成本；同时每月为示范用户推送用能分析报告，推送合理可行的用能优化策略，有效提升了用户用能水平。

一种空调用能优化测算系统，其特征在于，包括：

控制系统：控制各个模块进行工作；

数据采集单元：包括电压传感器、电流传感器以及温度传感器，用于实时采集空调电压、电流以及室内外温度，并将采集的数据传递给数据处理中心；

数据处理中心：根据数据采集单元的数据计算出可优化功率以及可优化电量，并生成报告，通过无线通信单元传递到终端设备；

存储单元：存储数据采集单元和数据处理单元的数据；

无线通信单元：和终端设备进行数据交互；

终端设备：显示月度用能综合报告；

所述数据采集单元、数据处理单元、存储单元以及无线通信单元均与控制系统连接，所述存储单元与数据采集单元、数据处理单元连接，所述数据采集单元与数据处理单元连接，所述无线通信单元与终端设备连接。

电流传感器和电压传感器可以自动检测和显示电流、电压，并在过流、过压等危险情况发生时具有自动保护功能和更高级的智能控制，具有传感检测、传感采样、传感保护的作用。温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，可以检测室内以及室外温度，必将检测到的信息传递到数据处理中心进行处理以及存储单元进行存储，便于调取历史数据。

因此，本发明具有如下有益效果：1、根据数据模型测算用户可优化用能情况，形成月度用能综合报告，向用户进行推送，辅助用户进行节能降耗，降低成本；2、对于民宿来说，用户根据住宿旅客用能情况采用相应奖励机制，打造智电民宿泛产业联盟的智慧用能服务体系，同时可以为空调加装带负荷控制设备，某一时刻民宿的可优化功率即可转化为可响应负荷，为后续需求侧响应提供参考；3、可以每月为示范用户推送用能分析报告，推送合理可行的用能优化策略，有效提升用户用能水平。

附图说明

图1为本发明方法的具体操作流程图；

图2为本发明系统的结构框图；

图中：1、控制系统；2、数据采集单元；3、电压传感器；4、电流传感器；5、温度传感器；6、数据处理中心；7、存储单元；8、无线通信单元；9、终端设备。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示的实施例中，可以看到一种空调用能优化测算方法，其操作流程为：步骤一，实时采集所有房间空调的相关参数，并将采集到的参数传输到数据处理中心；步骤二，数据处理中心对得到的参数进行预处理；步骤三，根据处理后的参数判断是否需要进行报警并计算空调的可优化功率；步骤四，根据可优化功率计算用户月总可优化用电量；步骤五，编写月度用能综合报告并发送给用户，辅助用户进行节能降耗。通过搜集空调的相关参数，综合考虑了房间住户舒适度，能够实时计算房间空调可优化功率，并能统计月总可优化用电量，编写月度用电优化报告，向用户发送。可以辅助用户将某一时刻的可优化功率转化为可响应负荷，从而达到节能降耗，降低成本的目的。此外，对于民宿来说，用户可以根据住宿旅客用能情况采用相应奖励机制，打造智电民宿泛产业联盟的智慧用能服务体系。

如图2所示的实施例中，可以看到一种空调用能优化测算系统，包括：

控制各个模块进行工作的控制系统1；包含电压传感器3、电流传感器4以及温度传感器5，用于实时采集空调电压、电流以及室内外温度，并将采集的数据传递给数据处理中心的数据采集单元2；根据数据采集单元的数据计算出可优化功率以及可优化电量，并生成报告，通过无线通信单元传递到终端设备的数据处理中心6；存储数据采集单元和数据处理单元的数据的存储单元7；和终端设备进行数据交互的无线通信单元8；显示月度用能综合报告的终端设备9；所述数据采集单元、数据处理单元、存储单元以及无线通信单元均与控制系统连接，所述存储单元与数据采集单元、数据处理单元连接，所述数据采集单元与数据处理单元连接，所述无线通信单元与终端设备连接。电压传感器采集电压数据、电流传感器采集电流数据、温度传感器采集室内外温度，同时，数据采集单元还采集空调功率，数据处理单元将采集到的数据传递到数据处理中心进行处理，且同时传递给存储单元进行数据存储。数据处理单元先对数据进行预处理，然后再根据采集到的数据计算空调可优化功率，并能根据可优化功率计算出月总可优化用电量，生成月度用能综合报告，将计算出的可优化功率以及月总可优化用电量、月度用能综合报告传递到存储单元进行存储，并通过无线通信将月度用能综合报告发送到终端设备，以便用户查看。

下面继续通过具体的例子，进一步说明本发明的技术方案和技术效果，以下实例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实例。

第一步：实时采集所有房间空调的相关参数，并将采集到的参数传输到数据处理中心

所述的空调的相关参数包括报警参数以及空调优化参数，所述的报警参数包括电压、电流，所述的空调优化参数包括房间空调功率、用电量、所在房间用电量、房间温度以及外部环境温度。

如采集了某民宿所有房间空调，某一时刻的空调参数，结果如下：

第二步：数据处理中心对得到的参数进行预处理

预处理包括数据审核、数据筛选、数据集成的处理。数据审核主要是检查数据是否按照规定时间报送，如未按规定时间报送，就需要检查未及时报送的原因。数据筛选是对有明显错误的数据进行警报。数据集成是将多个数据源中的数据结合起来并统一存储。

第三步：根据处理后的参数判断是否需要进行报警并计算空调的可优化功率

数据处理中心判断采集到的电压和电流是否超出预设值，若超出，则通过无线通信单元向用户终端发送报警信息。然后根据采集到的空调优化参数计算出每台空调的可优化功率，计算公式如下：

式中，PK_cit为第i台空调t时刻的可优化功率；P_cit为第i台空调t时刻的运行功率；F_t为t时刻房间温度；E_t为t时刻外部环境温度。

根据以上公式计算得到的某民宿所有空调某一时刻的可优化功率：

第四步：根据可优化功率计算用户月总可优化用电量

首先计算一天内所有空调的可优化功率之和Wr，计算公式为：

式中，W_r为一日内所有空调的可优化功率之和，N为用户空调总数，T为时间长度，M为采集点数。

然后计算一个月内每天的可优化用电量之和Wy，计算公式为：

式中，W_y为一个月内每天的可优化用电量之和，Y为该月天数。

其中采集点数M为一天之内采集的次数，其计算公式为：

M＝24/(T/60)。

本实施例设置采集频率为15分钟/次，因此T＝15/60＝0.25；由于采集频度为15分钟/次，因此M＝24/(15/60)＝96次。由此得到某民宿某几个月的月总可优化用电量：

第五步：编写月度用能综合报告并发送给用户，辅助用户进行节能降耗

编写月度用能综合报告，所述报告内容包括月总可优化电量以及合理可行的用能优化策略；然后将月度用能综合报告通过无线通信模块发送到用户终端设备，用户根据得到的月度用能综合报告进行节能降耗，降低成本。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (6)

1.一种空调用能优化测算方法，其特征在于，它包括下列步骤：

S1：实时采集所有房间空调的相关参数，并将采集到的参数传输到数据处理中心：空调的相关参数包括报警参数以及空调优化参数，所述的报警参数包括电压、电流，所述的空调优化参数包括房间空调功率、用电量、所在房间用电量、房间温度以及外部环境温度；

S2：数据处理中心对得到的参数进行预处理；

S3：根据处理后的参数判断是否需要进行报警并计算空调的可优化功率：数据处理中心判断采集到的电压和电流是否超出预设值，若超出，则通过无线通信单元向用户终端发送报警信息，数据处理中心根据采集到的空调优化参数计算出每台空调的可优化功率，计算可优化功率的公式为：

式中，PK_cit为第i台空调t时刻的可优化功率；P_cit为第i台空调t时刻的运行功率；F_t为t时刻房间温度；E_t为t时刻外部环境温度；

S4：根据可优化功率计算用户月总可优化用电量；

S5：编写月度用能综合报告并发送给用户，辅助用户进行节能降耗。

2.根据权利要求1所述的一种空调用能优化测算方法，其特征在于，所述的步骤S2中，所述的预处理包括数据审核、数据筛选、数据集成的处理。

3.根据权利要求1所述的一种空调用能优化测算方法，其特征在于，所述的步骤S4进一步表示为：

S4.1：计算一天内所有空调的可优化功率之和W_r，计算公式为：

式中，W_r为一日内所有空调的可优化功率之和，N为用户空调总数，T为时间长度，M为采集点数；

S4.2：根据W_r计算一个月内每天的可优化用电量之和W_y，计算公式为：

式中，W_y为一个月内每天的可优化用电量之和，Y为该月天数。

4.根据权利要求3所述的一种空调用能优化测算方法，其特征在于，所述的步骤S4.1中，所述的采集点数M的计算公式为：

M＝24/(T/60)。

5.根据权利要求1所述的一种空调用能优化测算方法，其特征在于，所述的步骤S5进一步表示为：

S5.1：编写月度用能综合报告，所述报告的内容包括月总可优化电量以及合理可行的用能优化策略；

S5.2：将月度用能综合报告通过无线通信模块发送到用户终端设备，用户根据得到的月度用能综合报告进行节能降耗，降低成本。

6.一种空调用能优化测算系统，采用权利要求1-5中任意一项所述的一种空调用能优化测算方法，其特征在于，包括：

控制系统(1)：控制各个模块进行工作；

数据采集单元(2)：包括电压传感器(3)、电流传感器(4)以及温度传感器(5)，用于实时采集空调电压、电流以及室内外温度，并将采集的数据传递给数据处理中心；

数据处理中心(6)：根据数据采集单元的数据计算出可优化功率以及可优化电量，并生成报告，通过无线通信单元传递到终端设备；

存储单元(7)：存储数据采集单元和数据处理单元的数据；

无线通信单元(8)：和终端设备进行数据交互；

终端设备(9)：显示月度用能综合报告；

所述数据采集单元、数据处理单元、存储单元以及无线通信单元均与控制系统连接，所述存储单元与数据采集单元、数据处理单元连接，所述数据采集单元与数据处理单元连接，所述无线通信单元与终端设备连接。