CN116523216A - 一种基于物联网的能源智能管控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能调控技术领域，尤其涉及一种基于物联网的能源智能管控系统，包括：能源生成端、耗能端、能源传输路径、储能模块、中控分析模块，中控分析模块与能源生成端、耗能端、储能模块分别相连，用以调节各部件的工作状态，中控分析模块根据历史耗能数据分析一个能源供给周期内耗能端的预估消耗能源，并根据预估消耗能源与能源传输路径的损失能源确定能源生成端的能源生成量；耗能端检测实际的能源消耗量，中控分析模块根据实际的能源消耗量对能源生成端的能源生成速率进行调节，增加了能源管控的智能性。
Description
技术领域
本发明涉及智能调控技术领域，尤其涉及一种基于物联网的能源智能管控系统。
背景技术
能源，是指能够提供能量的资源。随着近些年新型能源的发展，在能源生成与传输的过程中愈发需要一套完整的控制系统进行能源的调控。
中国专利公开号CN112613733A。公开了一种园区能源的智能管控方法，所述方法包括获取园区内具有生产或者利用不同能源种类的能源生产设备和能源消耗设备的设备信息，根据所述编码信息形成多个配对组，分析多个所述配对组，并标记具有最高能源利用率的所述配对组为最适配对组，获取所述最适配对组中能源生产设备和能源消耗设备的编码信息并输出。由此可见，当前的能源控制系统多是对能源消耗段进行能源分配，而缺少将能源消耗端与能源生成端的工作模式进行联系，智能控制水平低。
发明内容
为此，本发明提供一种基于物联网的能源智能管控系统，用以克服现有技术中当前的能源控制系统多是对能源消耗段进行能源分配，而缺少将能源消耗端与能源生成端的工作模式进行联系，智能控制水平低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于物联网的能源智能管控系统,包括，
能源生成端，用以进行能源的生成；
耗能端，其包括若干耗能区域，耗能端设置有耗能检测装置，能够检测消耗的能量；
能源传输路径，其用以连接所述能源生成端和所述耗能端；
储能模块，其与所述能源生成端和所述耗能端分别相连，并能够进行能源的存储与释放；
中控分析模块，其与所述能源生成端、所述耗能端、所述储能模块分别相连，用以调节各部件的工作状态，中控分析模块根据历史耗能数据分析一个能源供给周期内所述耗能端的预估消耗能源，并根据预估消耗能源与能源传输路径的损失能源确定所述能源生成端的能源生成量；所述耗能端检测实际的能源消耗量，中控分析模块根据实际的能源消耗量对能源生成端的能源生成速率进行调节。
进一步地，所述耗能端由不同的耗能区域组成，包括，第一耗能区域，第二耗能区域和第三耗能区域，不同的耗能区域对能源的需求紧迫度不同，第一耗能区域的能源需求紧迫度为一级，第二耗能区域的能源需求紧迫度为二级，第三耗能区域的能源需求紧迫度为三级，紧迫度大小关系为一级＞二级＞三级。
进一步地，在一个能源供给周期T内，所述第一耗能区域的预估消耗能源量为P1,所述第二耗能区域的预估消耗能源量为P2,所述第三耗能区域的预估消耗能源量为P3；
所述能源生成端预估能源生成量为Py,Py＝(P1+P2+P3)×(1+K),其中，K为耗能区域能源传输损失补偿比值。
进一步地，在对耗能端进行供能前，所述能源生成端提前生成能源对所述储能模块进行充能，在所述储能模块充能完成后，能源生成端根据预估能源生成量Py计算能源供给周期T内能源生成速率Vp，Vp＝Py÷T，能源生成端根据能源生成速率Vp进行能源生成；
所述耗能端检测能源消耗实时速率Vx，并传递至中控分析模块进行记录，当经过一个能源消耗速率记录时长t,所述中控分析模块生成能源消耗实时速率曲线f(t)，并计算时长t内消耗的能源量Px，中控分析模块计算时长t，所述能源生成端生成的能源量Ps并计算传递至耗能端的能源Pc，Ps＝Vp×t，/>中控分析模块计算时长t内消耗的能源量Px与传递至耗能端的能源Pc的差值的绝对值△P，△P＝∣Px-Pc∣，中控分析模块设置有差值的绝对值评价参数Pp，中控分析模块将△P与Pp进行对比，
当△P≤Pp时，所述中控分析模块不对能源生成速率进行调节，中控分析模块记录Px与Pc之间的大小关系值；
当△P＞Pp时，所述中控分析模块对能源生成速率进行调节。
进一步地，当△P＞Pp时，所述中控分析模块对比时长t内消耗的能源量Px与传递至耗能端的能源Pc的大小关系，
当Px＜Pc时，所述中控分析模块减小能源生成速率，中控分析模块减小能源生成速率至Vp’，Vp’＝Vp×(Px÷Pc+E1)，其中，E1为减小能源生成速率计算补偿参数；
当Px＞Pc时，所述中控分析模块加大能源生成速率，中控分析模块加大能源生成速率至Vp”，Vp”＝Vp×(Px÷Pc+E2)，其中，E2为加大能源生成速率计算补偿参数。
进一步地，所述中控分析模块内设置有能源生成最大速率Vmax，当中控分析模块加大能源生成速率时，中控分析模块将加大后的能源生成速率Vp”与能源生成最大速率Vmax进行对比，
当Vp”≤Vmax时，所述能源生成端按照Vp”的速率进行能源生成；
当Vp”＞Vmax时，所述能源生成端按照Vmax的速率进行能源生成。
进一步地，当所述能源生成端按照Vmax的速率进行能源生成时，所述储能模块释放能源对缺失的能源进行补充，当储能模块内储存的能源释放完成后，所述中控分析模块判定按照Vmax的速率生产能源能否保障耗能端的能源消耗，
当按照Vmax的速率生产能源能够保障耗能端的能源消耗时，所述能源生成端按照Vmax的速率进行能源生成，并将多余的能源输送至所述储能模块进行能源存储；
当按照Vmax的速率生产能源不能够保障耗能端的能源消耗时，所述中控分析模块根据能源需求紧迫度进行区域性停止能源供给，按照紧迫度由小到大的顺序进行能源供给的停止。
进一步地，当△P≤Pp时，所述中控分析模块记录Px与Pc之间的大小关系值，
当Px＞Pc时，所述中控分析模块进行记录赋值，赋值为1；
当Px＜Pc时，所述中控分析模块进行记录赋值，赋值为-1；
当经历三个及以上的能源消耗速率记录时长t时，中控分析模块计算赋值的和H，所述中控分析模块内设有赋值的和评价值Hp，中控分析模块将赋值的和的绝对值∣H∣与赋值的和评价值Hp进行对比，
当∣H∣＜Hp时，所述中控分析模块不对能源生成端的能源生成速率进行调节；
当∣H∣≥Hp时，所述中控分析模块对能源生成端的能源生成速率进行调节。
进一步地，当∣H∣≥Hp，且H为负值时，所述中控分析模块降低能源生成端的能源生成速率；
当∣H∣≥Hp，且H为正值时，所述中控分析模块增大能源生成端的能源生成速率。
进一步地，所述赋值的和评价值Hp的数值与经历能源消耗速率记录时长t的个数相关，
当经历能源消耗速率记录时长t的个数大于等于3小于5时，Hp＝3；
当经历能源消耗速率记录时长t的个数大于等于5小于7时，Hp＝4；
当经历能源消耗速率记录时长t的个数大于等于7时，Hp＝5。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过根据历史的耗能数据对能源生成端的能源生成速率进行调节，同时，根据耗能端检测实际的能源消耗量对能源生成端的能源生成速率进行调节，增加了能源管控的智能性。
进一步地，所述耗能端由不同的耗能区域组成，包括，第一耗能区域，第二耗能区域和第三耗能区域，通过记录分析不同耗能区域的能量消耗预估值，对不同区域单独分析，使得分析的预估消耗能源量更加的准确，通过根据历史的耗能数据对能源生成端的能源生成速率进行调节，增加了能源管控的智能性。
进一步地，所述能源生成端提前生成能源对所述储能模块进行充能，在所述储能模块充能完成后，能源生成端根据预估能源生成量为Py计算能源供给周期T内能源生成速率Vp，检测消耗端的能源消耗量，并与生成端的能源生成量进行对比，当输出的能源与消耗的存在差值且差值较小时，通过储能模块的能源重放能够对差值进行有效的补偿与调节，减小对能源生成端的调控过程，增加了能源管控的智能性。
进一步地，在对能源生成端的能源生成速率进行调节时，通过设置计算补偿参数，使得调整后输送的能源能够满足需求，减少出现能源不足的现象，增加了能源管控的智能性。
进一步地，所述中控分析模块内设置有能源生成最大速率Vmax，当中控分析模块加大能源生成速率时，中控分析模块将加大后的能源生成速率Vp”与能源生成最大速率Vmax进行对比，通过设置最大的能源生成速率，为能源的生成提供较大的安全保障与可实现性，增加了能源管控的智能性。
进一步地，当能源生成速率无法满足消耗速率时，按照最大速率进行生产，同时按照紧迫度进行区域性停止能源供给，为能源的生成提供较大的安全保障与可实现性，增加了能源管控的智能性。
进一步地，当持续性出现能源消耗速率大于能源生成速率或能源消耗速率小于能源生成速率时，对能源生成端的能源生成速率进行调节，增加了能源管控的智能性。
进一步地，所述赋值的和评价值Hp的数值与经历能源消耗速率记录时长t的个数相关，通过将赋值的和评价值的数值与经历能源消耗速率记录时长t的个数相关联，增加了能源管控的智能性。
附图说明
图1为本发明实施例中基于物联网的能源智能管控系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，
本发明公布一种基于物联网的能源智能管控系统,包括，
能源生成端，用以进行能源的生成；
耗能端，其包括若干耗能区域，耗能端设置有耗能检测装置，能够检测消耗的能量；
能源传输路径，其用以连接所述能源生成端和所述耗能端；
储能模块，其与所述能源生成端和所述耗能端分别相连，并能够进行能源的存储与释放；
中控分析模块，其与所述能源生成端、所述耗能端、所述储能模块分别相连，用以调节各部件的工作状态，中控分析模块根据历史耗能数据分析一个能源供给周期内所述耗能端的预估消耗能源，并根据预估消耗能源与能源传输路径的损失能源确定所述能源生成端的能源生成量；所述耗能端检测实际的能源消耗量，中控分析模块根据实际的能源消耗量对能源生成端的能源生成速率进行调节。
本发明通过根据历史的耗能数据对能源生成端的能源生成速率进行调节，同时，根据耗能端检测实际的能源消耗量对能源生成端的能源生成速率进行调节，增加了能源管控的智能性。
具体而言，所述耗能端由不同的耗能区域组成，包括，第一耗能区域，第二耗能区域和第三耗能区域，不同的耗能区域对能源的需求紧迫度不同，第一耗能区域的能源需求紧迫度为一级，第二耗能区域的能源需求紧迫度为二级，第三耗能区域的能源需求紧迫度为三级，紧迫度大小关系为一级＞二级＞三级。
具体而言，在一个能源供给周期T内，所述第一耗能区域的预估消耗能源量为P1,所述第二耗能区域的预估消耗能源量为P2,所述第三耗能区域的预估消耗能源量为P3；
所述能源生成端预估能源生成量为Py,Py＝(P1+P2+P3)×(1+K),其中，K为耗能区域能源传输损失补偿比值。
通过记录分析不同耗能区域的能量消耗预估值，对不同区域单独分析，使得分析的预估消耗能源量更加的准确，通过根据历史的耗能数据对能源生成端的能源生成速率进行调节，增加了能源管控的智能性。
具体而言，在对耗能端进行供能前，所述能源生成端提前生成能源对所述储能模块进行充能，在所述储能模块充能完成后，能源生成端根据预估能源生成量为Py计算能源供给周期T内能源生成速率Vp，Vp＝Py÷T，能源生成端根据能源生成速率Vp进行能源生成；
所述耗能端检测能源消耗实时速率Vx，并传递至中控分析模块进行记录，当经过一个能源消耗速率记录时长t,所述中控分析模块生成能源消耗实时速率曲线f(t)，并计算时长t内消耗的能源量Px，中控分析模块计算时长t所述能源生成端生成的能源量Ps并计算传递至耗能端的能源Pc，Ps＝Vp×t，/>中控分析模块计算时长t内消耗的能源量Px与传递至耗能端的能源Pc的差值的绝对值△P，△P＝∣Px-Pc∣，中控分析模块设置有差值的绝对值评价参数Pp，中控分析模块将△P与Pp进行对比，
当△P≤Pp时，所述中控分析模块不对能源生成速率进行调节，中控分析模块记录Px与Pc之间的大小关系值；
当△P＞Pp时，所述中控分析模块对能源生成速率进行调节。
当输出的能源与消耗的存在差值且差值较小时，通过储能模块的能源重放能够对差值进行有效的补偿与调节，减小对能源生成端的调控过程，增加了能源管控的智能性。
具体而言，当△P＞Pp时，所述中控分析模块对比时长t内消耗的能源量Px与传递至耗能端的能源Pc的大小关系，
当Px＜Pc时，所述中控分析模块减小能源生成速率，中控分析模块减小能源生成速率至Vp’，Vp’＝Vp×(Px÷Pc+E1)，其中，E1为减小能源生成速率计算补偿参数；
当Px＞Pc时，所述中控分析模块加大能源生成速率，中控分析模块加大能源生成速率至Vp”，Vp”＝Vp×(Px÷Pc+E2)，其中，E2为加大能源生成速率计算补偿参数。
在对能源生成端的能源生成速率进行调节时，通过设置计算补偿参数，使得调整后输送的能源能够满足需求，减少出现能源不足的现象，增加了能源管控的智能性。
具体而言，所述中控分析模块内设置有能源生成最大速率Vmax，当中控分析模块加大能源生成速率时，中控分析模块将加大后的能源生成速率Vp”与能源生成最大速率Vmax进行对比，
当Vp”≤Vmax时，所述能源生成端按照Vp”的速率进行能源生成；
当Vp”＞Vmax时，所述能源生成端按照Vmax的速率进行能源生成。
通过设置最大的能源生成速率，为能源的生成提供较大的安全保障与可实现性，增加了能源管控的智能性。
具体而言，当所述能源生成端按照Vmax的速率进行能源生成时，所述储能模块释放能源对缺失的能源进行补充，当储能模块内储存的能源释放完成后，所述中控分析模块判定按照Vmax的速率生产能源能否保障耗能端的能源消耗，
当按照Vmax的速率生产能源能够保障耗能端的能源消耗时，所述能源生成端按照Vmax的速率进行能源生成，并将多余的能源输送至所述储能模块进行能源存储；
当按照Vmax的速率生产能源不能够保障耗能端的能源消耗时，所述中控分析模块根据能源需求紧迫度进行区域性停止能源供给，按照紧迫度由小到大的顺序进行能源供给的停止。
当能源生成速率无法满足消耗速率时，按照最大速率进行生产，同时按照紧迫度进行区域性停止能源供给，为能源的生成提供较大的安全保障与可实现性，增加了能源管控的智能性。
具体而言，当△P≤Pp时，所述中控分析模块记录Px与Pc之间的大小关系值，
当Px＞Pc时，所述中控分析模块进行记录赋值，赋值为1；
当Px＜Pc时，所述中控分析模块进行记录赋值，赋值为-1；
当经历三个及以上的能源消耗速率记录时长t时，中控分析模块计算赋值的和H，所述中控分析模块内设有赋值的和评价值Hp，中控分析模块将赋值的和的绝对值∣H∣与赋值的和评价值Hp进行对比，
当∣H∣＜Hp时，所述中控分析模块不对能源生成端的能源生成速率进行调节；
当∣H∣≥Hp时，所述中控分析模块对能源生成端的能源生成速率进行调节。
当持续性出现能源消耗速率大于能源生成速率或能源消耗速率小于能源生成速率时，对能源生成端的能源生成速率进行调节，增加了能源管控的智能性。
具体而言，当∣H∣≥Hp，且H为负值时，所述中控分析模块降低能源生成端的能源生成速率；
当∣H∣≥Hp，且H为正值时，所述中控分析模块增大能源生成端的能源生成速率。
具体而言，所述赋值的和评价值Hp的数值与经历能源消耗速率记录时长t的个数相关，
当经历能源消耗速率记录时长t的个数大于等于3小于5时，Hp＝3；
当经历能源消耗速率记录时长t的个数大于等于5小于7时，Hp＝4；
当经历能源消耗速率记录时长t的个数大于等于7时，Hp＝5。
赋值的和评价值的数值与经历能源消耗速率记录时长t的个数相关联，增加了能源管控的智能性。
本发明实时例中所描述的能源生成端，生成的能源为电能、热能中的一种。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于物联网的能源智能管控系统,其特征在于，包括，
能源生成端，用以进行能源的生成；
耗能端，其包括若干耗能区域，耗能端设置有耗能检测装置，能够检测消耗的能量；
能源传输路径，其用以连接所述能源生成端和所述耗能端；
储能模块，其与所述能源生成端和所述耗能端分别相连，并能够进行能源的存储与释放；
中控分析模块，其与所述能源生成端、所述耗能端、所述储能模块分别相连，用以调节各部件的工作状态，中控分析模块根据历史耗能数据分析一个能源供给周期内所述耗能端的预估消耗能源，并根据预估消耗能源与能源传输路径的损失能源确定所述能源生成端的能源生成量；所述耗能端检测实际的能源消耗量，中控分析模块根据实际的能源消耗量对能源生成端的能源生成速率进行调节。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的能源智能管控系统,其特征在于，所述耗能端由不同的耗能区域组成，包括，第一耗能区域，第二耗能区域和第三耗能区域，不同的耗能区域对能源的需求紧迫度不同，第一耗能区域的能源需求紧迫度为一级，第二耗能区域的能源需求紧迫度为二级，第三耗能区域的能源需求紧迫度为三级，紧迫度大小关系为一级＞二级＞三级。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的能源智能管控系统,其特征在于，所述中控分析模块根据第一耗能区域，第二耗能区域和第三耗能区域各自的预估消耗能源量与能源传输损失比值计算所述能源生成端在单个能源供给周期内的预估能源生成量。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的能源智能管控系统,其特征在于，在对耗能端进行供能前，所述能源生成端提前生成能源对所述储能模块进行充能，在所述储能模块充能完成后，能源生成端根据预估能源生成量计算单个能源供给周期的能源生成速率，所述耗能端检测能源消耗实时速率，并传递至中控分析模块进行记录，中控分析模块在记录一个能源消耗速率记录时长的能源消耗实时速率后，计算能源消耗速率记录时长内实际消耗的能源量与该时长内生成的能源量，中控分析模块将实际消耗的能源量与生成的能源量进行对比，并根据对比结果判定是否对能源生成速率进行调节；
在对实际消耗的能源量与生成的能源量进行对比时，设置有偏差阈值。
5.根据权利要求4所述的基于物联网的能源智能管控系统,其特征在于，当所述中控分析模块判定需要对能源生成速率进行调节时，根据实际消耗的能源量与生成的能源量之间的大小关系，判定增大或减小能源生成速率，并在调节时设置不同的计算补偿参数。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的能源智能管控系统,其特征在于，当加大能源生成速率时，设置有能源生成最大速率阈值，所述中控分析模块将计算的加大后的能源生成速率与能源生成最大速率阈值进行对比，
若计算的数值大于最大速率阈值，则以能源生成最大速率阈值作为实际的能源生成速率；
若计算的数值小于等于最大速率阈值，则以计算的能源生成速率作为实际的能源生成速率。
7.根据权利要求6所述的基于物联网的能源智能管控系统,其特征在于，当所述能源生成端按照最大速率阈值进行能源生成时，所述储能模块释放能源对缺失的能源进行补充，当储能模块内储存的能源释放完成后，所述中控分析模块判定按照能源生成最大速率阈值的速率生产能源能否保障耗能端的能源消耗，
当按照能源生成最大速率阈值的速率生产能源能够保障耗能端的能源消耗时，所述能源生成端按照能源生成最大速率阈值的速率进行能源生成，并将多余的能源输送至所述储能模块进行能源存储；
当按照能源生成最大速率阈值的速率生产能源不能够保障耗能端的能源消耗时，所述中控分析模块根据能源需求紧迫度进行区域性停止能源供给，按照紧迫度由小到大的顺序进行能源供给的停止。
8.根据权利要求4所述的基于物联网的能源智能管控系统,其特征在于，当所述中控分析模块判定不需对能源生成速率进行调节时，所述中控分析模块记录实际消耗的能源量与生成的能源量之间之间的大小关系值，
当实际消耗的能源量大于生成的能源量时，所述中控分析模块进行记录赋值，赋值为1；
当实际消耗的能源量小于生成的能源量时，所述中控分析模块进行记录赋值，赋值为-1；
当经历三个及以上的能源消耗速率记录时长时，中控分析模块计算赋值的和，所述中控分析模块内设有赋值的和评价值，中控分析模块将赋值的和的绝对值与赋值的和评价值进行对比，判定是否对能源生成端的能源生成速率进行调节。
9.根据权利要求8所述的基于物联网的能源智能管控系统,其特征在于，当需要对能源生成速率进行调节，且赋值的和为负值时，所述中控分析模块降低能源生成端的能源生成速率；
当需要对能源生成速率进行调节，且赋值的和为正值时，所述中控分析模块增大能源生成端的能源生成速率。
10.根据权利要求9所述的基于物联网的能源智能管控系统,其特征在于，所述赋值的和评价值的数值与记录的能源消耗速率记录时长的个数相关，当记录的能源消耗速率记录时长的个数增加时，赋值的和评价值的数值一并增加。
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