CN116861615A - 建筑工程现场电能智慧化管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了建筑工程现场电能智慧化管理系统,具体涉及电能管理技术领域,用于解决现有情况下无法对建筑工程现场的每个用电设备的电能健康状态进行监测和预警的问题,包括数据处理模块,以及与数据处理模块信号连接的电能质量信息采集模块、运行信息采集模块、综合电能健康预警模块和用电设备综合电能健康排序模块;通过采集用电设备的电能质量信息和运行信息得到用电设备的电能质量情况和用电设备的运行状态,综合电能健康预警模块根据用电设备电能健康评估系数对用电设备电能健康状态进行预警,可以提高用电设备的可靠性和稳定性,增加用电设备的使用寿命,提高用电设备的效率和节能性,提高用电设备的安全性和提高用电设备的生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及电能管理技术领域,更具体地说,本发明涉及建筑工程现场电能智慧化管理系统。
背景技术
现有的建筑工程现场电能管理中,电能数据准确性以及时效性低,且受主观影响较大;现阶段人工巡检记录方式可能出现记录疏忽与错误,且只能记录各个巡检时间点数据,无法对建筑工程现场的每个用电设备的电能健康状态进行监测和预警,且目前工地现场对电气故障主要处理方式为,当电气故障发生时,通过断路器与漏保对故障电路断开以进行保护。这缺乏有效的报警机制,往往故障发生很长一段时间才被管理人员发现,传统的人工电能管控方式已无法满足施工现场的电力系统调度与管理,无法保证电能数据的实时性及可靠性。
为了解决上述问题,现提供一种技术方案。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷,本发明的实施例提供建筑工程现场电能智慧化管理系统以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
建筑工程现场电能智慧化管理系统,包括数据处理模块,以及与数据处理模块信号连接的电能质量信息采集模块、运行信息采集模块、综合电能健康预警模块和用电设备综合电能健康排序模块;
电能质量信息采集模块对建筑工程现场中用电设备的电能质量信息进行采集,将电能质量信息发送至数据处理模块,数据处理模块计算得到电能质量参数,根据电能质量参数得到用电设备的电能质量情况;
运行信息采集模块对建筑工程现场中用电设备的运行信息进行采集,将运行信息发送至数据处理模块,数据处理模块计算得到运行质量参数,根据运行质量参数判断用电设备的运行状态;
数据处理模块对电能质量参数和运行质量参数计算得到用电设备电能健康评估系数,综合电能健康预警模块接收数据处理模块计算的用电设备电能健康评估系数对用电设备电能健康状态进行预警;
用电设备综合电能健康排序模块接收数据处理模块计算的用电设备电能健康评估系数,对用电设备排序。
在一个优选的实施方式中,电能质量信息采集模块包括设备电压采集单元、能耗状况采集单元和电流采集单元;
设备电压采集单元采集用电设备的电压波动比,电压波动比为用电设备电压值与用电设备基础电压值的偏差值和用电设备基础电压值的比值,将电压波动比标记为Vr;
能耗状况采集单元采集用电设备的功率因数和能耗偏差值;
功率因数为用电设备的有功功率和视在功率之比,将功率因数标记为Pf;
能耗偏差值为用电设备的能耗与预设能耗的偏差值,将能耗偏差值标记为Ed;
电流采集单元采集用电设备的电流偏差值,电流偏差值为用电设备的电流值和用电设备安全电流的偏差值,将电流偏差值标记为Cd;
数据处理模块对电压波动比,功率因数,能耗偏差值和电流偏差值归一化处理,计算电能质量参数,其表达式为:
式中,D为电能质量参数,α1、α2、α3、α4分别为电压波动比,功率因数,能耗偏差值和电流偏差值的预设比例系数;
设定电能质量参数临界阈值,将电能质量参数临界阈值标记为D0,当电能质量参数小于电能质量参数临界阈值,将用电设备标记为电能使用不佳;当电能质量参数大于等于电能质量参数临界阈值,将用电设备标记为电能使用正常;
对于标记为电能使用不佳的用电设备,技术人员对用电设备维修或更换,安装电能质量控制设备和进行无功补偿。
在一个优选的实施方式中,运行信息采集模块包括设备温度采集单元、设备运行时间采集单元和电源电压采集单元;
设备温度采集单元采集用电设备运行温度,将用电设备运行温度标记为Et;
设备运行时间采集单元采集用电设备运行时间比,用电设备运行时间比为用电设备已运行时间与用电设备最大允许运行时间的比值,将用电设备运行时间比标记为El;
电源电压采集单元采集用电设备所连接的电源的电源电压波动率,电源电压波动率为电源电压危险波动次数与连接时间的比值,将电源电压波动率标记为Sr;
数据处理模块对用电设备运行温度、用电设备运行时间比和电源电压波动率归一化处理,计算运行质量参数,其表达式为:
式中,Y为运行质量参数,β1、β2、β3分别为用电设备运行温度、用电设备运行时间比和电源电压波动率的预设比例系数;
设定运行质量参数临界阈值,将运行质量参数临界阈值标记为Y0,当运行质量参数小于运行质量参数临界阈值,将用电设备运行状态标记为运行危险;当运行质量参数大于等于运行质量参数临界阈值,将用电设备运行状态标记为运行正常;
当运行质量参数小于运行质量参数临界阈值,系统生成停止用电设备的运行信号。
在一个优选的实施方式中,数据处理模块对电能质量参数和运行质量参数进行处理,计算用电设备电能健康评估系数,其表达式为:
式中,J为用电设备电能健康评估系数,δ1、δ2分别为电能质量参数和运行质量参数的预设比例系数。
在一个优选的实施方式中,综合电能健康预警模块通过用电设备电能健康评估系数对用电设备电能健康状态进行预警,具体如下:
设定用电设备电能健康评估系数第一阈值和用电设备电能健康评估系数第二阈值,用电设备电能健康评估系数第一阈值小于用电设备电能健康评估系数第二阈值;
当用电设备电能健康评估系数小于用电设备电能健康评估系数第一阈值,对用电设备发出三级电能健康预警,系统生成立即关停用电设备信号;
当用电设备电能健康评估系数大于等于用电设备电能健康评估系数第一阈值,且用电设备电能健康评估系数小于等于用电设备电能健康评估系数第二阈值,对用电设备发出二级电能健康预警,系统生成用电设备结束后关停用电设备信号;
当用电设备电能健康评估系数大于用电设备电能健康评估系数第二阈值,对用电设备发出一级电能健康预警,无需采取措施。
在一个优选的实施方式中,综合电能健康排序模块根据电设备电能健康评估系数,对n个用电设备从小到大排序,并依据用电设备排序顺序确定电设备的重视程度。
本发明建筑工程现场电能智慧化管理系统的技术效果和优点:
通过采集用电设备的电能质量信息和运行信息,计算得到电能质量参数和运行质量参数,从而得到用电设备的电能质量情况和用电设备的运行状态,综合电能质量参数和运行质量参数计算得到用电设备电能健康评估系数,综合电能健康预警模块根据用电设备电能健康评估系数对用电设备电能健康状态进行预警,可以提高用电设备的可靠性和稳定性,增加用电设备的使用寿命,提高用电设备的效率和节能性,提高用电设备的安全性和提高用电设备的生产效率;通过用电设备电能健康评估系数,对用电设备进行排序,可以提高用电设备的维护效率,根据重视程度的不同,有针对性地采取维护措施,使得维护资源得到更好地利用,同时也能提高用电设备的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一种建筑工程现场电能智慧化管理系统的示意图。
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、完整的描述,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。
图1给出了本发明建筑工程现场电能智慧化管理系统的示意图,本发明建筑工程现场电能智慧化管理系统,包括数据处理模块,以及与数据处理模块信号连接的电能质量信息采集模块、运行信息采集模块、综合电能健康预警模块和用电设备综合电能健康排序模块。
电能质量信息采集模块对建筑工程现场中用电设备的电能质量信息进行采集,将电能质量信息发送至数据处理模块,数据处理模块计算得到电能质量参数,根据电能质量参数得到用电设备的电能质量情况。
运行信息采集模块对建筑工程现场中用电设备的运行信息进行采集,将运行信息发送至数据处理模块,数据处理模块计算得到运行质量参数,根据运行质量参数判断用电设备的运行状态。
数据处理模块对电能质量参数和运行质量参数计算得到用电设备电能健康评估系数,综合电能健康预警模块接收数据处理模块计算的用电设备电能健康评估系数对用电设备电能健康状态进行预警。
用电设备综合电能健康排序模块接收数据处理模块计算的用电设备电能健康评估系数,对用电设备排序。
用电设备为建筑工程现场中,建筑施工或者运营中使用的各种电气设备,包括但不限于发电机、配电箱、照明设备、电梯、空调、电动工具、机械设备。
设建筑工程现场有n个用电设备,分别对每个用电设备进行数据采集。
实施例1
电能质量信息采集模块包括设备电压采集单元、能耗状况采集单元和电流采集单元。
电能质量信息包括电压波动比,功率因数,能耗偏差值和电流偏差值。
设备电压采集单元采集用电设备的电压波动比,电压波动比为用电设备电压值与用电设备基础电压值的偏差值和用电设备基础电压值的比值,电压波动比越大,用电设备的电压越不稳定,将电压波动比标记为Vr。
能耗状况采集单元采集用电设备的功率因数和能耗偏差值。
功率因数为用电设备的有功功率和视在功率之比,功率因数越大,用电设备的电能利用效率越高;将功率因数标记为Pf。
能耗偏差值为用电设备的能耗与预设能耗的偏差值,能耗偏差值越大,用电设备越不稳定,且对用电设备连接的电网电压造成资源使用不平衡;将能耗偏差值标记为Ed。
电流采集单元采集用电设备的电流偏差值,电流偏差值为用电设备的电流值和用电设备安全电流的偏差值,将电流偏差值标记为Cd。
其中,对上述采集的数据的解释如下:
用电设备电压值为用电设备工作时的电压,用电设备基础电压值为用电设备所需的额定电压,即正常运行所需的电压大小。
有功功率是指用电设备实际消耗的有用功率,它是用电设备产生功效的功率,通常用单位“瓦特(W)”表示;视在功率是指用电设备消耗的总功率,包括有功功率和无功功率,通常用单位“伏安乘以安培(VA)”表示;有功功率可以通过电表或功率计测量获得,视在功率可以通过电表或功率计测量获得。
功率因数表示用电设备的电能利用效率;因此,功率因数越小表示用电设备的电能利用效率越低,存在更多的能量损失和电能浪费;而功率因数越大则表示用电设备的电能利用效率越高,能够更有效地利用电能,减少能源消耗和浪费。
预设能耗是用电设备的能耗的标准值或平均值作为参考,通常会在用电设备上标注;当用电设备的能耗过大或过小,都可能对电能健康产生影响。
当用电设备的能耗过大时,可能会导致电网电压的下降,进而影响其他用电设备的正常运行,也可能导致电网过载,从而引发电网故障。此外,能耗过大还会导致用电设备的温度升高,影响设备的寿命。当用电设备的能耗过小时,可能会导致电网电压的上升,进而影响其他用电设备的正常运行,也可能导致电网空载,从而浪费电能;此外,能耗过小还可能意味着用电设备的运行状态不正常。
用电设备安全电流为用电设备的安全使用电流,为出厂设定;用电设备电流可以通过电流表或电能表等电力仪表来检测。越大的电流表示用电设备消耗的电能越大,这可能会导致电网电压下降,从而影响其他用电设备的正常运行;而过小的电流可能会导致用电设备无法正常工作或提供足够的能量。
数据处理模块对电压波动比,功率因数,能耗偏差值和电流偏差值归一化处理,计算电能质量参数,其表达式为:
式中,D为电能质量参数,α1、α2、α3、α4分别为电压波动比,功率因数,能耗偏差值和电流偏差值的预设比例系数,其中α2>α1>α4>α3>0,且α1+α2+α3+α4=4.495。
电能质量参数反映了用电设备的电能质量情况,电能质量参数越大,其用电设备的电能质量就越好,用电设备的电能使用情况越好。
设定电能质量参数临界阈值,将电能质量参数临界阈值标记为D0,当电能质量参数小于电能质量参数临界阈值,此时用电设备的电能质量较差,将该用电设备标记为电能使用不佳;当电能质量参数大于等于电能质量参数临界阈值,此时用电设备的电能质量较好,将该用电设备标记为电能使用正常。
对于标记为电能使用不佳的用电设备,技术人员对用电设备维修或更换,例如如果电能质量问题是由于电缆老化导致的,则需要更换电缆,安装电能质量控制设备(如滤波器、稳压器、UPS等)或进行无功补偿等。
实施例2
运行信息采集模块包括设备温度采集单元、设备运行时间采集单元和电源电压采集单元。
运行信息包括用电设备运行温度、用电设备运行时间比和电源电压波动率。
设备温度采集单元采集用电设备运行温度,用电设备运行温度越大,运行设备的稳定性越差,且会对用电设备的电能质量产生不利影响;将用电设备运行温度标记为Et。
设备运行时间采集单元采集用电设备运行时间比,用电设备运行时间比为用电设备已运行时间与用电设备最大允许运行时间的比值;用电设备运行时间比越大,用电设备使用时间越多,会导致用电设备稳定性越差;将用电设备运行时间比标记为El。
本发明中,用电设备已运行时间为此次用电设备开机的时间后的运行时间,用电设备允许最大运行时间为单次用电设备的最大允许运行时间。
电源电压采集单元采集用电设备所连接的电源的电源电压波动率,电源电压波动率为电源电压危险波动次数与连接时间的比值,电源电压波动率越大,与电源连接的用电设备越不稳定;将电源电压波动率标记为Sr。
电源电压危险波动次数为电源电压在与用电设备连接时间内,偏离预设的最大可偏差电压值的次数,连接时间为用电设备所连接的电源与用电设备连接的时间;电源电压危险波动次数越多,用电设备所连接的电源和用电设备均存在不稳定因素,容易导致用电设备损坏和电源故障。
数据处理模块对用电设备运行温度、用电设备运行时间比和电源电压波动率归一化处理,计算运行质量参数,其表达式为:
式中,Y为运行质量参数,β1、β2、β3分别为用电设备运行温度、用电设备运行时间比和电源电压波动率的预设比例系数,其中β3>β1>β2>0,且β3+β1+β2=3.384。
运行质量参数反映了用电设备运行过程的运行状态,用电设备运行过程中的运行状态直接影响到用电设备的电能状况;运行质量参数越大,其用电设备运行过程中的运行状态越好。
设定运行质量参数临界阈值,将运行质量参数临界阈值标记为Y0,当运行质量参数小于运行质量参数临界阈值,此时用电设备的运行状态较差,将该用电设备运行状态标记为运行危险;当运行质量参数大于等于运行质量参数临界阈值,此时用电设备的运行状态较好,将该用电设备运行状态标记为运行正常。
当运行质量参数小于运行质量参数临界阈值,系统生成停止用电设备的运行信号;应该停止用电设备的运行,对用电设备进行排查,确定故障点,进行维修或更换损坏部件,检查用电设备的周围环境和供电电源,检查用电设备的接线和接地情况,并根据检查结果安排技术人员进行维修。
实施例3
数据处理模块对电能质量参数和运行质量参数进行处理,计算用电设备电能健康评估系数,其表达式为:
式中,J为用电设备电能健康评估系数,δ1、δ2分别为电能质量参数和运行质量参数的预设比例系数,其中δ2>δ1>0,且δ2+δ1=2.224。
用电设备电能健康评估系数越小,用电设备电能健康状态越差。
用电设备电能健康状态是指电能在用电设备中的流动状态和使用过程中的保护状态,其健康程度反映了用电设备的稳定性和安全性。
实施例4
综合电能健康预警模块通过用电设备电能健康评估系数对用电设备电能健康状态进行预警,具体如下:
设定用电设备电能健康评估系数第一阈值和用电设备电能健康评估系数第二阈值,用电设备电能健康评估系数第一阈值小于用电设备电能健康评估系数第二阈值。
当用电设备电能健康评估系数小于用电设备电能健康评估系数第一阈值,对用电设备发出三级电能健康预警,此时用电设备电能健康状态极度不健康,系统生成立即关停用电设备信号;需要立即关停用电设备,并安排技术人员对用电设备以及与用电设备连接的电源电网进行排查故障和修复。
当用电设备电能健康评估系数大于等于用电设备电能健康评估系数第一阈值,且用电设备电能健康评估系数小于等于用电设备电能健康评估系数第二阈值,对用电设备发出二级电能健康预警,此时用电设备电能健康状态不健康,系统生成用电设备结束后关停用电设备信号;通过减少用电设备的使用时间、在用电设备结束工作时对用电设备进行养护,对设备降温等措施。
当用电设备电能健康评估系数大于用电设备电能健康评估系数第二阈值,对用电设备发出一级电能健康预警,此时用电设备电能健康状态健康,无需采取措施。
通过用电设备电能健康评估系数对用电设备电能健康状态进行预警,可以提高用电设备的可靠性和稳定性,增加用电设备的使用寿命,提高用电设备的效率和节能性,提高用电设备的安全性和提高用电设备的生产效率;及时发现用电设备电能健康状态的问题,并采取措施进行维护和保养,减少用电设备故障和损坏的发生,通过采取措施进行维护和保养,可以延长用电设备的使用寿命,从而减少更换设备的频率和成本,降低维护和运行的成本,及时发现用电设备电能健康状态的问题,并采取措施进行维护和保养,可以提高用电设备的效率和节能性,降低用电成本,同时也有利于环境保护,通过对用电设备电能健康状态的监测和预警,可以及时发现用电设备存在的潜在安全隐患,采取相应的措施进行修复和维护,提高用电设备的安全性,减少因设备故障和维修而导致建筑工程的停工和延误,以保障建筑工程现场的安全,保障工程的顺利进行。
实施例5
用电设备综合电能健康排序模块通过用电设备电能健康评估系数,根据用电设备电能健康状态,对用电设备进行排序,以确定建筑工程现场的用电设备的重视程度次序。
综合电能健康排序模块根据电设备电能健康评估系数,对n个用电设备从小到大排序,并依据用电设备排序顺序确定电设备的重视程度。
用电设备综合电能健康排序模块通过用电设备电能健康评估系数,对用电设备进行排序,可以提高用电设备的维护效率,根据重视程度的不同,有针对性地采取维护措施,使得维护资源得到更好地利用,同时也能提高用电设备的使用寿命;提高电能利用效率,优先考虑对电能利用效率较高的设备进行维护和保护,从而进一步提高电能利用效率,降低用电成本;优化用电设备的配置,了解每个设备的重要性次序,从而优化用电设备的配置,使得重要性较高的设备得到更好的配置和保护。
上述公式均是去量纲取其数值计算,公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式,公式中的预设参数以及阈值选取由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
上述实施例,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时,上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络,或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD),或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件,或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其他的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其他的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,既可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(read-on ly memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请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申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
最后:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.建筑工程现场电能智慧化管理系统,其特征在于,包括数据处理模块,以及与数据处理模块信号连接的电能质量信息采集模块、运行信息采集模块、综合电能健康预警模块和用电设备综合电能健康排序模块;
电能质量信息采集模块对建筑工程现场中用电设备的电能质量信息进行采集,将电能质量信息发送至数据处理模块,数据处理模块计算得到电能质量参数,根据电能质量参数得到用电设备的电能质量情况;
运行信息采集模块对建筑工程现场中用电设备的运行信息进行采集,将运行信息发送至数据处理模块,数据处理模块计算得到运行质量参数,根据运行质量参数判断用电设备的运行状态;
数据处理模块对电能质量参数和运行质量参数计算得到用电设备电能健康评估系数,综合电能健康预警模块接收数据处理模块计算的用电设备电能健康评估系数对用电设备电能健康状态进行预警;
用电设备综合电能健康排序模块接收数据处理模块计算的用电设备电能健康评估系数,对用电设备排序。
2.根据权利要求1所述的建筑工程现场电能智慧化管理系统,其特征在于:电能质量信息采集模块包括设备电压采集单元、能耗状况采集单元和电流采集单元;
设备电压采集单元采集用电设备的电压波动比,电压波动比为用电设备电压值与用电设备基础电压值的偏差值和用电设备基础电压值的比值,将电压波动比标记为Vr;
能耗状况采集单元采集用电设备的功率因数和能耗偏差值;
功率因数为用电设备的有功功率和视在功率之比,将功率因数标记为Pf;
能耗偏差值为用电设备的能耗与预设能耗的偏差值,将能耗偏差值标记为Ed;
电流采集单元采集用电设备的电流偏差值,电流偏差值为用电设备的电流值和用电设备安全电流的偏差值,将电流偏差值标记为Cd;
数据处理模块对电压波动比,功率因数,能耗偏差值和电流偏差值归一化处理,计算电能质量参数,其表达式为:
式中,D为电能质量参数,α1、α2、α3、α4分别为电压波动比,功率因数,能耗偏差值和电流偏差值的预设比例系数,其中α2>α1>α4>α3>0,且α1+α2+α3+α4=4.495;
设定电能质量参数临界阈值,将电能质量参数临界阈值标记为D0,当电能质量参数小于电能质量参数临界阈值,将用电设备标记为电能使用不佳;当电能质量参数大于等于电能质量参数临界阈值,将用电设备标记为电能使用正常。
3.根据权利要求2所述的建筑工程现场电能智慧化管理系统,其特征在于:运行信息采集模块包括设备温度采集单元、设备运行时间采集单元和电源电压采集单元;
设备温度采集单元采集用电设备运行温度,将用电设备运行温度标记为Et;
设备运行时间采集单元采集用电设备运行时间比,用电设备运行时间比为用电设备已运行时间与用电设备最大允许运行时间的比值,将用电设备运行时间比标记为El;
电源电压采集单元采集用电设备所连接的电源的电源电压波动率,电源电压波动率为电源电压危险波动次数与连接时间的比值,将电源电压波动率标记为Sr;
数据处理模块对用电设备运行温度、用电设备运行时间比和电源电压波动率归一化处理,计算运行质量参数,其表达式为:
式中,Y为运行质量参数,β1、β2、β3分别为用电设备运行温度、用电设备运行时间比和电源电压波动率的预设比例系数,其中β3>β1>β2>0,且β3+β1+β2=3.384;
设定运行质量参数临界阈值,将运行质量参数临界阈值标记为Y0,当运行质量参数小于运行质量参数临界阈值,将用电设备运行状态标记为运行危险;当运行质量参数大于等于运行质量参数临界阈值,将用电设备运行状态标记为运行正常;
当运行质量参数小于运行质量参数临界阈值,系统生成停止用电设备的运行信号。
4.根据权利要求3所述的建筑工程现场电能智慧化管理系统,其特征在于:数据处理模块对电能质量参数和运行质量参数进行处理,计算用电设备电能健康评估系数,其表达式为:
式中,J为用电设备电能健康评估系数,δ1、δ2分别为电能质量参数和运行质量参数的预设比例系数,其中δ2>δ1>0,且δ2+δ1=2.224。
5.根据权利要求4所述的建筑工程现场电能智慧化管理系统,其特征在于:综合电能健康预警模块通过用电设备电能健康评估系数对用电设备电能健康状态进行预警,具体如下:
设定用电设备电能健康评估系数第一阈值和用电设备电能健康评估系数第二阈值,用电设备电能健康评估系数第一阈值小于用电设备电能健康评估系数第二阈值;
当用电设备电能健康评估系数小于用电设备电能健康评估系数第一阈值,对用电设备发出三级电能健康预警,系统生成立即关停用电设备信号;
当用电设备电能健康评估系数大于等于用电设备电能健康评估系数第一阈值,且用电设备电能健康评估系数小于等于用电设备电能健康评估系数第二阈值,对用电设备发出二级电能健康预警,系统生成用电设备结束后关停用电设备信号;
当用电设备电能健康评估系数大于用电设备电能健康评估系数第二阈值,对用电设备发出一级电能健康预警,无需采取措施。
6.根据权利要求5所述的建筑工程现场电能智慧化管理系统,其特征在于:综合电能健康排序模块根据电设备电能健康评估系数,对n个用电设备从小到大排序,并依据用电设备排序顺序确定用电设备的重视程度。
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