專利名稱：用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種設(shè)備控制系統(tǒng)，尤其涉及一種用電設(shè)備 狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)；此外，本發(fā)明還涉及上述用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)的 控制方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)工業(yè)耗電約占耗電總量70%，其中電機(jī)耗電占工業(yè)耗電的60%_70%，其中電機(jī) 系統(tǒng)效率比發(fā)達(dá)國(guó)家低約20%-30%，其節(jié)能空間巨大。常見(jiàn)的電機(jī)節(jié)能技術(shù)有采用高效節(jié)能 電機(jī)、變頻調(diào)速、無(wú)功補(bǔ)償與相位控制技術(shù)等，其中變頻調(diào)速節(jié)能效果最為優(yōu)秀，變頻器最 初用途是速度控制，隨著技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)對(duì)能源運(yùn)用效率要求的日益提高，逐漸被用于 節(jié)能領(lǐng)域。無(wú)功補(bǔ)償與相位控制主要是根據(jù)電機(jī)有效功率與電流電壓相位有關(guān)的原理，動(dòng) 態(tài)地跟隨負(fù)載量的變化而調(diào)節(jié)輸入電機(jī)的功率，減少電機(jī)的無(wú)效功率，使其功率因素和運(yùn) 行效率得到提升。目前我國(guó)工業(yè)廠區(qū)對(duì)照明的控制大多還停留在人工控制的程度，但因廠區(qū)電壓偏 高(廠區(qū)電壓在235 240v之間，通常照明用電電器的電壓要求在210 220v之間)、公共 區(qū)域照明管理不善等因素，導(dǎo)致廠區(qū)燈具的使用時(shí)間超出實(shí)際需要時(shí)間，使用電壓超出最 佳電壓，不但導(dǎo)致電力白白浪費(fèi)，還會(huì)導(dǎo)致燈具使用壽命下降，從而導(dǎo)致更多損失。本發(fā)明 智能節(jié)電原理是通過(guò)感知、分析廠區(qū)電路狀況，對(duì)照明用電進(jìn)行調(diào)整，對(duì)照明電器進(jìn)行智能 控制，如在深夜電壓較高時(shí)將電壓穩(wěn)定在220v左右，并且當(dāng)傳感器未探測(cè)到有照明需求的 時(shí)候自動(dòng)關(guān)閉照明電器或減少區(qū)域照明亮度，進(jìn)而達(dá)到節(jié)電的效果。傳感器網(wǎng)絡(luò)是傳感器采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、連接傳感控制器而構(gòu)成的，具有獲取多種 信息信號(hào)的綜合處理能力，配合近年來(lái)高速發(fā)展的嵌入式技術(shù)，傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已經(jīng)拓展 到樓宇控制、工業(yè)控制及智能家居等各領(lǐng)域，并且還在不斷有新的應(yīng)用方式被挖掘出來(lái)。隨 著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)展，大量多功能傳感器被運(yùn)用，并使用無(wú)線技術(shù)連接，進(jìn)而形成了無(wú)線傳 感器網(wǎng)絡(luò)，由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有密集型、隨機(jī)分布的特點(diǎn)，因而可適用于各類復(fù)雜環(huán) 境，如工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)；目前常見(jiàn)的無(wú)線傳感技術(shù)有采用GPRS通訊、藍(lán)牙通訊、高頻無(wú)線通 訊、超高頻無(wú)線通訊以及微波通訊等不同傳輸方式，主要的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議有Lon、EIB/KNX、 profibus、BACnet等，在工業(yè)、智能樓宇等領(lǐng)域均有應(yīng)用，但目前傳感網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)應(yīng)用還主 要集中在工控領(lǐng)域，而專門的節(jié)能相關(guān)應(yīng)用尚在起步階段，本發(fā)明系統(tǒng)即為傳感網(wǎng)絡(luò)在節(jié) 能領(lǐng)域的一個(gè)創(chuàng)新應(yīng)用
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)，具 有可擴(kuò)展性高、魯棒性強(qiáng)、施工簡(jiǎn)便等特性，適用于各類企事業(yè)單位、政府機(jī)關(guān)的各種類用 電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制管理。此外，本發(fā)明還涉及上述用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)的控制方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括傳感網(wǎng)絡(luò)單元、總控平臺(tái)、現(xiàn)場(chǎng) 控制終端、執(zhí)行單元；所述總控平臺(tái)包括異常診斷系統(tǒng)、最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)。所述傳 感網(wǎng)絡(luò)單元包括若干傳感器，用以獲取設(shè)備的環(huán)境信息或/和運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)；所述現(xiàn)場(chǎng)控 制終端用以對(duì)傳感網(wǎng)絡(luò)單元獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理以及完成總控平臺(tái)控制指令的傳達(dá)； 所述執(zhí)行單元用以執(zhí)行總控平臺(tái)發(fā)出的控制指令，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整；所述異常診 斷系統(tǒng)通過(guò)被動(dòng)接收傳感器信息或主動(dòng)問(wèn)詢傳感器信息獲取傳感器及設(shè)備的運(yùn)行信息，與 系統(tǒng)內(nèi)置的正常工作狀態(tài)的傳感參數(shù)集與設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)集進(jìn)行對(duì)比，查看傳感器與設(shè) 備是否出現(xiàn)異常；所述最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)基于歷史模板庫(kù)，通過(guò)對(duì)傳感器參數(shù)集和 設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)集與設(shè)備功率因素的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析，并將多個(gè)設(shè)備的功率因素整體 考慮，最終得到每一個(gè)設(shè)備的配置參數(shù)；而后，執(zhí)行單元對(duì)設(shè)備調(diào)整，使得設(shè)備當(dāng)前設(shè)置逼 近這個(gè)最優(yōu)的目標(biāo)配置參數(shù)。系統(tǒng)通過(guò)環(huán)境傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取包括光照、溫度、聲音、人員來(lái)往等實(shí)時(shí)的環(huán)境信息 與設(shè)備狀態(tài)指示燈、設(shè)備運(yùn)行噪音、震動(dòng)、電機(jī)轉(zhuǎn)速等設(shè)備信息，通過(guò)電路傳感器獲取電路 的實(shí)時(shí)信息，并將獲取的環(huán)境參數(shù)、設(shè)備信息和電路狀況傳送至現(xiàn)場(chǎng)控制終端，進(jìn)行初步分 形，并上報(bào)至總控平臺(tái)。本系統(tǒng)采用多種傳感器進(jìn)行組合以應(yīng)用于不同的場(chǎng)景，如紅外傳感、微波感應(yīng)器 配合門磁感應(yīng)器可以準(zhǔn)備測(cè)定廠房、車間、辦公室的人員進(jìn)出情況；紅外傳感器、聲音傳感 器配合光傳感器可以得到公共區(qū)域的照明需求相關(guān)的數(shù)據(jù)，設(shè)備指示燈傳感器結(jié)合電路傳 感器可以得到設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等信息，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境和設(shè)備狀況還有更多的傳感器組合應(yīng) 用，不一枚舉。傳感器獲取的信號(hào)經(jīng)過(guò)傳感單元的MCU處理，通過(guò)串口通訊傳輸至總線設(shè)備，并 最終到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)控制終端，傳感單元的關(guān)鍵技術(shù)在于對(duì)電路傳感器的調(diào)理和對(duì)各類傳感器組 合應(yīng)用場(chǎng)景的識(shí)別以及初步分析?，F(xiàn)場(chǎng)控制終端的MCU處理接收到由總線傳輸?shù)膫鞲行畔⒑?，能根?jù)傳感信息智能 設(shè)置電路開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并傳送指令至執(zhí)行單元達(dá)到控制用電的效果，現(xiàn)場(chǎng)控制終端可通過(guò)人 機(jī)界面/遙控等方式允許現(xiàn)場(chǎng)管理員進(jìn)行用電管理，同時(shí)還可通過(guò)智能節(jié)能總控平臺(tái)遠(yuǎn)程 控制?，F(xiàn)場(chǎng)控制終端還負(fù)責(zé)將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和執(zhí)行單元的動(dòng)作傳送至總控平臺(tái)。執(zhí)行單元從現(xiàn)場(chǎng)控制終端接收控制信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行響應(yīng)。執(zhí)行單元可根據(jù)總控 平臺(tái)發(fā)出的操作指令通過(guò)改變電路電流、電壓、變頻調(diào)速、線路切換等方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行直接 操控。除了可以實(shí)現(xiàn)整體能效最優(yōu)的參數(shù)配置外，在部分應(yīng)用場(chǎng)景中，執(zhí)行單元可以自動(dòng)關(guān) 閉待機(jī)中的設(shè)備，可直接節(jié)省電力?？偪仄脚_(tái)是系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，經(jīng)過(guò)初步分析處理的傳感器網(wǎng)絡(luò)信息、設(shè)備信息在 總控平臺(tái)內(nèi)首先通過(guò)異常診斷系統(tǒng)，以判斷其運(yùn)行是否正常，傳感器及設(shè)備運(yùn)行信息的獲 取可以通過(guò)被動(dòng)接收傳感器信息或主動(dòng)問(wèn)詢傳感器信息獲取。
總控平臺(tái)將獲取的信息數(shù)據(jù)與系統(tǒng)內(nèi)置的正常工作狀態(tài)的傳感參數(shù)集與設(shè)備工 作狀態(tài)參數(shù)集進(jìn)行對(duì)比分析，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)傳感器與設(shè)備異常的功能，并且可獲得異常 發(fā)生的具體狀況，為維修人員和現(xiàn)場(chǎng)操作人員提供參考。設(shè)備整體能效運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)基于歷史模板庫(kù)，通過(guò)對(duì)傳感器參數(shù)集和設(shè)備工作 狀態(tài)參數(shù)集與設(shè)備功率因素的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析，并將多個(gè)設(shè)備的功率因素整體考慮，最 終得到每一個(gè)設(shè)備的目標(biāo)配置參數(shù)，通過(guò)執(zhí)行單元對(duì)設(shè)備的調(diào)整使得設(shè)備當(dāng)前設(shè)置無(wú)限逼 近這個(gè)最優(yōu)的目標(biāo)配置參數(shù)，使得整體能效最高，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述異常診斷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為 先對(duì)設(shè)備狀態(tài)與傳感器數(shù)據(jù)定義
設(shè)備的設(shè)置參數(shù)為& ；
傳感器獲得的傳感數(shù)據(jù)為Sj ；
傳感器ei與特定設(shè)備~的影響因子為Cij ；
系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)為S;
得到一個(gè)傳感數(shù)據(jù)與設(shè)備設(shè)置參數(shù)相關(guān)表
基于實(shí)例庫(kù)的異常診斷方法包括如下步驟
設(shè)S為實(shí)例庫(kù)中i個(gè)實(shí)例中所包含的特征向量的集合，Sx是當(dāng)前實(shí)例的特征向量；設(shè) S與Sx的并集一共包含j個(gè)特征項(xiàng)，則sx=[ cxl cx2 .... Cxj]，S表示為iXj維的實(shí)例指標(biāo)集 矩陣
最近相鄰的函數(shù)用下列公式表示
其中Wk是第k個(gè)指標(biāo)的重要度；Sim是相似函數(shù)；Si為傳感器獲得的傳感數(shù)據(jù)；
局部相似度可以表示為
其中range (s (k))表示第k個(gè)指標(biāo)的取值范圍；[sx (k)-Si (k) ]/range (s (k)) |表 示當(dāng)前目標(biāo)實(shí)例與實(shí)例的第k個(gè)指標(biāo)的不相似度；
通過(guò)分析當(dāng)前目標(biāo)實(shí)例與實(shí)例的不相似度，獲取配置參數(shù)調(diào)整的數(shù)值，并發(fā)出操作指令，當(dāng)設(shè)備接收新的配置參數(shù)后，傳感網(wǎng)絡(luò)單元獲取的參數(shù)集將發(fā)生變化，得到的新的參數(shù) 集合應(yīng)與目標(biāo)實(shí)例不相似度更小，如此往復(fù)使得系統(tǒng)最終配置參數(shù)與狀態(tài)均吻合整體，以 實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化的目標(biāo)。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為 步驟A、初始化自尋優(yōu)參數(shù)；尋優(yōu)參量為多指標(biāo)參量，包括電壓、電流、轉(zhuǎn)速、磁通，所述 尋優(yōu)方法所需主要參數(shù)有Au、e和k ；其中Au為尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣；e為尋優(yōu)誤差矩陣，當(dāng) Au<e時(shí)，尋優(yōu)結(jié)束，此時(shí)的配置認(rèn)為最優(yōu)；k為擾動(dòng)參數(shù)正負(fù)反饋的邏輯標(biāo)志，初值為零； k=l時(shí)的當(dāng)前擾動(dòng)參數(shù)與上一擾動(dòng)參數(shù)值相反；k=2時(shí)，說(shuō)明正向和負(fù)向擾動(dòng)都未搜索到有 效點(diǎn)，需重置k為零，并縮小Au ；調(diào)節(jié)后的Au記作Au’，Au' =Φ X Au+ζ，其中，Au表 示調(diào)節(jié)前的Au ；
步驟B、判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定，如果沒(méi)有達(dá)到穩(wěn)態(tài)，則退出；
步驟C、根據(jù)步長(zhǎng)Au和k計(jì)算新的最優(yōu)配置，判斷新的工作點(diǎn)是否會(huì)越過(guò)穩(wěn)定界；若 通過(guò)計(jì)算得到的工作點(diǎn)會(huì)超出穩(wěn)定界，則說(shuō)明擾動(dòng)參數(shù)不合適，將邏輯標(biāo)記k加1，變擾動(dòng) 為負(fù)值，再判斷狀態(tài)是否能穩(wěn)定；如果不能，縮小八u，若Au<e，尋優(yōu)結(jié)束，此時(shí)的配置認(rèn)為 最優(yōu)；否則重置k為零，返回狀態(tài)判定；
步驟D、若k=l則按原狀態(tài)參數(shù)調(diào)整用電設(shè)備的狀態(tài)，使其工況恢復(fù)原狀；穩(wěn)定后，施加 與原擾動(dòng)等量的負(fù)擾動(dòng)信號(hào)，若仍未找到有效點(diǎn)或出現(xiàn)越界，則邏輯標(biāo)志k值置為2 ；說(shuō)明 尋優(yōu)步長(zhǎng)不合適，縮小步長(zhǎng)△ U，重置k為零，返回狀態(tài)判定；
步驟E重復(fù)上述過(guò)程，直至Au<e，此時(shí)已經(jīng)搜索到最優(yōu)配置。
一種上述用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)的控制方法，所述方法包括如下步驟 所述傳感網(wǎng)絡(luò)單元獲取設(shè)備的環(huán)境信息或/和運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至現(xiàn)場(chǎng)控 制終端；
所述現(xiàn)場(chǎng)控制終端對(duì)傳感網(wǎng)絡(luò)單元獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，而后把處理的數(shù)據(jù)發(fā)送 至總控平臺(tái)；
所述總控平臺(tái)的異常診斷系統(tǒng)通過(guò)被動(dòng)接收傳感器信息或主動(dòng)問(wèn)詢傳感器信息獲取 傳感器及設(shè)備的運(yùn)行信息，與系統(tǒng)內(nèi)置的正常工作狀態(tài)的傳感參數(shù)集與設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù) 集進(jìn)行對(duì)比，查看傳感器與設(shè)備是否出現(xiàn)異常；
所述總控平臺(tái)的所述最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)基于歷史模板庫(kù)，通過(guò)對(duì)傳感器參數(shù)集 和設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)集與設(shè)備功率因素的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析，并將多個(gè)設(shè)備的功率因素整 體考慮，最終得到每一個(gè)設(shè)備的配置參數(shù)；
所述總控平臺(tái)根據(jù)異常診斷系統(tǒng)、最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送控制指 令至現(xiàn)場(chǎng)控制終端；
所述現(xiàn)場(chǎng)控制終端接收總控平臺(tái)的控制指令，并將其傳輸至執(zhí)行單元； 所述執(zhí)行單元用以執(zhí)行總控平臺(tái)發(fā)出的控制指令，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提出的用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)及其控制方 法，具有可擴(kuò)展性高、魯棒性強(qiáng)、施工簡(jiǎn)便等特性，適用于各類企事業(yè)單位、政府機(jī)關(guān)的各種類用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制管理。本發(fā)明所描述的設(shè)備包括但不限于生產(chǎn)設(shè)備、照 明設(shè)備、辦公設(shè)備等，且本發(fā)明如應(yīng)用于整條生產(chǎn)線則可以對(duì)生產(chǎn)線整體能效進(jìn)行優(yōu)化，同 理經(jīng)適當(dāng)改造可在整個(gè)生產(chǎn)流程中應(yīng)用并達(dá)到能效最優(yōu)的效果。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的組成示意圖。圖2為本發(fā)明方法(傳感器被動(dòng)觸發(fā))的流程圖。圖3為本發(fā)明方法(總控平臺(tái)主動(dòng)輪詢觸發(fā))的流程圖。圖4為最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。實(shí)施例一
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括傳感 網(wǎng)絡(luò)單元、總控平臺(tái)、現(xiàn)場(chǎng)控制終端、執(zhí)行單元；所述總控平臺(tái)包括異常診斷系統(tǒng)、最佳功耗 運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)。傳感網(wǎng)絡(luò)單元
所述傳感網(wǎng)絡(luò)單元包括若干傳感器，用以獲取設(shè)備的環(huán)境信息或/和運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)通過(guò)環(huán)境傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取包括光照、溫度、聲音、人員來(lái)往等實(shí)時(shí)環(huán)境信息 與設(shè)備狀態(tài)指示燈、設(shè)備運(yùn)行噪音、震動(dòng)、電機(jī)轉(zhuǎn)速等設(shè)備信息，通過(guò)電路傳感器獲取電路 的實(shí)時(shí)信息，并將獲取的環(huán)境參數(shù)、設(shè)備信息和電路狀況傳送至現(xiàn)場(chǎng)控制終端，進(jìn)行初步分 形，并上報(bào)至總控平臺(tái)。本系統(tǒng)采用多種傳感器進(jìn)行組合以應(yīng)用于不同的場(chǎng)景，如紅外傳感、微波感應(yīng)器 配合門磁感應(yīng)器可以準(zhǔn)備測(cè)定廠房、車間、辦公室的人員進(jìn)出情況；紅外傳感器、聲音傳感 器配合光傳感器可以得到公共區(qū)域的照明需求相關(guān)的數(shù)據(jù)，設(shè)備指示燈傳感器結(jié)合電路傳 感器可以得到設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等信息，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境和設(shè)備狀況還有更多的傳感器組合應(yīng) 用，不一枚舉。傳感器獲取的信號(hào)經(jīng)過(guò)傳感單元的MCU處理，通過(guò)串口通訊傳輸至總線設(shè)備，并 最終到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)控制終端，傳感單元的關(guān)鍵技術(shù)在于對(duì)電路傳感器的調(diào)理和對(duì)各類傳感器組 合應(yīng)用場(chǎng)景的識(shí)別以及初步分析。現(xiàn)場(chǎng)控制終端
所述現(xiàn)場(chǎng)控制終端用以對(duì)傳感網(wǎng)絡(luò)單元獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理以及完成總控平臺(tái) 控制指令的傳達(dá)?，F(xiàn)場(chǎng)控制終端的MCU處理接收到由總線傳輸?shù)膫鞲行畔⒑螅芨鶕?jù)傳感信息智能 設(shè)置電路開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并傳送指令至執(zhí)行單元達(dá)到控制用電的效果，現(xiàn)場(chǎng)控制終端可通過(guò)人 機(jī)界面/遙控等方式允許現(xiàn)場(chǎng)管理員進(jìn)行用電管理，同時(shí)還可通過(guò)智能節(jié)能總控平臺(tái)遠(yuǎn)程 控制。現(xiàn)場(chǎng)控制終端還負(fù)責(zé)將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和執(zhí)行單元的動(dòng)作傳送至總控平臺(tái)。
執(zhí)行單元
所述執(zhí)行單元用以執(zhí)行總控平臺(tái)發(fā)出的控制指令，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。執(zhí)行單元從現(xiàn)場(chǎng)控制終端接收控制信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行響應(yīng)。執(zhí)行單元可根據(jù)總控 平臺(tái)發(fā)出的操作指令通過(guò)改變電路電流、電壓、變頻調(diào)速、線路切換等方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行直接 操控。除了可以實(shí)現(xiàn)整體能效最優(yōu)的參數(shù)配置外，在部分應(yīng)用場(chǎng)景中，執(zhí)行單元可以自動(dòng)關(guān) 閉待機(jī)中的設(shè)備，可直接節(jié)省電力。異常診斷系統(tǒng)
所述異常診斷系統(tǒng)通過(guò)被動(dòng)接收傳感器信息或主動(dòng)問(wèn)詢傳感器信息獲取傳感器及設(shè) 備的運(yùn)行信息，與系統(tǒng)內(nèi)置的正常工作狀態(tài)的傳感參數(shù)集與設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)集進(jìn)行對(duì) 比，查看傳感器與設(shè)備是否出現(xiàn)異常?？偪仄脚_(tái)是系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，經(jīng)過(guò)初步分析處理的傳感器網(wǎng)絡(luò)信息、設(shè)備信息在 總控平臺(tái)內(nèi)首先通過(guò)異常診斷系統(tǒng)，以判斷其運(yùn)行是否正常，傳感器及設(shè)備運(yùn)行信息的獲 取可以通過(guò)被動(dòng)接收傳感器信息或主動(dòng)問(wèn)詢傳感器信息獲取?？偪仄脚_(tái)將獲取的信息數(shù)據(jù)與系統(tǒng)內(nèi)置的正常工作狀態(tài)的傳感參數(shù)集與設(shè)備工 作狀態(tài)參數(shù)集進(jìn)行對(duì)比分析，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)傳感器與設(shè)備異常的功能，并且可獲得異常 發(fā)生的具體狀況，為維修人員和現(xiàn)場(chǎng)操作人員提供參考。本實(shí)施例中，所述異常診斷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下。在此之前，先對(duì)設(shè)備狀態(tài)與傳感器數(shù)據(jù)定義 設(shè)備的設(shè)置參數(shù)為& ；
傳感器獲得的傳感數(shù)據(jù)為Sj ；
傳感器ei與特定設(shè)備~的影響因子為Cij ；
系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)為S;
可以得到一個(gè)傳感數(shù)據(jù)與設(shè)備設(shè)置參數(shù)相關(guān)表
表1
基于實(shí)例庫(kù)的異常診斷算法包括如下步驟
設(shè)S為實(shí)例庫(kù)中i個(gè)實(shí)例中所包含的特征向量的集合，Sx是當(dāng)前實(shí)例的特征向量；設(shè) S與Sx的并集一共包含j個(gè)特征項(xiàng)，則sx=[ cxl cx2 .... Cxj]，S表示為iXj維的實(shí)例指標(biāo)集 矩陣
最近相鄰的函數(shù)用下列公式表示
其中Wk是第k個(gè)指標(biāo)的重要度；Sim是相似函數(shù)；Si為傳感器獲得的傳感數(shù)據(jù)； 經(jīng)典的局部相似度表示為
simk = 1-1 [sx(k)-si(k)]/range(s(k))；根據(jù)相似度判斷設(shè)備狀態(tài)。其中range (s (k))表示第k個(gè)指標(biāo)的取值范圍；| [sx (k)-Si (k) ] / range (s(k)) |表示當(dāng)前目標(biāo)實(shí)例與實(shí)例的第k個(gè)指標(biāo)的不相似度；
通過(guò)分析當(dāng)前目標(biāo)實(shí)例與實(shí)例的不相似度，獲取配置參數(shù)調(diào)整的數(shù)值，并發(fā)出操作指 令，當(dāng)設(shè)備接收新的配置參數(shù)后，傳感網(wǎng)絡(luò)單元獲取的參數(shù)集將發(fā)生變化，得到的新的參數(shù) 集合應(yīng)與目標(biāo)實(shí)例不相似度更小，如此往復(fù)使得系統(tǒng)最終配置參數(shù)與狀態(tài)均吻合整體節(jié)能 優(yōu)化的目標(biāo)。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)用電設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與控制；同時(shí)根據(jù)案例庫(kù)進(jìn)行推理與查詢， 采用自尋優(yōu)算法，可尋找達(dá)到設(shè)備整體能耗最優(yōu)的參數(shù)設(shè)置方案，進(jìn)而通過(guò)執(zhí)行單元調(diào)節(jié) 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的整體節(jié)能優(yōu)化。最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)
所述最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)基于歷史模板庫(kù)，通過(guò)對(duì)傳感器參數(shù)集和設(shè)備工作狀態(tài) 參數(shù)集與設(shè)備功率因素的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析，并將多個(gè)設(shè)備的功率因素整體考慮，最終得 到每一個(gè)設(shè)備的配置參數(shù)。通過(guò)執(zhí)行單元對(duì)設(shè)備的調(diào)整，使得設(shè)備當(dāng)前設(shè)置無(wú)限逼近這個(gè) 最優(yōu)的目標(biāo)配置參數(shù)，使得整體能效最高，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果。所述最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)工況調(diào)節(jié)設(shè)備的設(shè)置參數(shù)，如電 壓、電流、轉(zhuǎn)速、磁通量等等；當(dāng)尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣 < 尋優(yōu)誤差矩陣e時(shí)，結(jié)束調(diào)節(jié)過(guò)程，此時(shí)的配 置被認(rèn)為最優(yōu)；否則調(diào)節(jié)Au’ =φ X Au+ζ ；其中，Au為調(diào)節(jié)前的尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣，Au’為 調(diào)節(jié)后的尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣，Δu、Au’、e為由各參數(shù)組成的矩陣，調(diào)節(jié)參數(shù)φ與ζ由選定的 最佳工況模型確定。請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)的尋優(yōu)流程如下
步驟A初始化自尋優(yōu)參數(shù)。尋優(yōu)參量為多指標(biāo)參量，包括電壓、電流、轉(zhuǎn)速、磁通量等， 所述尋優(yōu)方法所需主要參數(shù)有Au、e和k ；其中Au為尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣；e為尋優(yōu)誤差矩陣， 當(dāng)Au<e時(shí)，尋優(yōu)結(jié)束，此時(shí)的配置可認(rèn)為最優(yōu)；k為擾動(dòng)參數(shù)正負(fù)反饋的邏輯標(biāo)志，初值為 零；k=l時(shí)的當(dāng)前擾動(dòng)參數(shù)與上一擾動(dòng)參數(shù)值相反；k=2時(shí)，說(shuō)明正向和負(fù)向擾動(dòng)都未搜索 到有效點(diǎn)，需重置k為零，并縮小Au;調(diào)節(jié)后的Au記作Au’，Δ ’ = φΧ Au+ζ (本式中， Δu表示調(diào)節(jié)前的Au)。步驟B判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定，如果沒(méi)有達(dá)到穩(wěn)態(tài)，則退出；
步驟C根據(jù)步長(zhǎng)Au和k計(jì)算新的最優(yōu)配置，判斷新的工作點(diǎn)是否會(huì)越過(guò)穩(wěn)定界。若 通過(guò)計(jì)算得到的工作點(diǎn)會(huì)超出穩(wěn)定界，則說(shuō)明擾動(dòng)參數(shù)不合適，將邏輯標(biāo)記k加1，變擾動(dòng) 為負(fù)值，再判斷狀態(tài)是否能穩(wěn)定；如果不能，縮小八u，若Au<e，尋優(yōu)結(jié)束，此時(shí)的配置可認(rèn) 為最優(yōu)；否則重置k為零，返回狀態(tài)判定。步驟D若k=l則按原狀態(tài)參數(shù)調(diào)整用電設(shè)備的狀態(tài)，使其工況恢復(fù)原狀。穩(wěn)定后，施加與原擾動(dòng)等量的負(fù)擾動(dòng)信號(hào)，若仍未找到有效點(diǎn)或出現(xiàn)越界，則邏輯標(biāo)志k值置 為2。說(shuō)明尋優(yōu)步長(zhǎng)不合適，本實(shí)施例中，用黃金分割法縮小步長(zhǎng)Au(Au=0.618Au或 Δ u=0. 66 Δ u)，重置k為零，返回狀態(tài)判定。步驟E重復(fù)上述過(guò)程，直至Δ u<e，此時(shí)已經(jīng)搜索到最優(yōu)配置。
綜上所述，本發(fā)明提出的用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)及其控制方法，具有可擴(kuò) 展性高、魯棒性強(qiáng)、施工簡(jiǎn)便等特性，適用于各類企事業(yè)單位、政府機(jī)關(guān)的各種類用電設(shè)備 狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制管理。本發(fā)明所描述的設(shè)備包括但不限于生產(chǎn)設(shè)備、照明設(shè)備、辦公設(shè) 備等，且本發(fā)明如應(yīng)用于整條生產(chǎn)線則可以對(duì)生產(chǎn)線整體能效進(jìn)行優(yōu)化，同理經(jīng)適當(dāng)改造 可在整個(gè)生產(chǎn)流程中應(yīng)用并達(dá)到能效最優(yōu)的效果。
這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說(shuō)明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。 這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)實(shí)施例 的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精 神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料 和部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其 它變形和改變。
權(quán)利要求
一種用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括傳感網(wǎng)絡(luò)單元、總控平臺(tái)、現(xiàn)場(chǎng)控制終端、執(zhí)行單元；所述總控平臺(tái)包括異常診斷系統(tǒng)、最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)；所述傳感網(wǎng)絡(luò)單元包括若干傳感器，用以獲取設(shè)備的環(huán)境信息或/和運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)；所述現(xiàn)場(chǎng)控制終端用以對(duì)傳感網(wǎng)絡(luò)單元獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理以及完成總控平臺(tái)控制指令的傳達(dá)；所述執(zhí)行單元用以執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)管理人員、總控平臺(tái)發(fā)出的控制指令，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整；所述異常診斷系統(tǒng)通過(guò)被動(dòng)接收傳感器信息或主動(dòng)問(wèn)詢傳感器信息獲取傳感器及設(shè)備的運(yùn)行信息，與系統(tǒng)內(nèi)置的正常工作狀態(tài)的傳感參數(shù)集與設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)集進(jìn)行對(duì)比，查看傳感器與設(shè)備是否出現(xiàn)異常；所述最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)基于歷史模板庫(kù)，通過(guò)對(duì)傳感器參數(shù)集和設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)集與設(shè)備功率因素的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析，并將多個(gè)設(shè)備的功率因素整體考慮，最終得到每一個(gè)設(shè)備的配置參數(shù)；而后，執(zhí)行單元對(duì)設(shè)備調(diào)整，使得設(shè)備當(dāng)前設(shè)置逼近這個(gè)最優(yōu)的目標(biāo)配置參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于 傳感網(wǎng)絡(luò)單元包括環(huán)境傳感器網(wǎng)絡(luò)，用以獲取實(shí)時(shí)環(huán)境信息、設(shè)備信息；實(shí)時(shí)環(huán)境信息包括但不限于光 照、溫度、聲音、人員來(lái)往等實(shí)時(shí)環(huán)境信息，設(shè)備信息包括但不限于設(shè)備狀態(tài)指示燈、設(shè)備運(yùn) 行噪音、震動(dòng)、電機(jī)轉(zhuǎn)速、力矩等；電路傳感器，用以獲取電路的實(shí)時(shí)信息，包括但不限于電流、電壓、相位差、功率； 所述傳感網(wǎng)絡(luò)單元將獲取的環(huán)境參數(shù)、設(shè)備信息和電路狀況傳送至現(xiàn)場(chǎng)控制終端，進(jìn) 行初步分形，并上報(bào)至總控平臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于 傳感器獲取的信號(hào)經(jīng)過(guò)傳感單元的MCU處理，通過(guò)串口通訊傳輸至總線設(shè)備，并最終到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)控制終端；現(xiàn)場(chǎng)控制終端的MCU處理接收到由總線傳輸?shù)膫鞲行畔⒑螅鶕?jù)傳感信息智能設(shè)置電 路開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并傳送指令至執(zhí)行單元達(dá)到控制用電的效果；現(xiàn)場(chǎng)控制終端允許現(xiàn)場(chǎng)管理員 進(jìn)行用電管理，同時(shí)還可通過(guò)智能節(jié)能總控平臺(tái)遠(yuǎn)程控制；現(xiàn)場(chǎng)控制終端傳送的指令包括通過(guò)手持或/和固定式操作面板接受現(xiàn)場(chǎng)管理人員的 指令，以及為現(xiàn)場(chǎng)管理人員提供狀態(tài)顯示與操作建議；執(zhí)行單元從現(xiàn)場(chǎng)控制終端接收控制信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行響應(yīng)；執(zhí)行單元根據(jù)總控平臺(tái)發(fā) 出的操作指令通過(guò)改變電路電流、電壓、變頻調(diào)速、相位控制、無(wú)功補(bǔ)償、切換線路方式對(duì)設(shè) 備進(jìn)行直接操控。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于 所述異常診斷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為先對(duì)設(shè)備狀態(tài)與傳感器數(shù)據(jù)定義 設(shè)備的設(shè)置參數(shù)為h； 傳感器獲得的傳感數(shù)據(jù)為Sj ；傳感器ei與特定設(shè)備~的影響因子為Cij ； 系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)為S;得到一個(gè)傳感數(shù)據(jù)與設(shè)備設(shè)置參數(shù)相關(guān)表 基于實(shí)例庫(kù)的異常診斷方法包括如下步驟設(shè)S為實(shí)例庫(kù)中i個(gè)實(shí)例中所包含的特征向量的集合，Sx是當(dāng)前實(shí)例的特征向量；設(shè) S與Sx的并集一共包含j個(gè)特征項(xiàng)，則sx=[ CxlCx2.... CjJ, S表示為iXj維的實(shí)例指標(biāo)集 矩陣最近相鄰的函數(shù)用下列公式表示 其中Wk是第k個(gè)指標(biāo)的重要度；Sim是相似函數(shù)；Si為傳感器獲得的傳感數(shù)據(jù)；因此局部相似度可以表示為 其中range (s (k))表示第k個(gè)指標(biāo)的取值范圍；[sx (k)-Si (k) ]/range (s (k)) |表 示當(dāng)前目標(biāo)實(shí)例與實(shí)例的第k個(gè)指標(biāo)的不相似度；通過(guò)分析當(dāng)前目標(biāo)實(shí)例與實(shí)例的不相似度，獲取配置參數(shù)調(diào)整的數(shù)值，并發(fā)出操作指 令，當(dāng)設(shè)備接收新的配置參數(shù)后，傳感網(wǎng)絡(luò)單元獲取的參數(shù)集將發(fā)生變化，得到的新的參數(shù) 集合應(yīng)與目標(biāo)實(shí)例不相似度更小，如此往復(fù)使得系統(tǒng)最終配置參數(shù)與狀態(tài)均吻合整體，以 實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化的目標(biāo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于 所述最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為步驟A、初始化自尋優(yōu)參數(shù)；尋優(yōu)參量為多指標(biāo)參量，包括電壓、電流、轉(zhuǎn)速、磁通，所述 尋優(yōu)方法所需主要參數(shù)有Au、e和k ；其中Δ u為尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣；e為尋優(yōu)誤差矩陣，當(dāng) Au<e時(shí)，尋優(yōu)結(jié)束，此時(shí)的配置認(rèn)為最優(yōu)；k為擾動(dòng)參數(shù)正負(fù)反饋的邏輯標(biāo)志，初值為零； k=l時(shí)的當(dāng)前擾動(dòng)參數(shù)與上一擾動(dòng)參數(shù)值相反；k=2時(shí)，說(shuō)明正向和負(fù)向擾動(dòng)都未搜索到有 效點(diǎn)，需重置k為零，并縮小Au ；調(diào)節(jié)后的Au記作Au’，Au' =Φ X Au+ζ，其中，Au表示調(diào)節(jié)前的Au ；步驟B、判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定，如果沒(méi)有達(dá)到穩(wěn)態(tài)，則退出；步驟C、根據(jù)步長(zhǎng)Au和k計(jì)算新的最優(yōu)配置，判斷新的工作點(diǎn)是否會(huì)越過(guò)穩(wěn)定界；若 通過(guò)計(jì)算得到的工作點(diǎn)會(huì)超出穩(wěn)定界，則說(shuō)明擾動(dòng)參數(shù)不合適，將邏輯標(biāo)記k加1，變擾動(dòng) 為負(fù)值，再判斷狀態(tài)是否能穩(wěn)定；如果不能，縮小八u，若Au<e，尋優(yōu)結(jié)束，此時(shí)的配置認(rèn)為 最優(yōu)；否則重置k為零，返回狀態(tài)判定；步驟D、若k=l則按原狀態(tài)參數(shù)調(diào)整用電設(shè)備的狀態(tài)，使其工況恢復(fù)原狀；穩(wěn)定后，施加 與原擾動(dòng)等量的負(fù)擾動(dòng)信號(hào)，若仍未找到有效點(diǎn)或出現(xiàn)越界，則邏輯標(biāo)志k值置為2 ；說(shuō)明 尋優(yōu)步長(zhǎng)不合適，縮小步長(zhǎng)△ U，重置k為零，返回狀態(tài)判定；步驟E重復(fù)上述過(guò)程，直至Au<e，此時(shí)已經(jīng)搜索到最優(yōu)配置。
6.一種權(quán)利要求1至5之一所述用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)的控制方法，其特 征在于，所述方法包括如下步驟所述傳感網(wǎng)絡(luò)單元獲取設(shè)備的環(huán)境信息或/和運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至現(xiàn)場(chǎng)控 制終端；所述現(xiàn)場(chǎng)控制終端對(duì)傳感網(wǎng)絡(luò)單元獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，而后把處理的數(shù)據(jù)發(fā)送 至總控平臺(tái)；所述總控平臺(tái)的異常診斷系統(tǒng)通過(guò)被動(dòng)接收傳感器信息或主動(dòng)問(wèn)詢傳感器信息獲取 傳感器及設(shè)備的運(yùn)行信息，與系統(tǒng)內(nèi)置的正常工作狀態(tài)的傳感參數(shù)集與設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù) 集進(jìn)行對(duì)比，查看傳感器與設(shè)備是否出現(xiàn)異常；所述總控平臺(tái)的所述最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)基于歷史模板庫(kù)，通過(guò)對(duì)傳感器參數(shù)集 和設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)集與設(shè)備功率因素的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析，并將多個(gè)設(shè)備的功率因素整 體考慮，最終得到每一個(gè)設(shè)備的配置參數(shù)；所述總控平臺(tái)根據(jù)異常診斷系統(tǒng)、最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送控制指 令至現(xiàn)場(chǎng)控制終端；所述現(xiàn)場(chǎng)控制終端接收總控平臺(tái)的控制指令，并將其傳輸至執(zhí)行單元； 所述執(zhí)行單元用以執(zhí)行總控平臺(tái)發(fā)出的控制指令，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于 所述異常診斷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為先對(duì)設(shè)備狀態(tài)與傳感器數(shù)據(jù)定義設(shè)備的設(shè)置參數(shù)為h；傳感器獲得的傳感數(shù)據(jù)為Sj ；傳感器ei與特定設(shè)備~的影響因子為Cij ；系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)為S;得到一個(gè)傳感數(shù)據(jù)與設(shè)備設(shè)置參數(shù)相關(guān)表 基于實(shí)例庫(kù)的異常診斷方法包括如下步驟設(shè)S為實(shí)例庫(kù)中i個(gè)實(shí)例中所包含的特征向量的集合，Sx是當(dāng)前實(shí)例的特征向量；設(shè) S與Sx的并集一共包含j個(gè)特征項(xiàng)，則sx=[ cxl cx2 .... Cxj]，S表示為iXj維的實(shí)例指標(biāo)集 矩陣最近相鄰的函數(shù)用下列公式表示 其中Wk是第k個(gè)指標(biāo)的重要度；Sim是相似函數(shù)；Si為傳感器獲得的傳感數(shù)據(jù)；局部相似度可以表示為 其中range (s (k))表示第k個(gè)指標(biāo)的取值范圍；[sx (k)-Si (k) ]/range (s (k)) |表 示當(dāng)前目標(biāo)實(shí)例與實(shí)例的第k個(gè)指標(biāo)的不相似度；通過(guò)分析當(dāng)前目標(biāo)實(shí)例與實(shí)例的不相似度，獲取配置參數(shù)調(diào)整的數(shù)值，并發(fā)出操作指 令，當(dāng)設(shè)備接收新的配置參數(shù)后，傳感網(wǎng)絡(luò)單元獲取的參數(shù)集將發(fā)生變化，得到的新的參數(shù) 集合應(yīng)與目標(biāo)實(shí)例不相似度更小，如此往復(fù)使得系統(tǒng)最終配置參數(shù)與狀態(tài)均吻合整體，以 實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化的目標(biāo)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于 所述最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為步驟A、初始化自尋優(yōu)參數(shù)；尋優(yōu)參量為多指標(biāo)參量，包括電壓、電流、轉(zhuǎn)速、磁通，所述 尋優(yōu)方法所需主要參數(shù)有Au、e和k ；其中Δ u為尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣；e為尋優(yōu)誤差矩陣，當(dāng) Au<e時(shí)，尋優(yōu)結(jié)束，此時(shí)的配置認(rèn)為最優(yōu)；k為擾動(dòng)參數(shù)正負(fù)反饋的邏輯標(biāo)志，初值為零； k=l時(shí)的當(dāng)前擾動(dòng)參數(shù)與上一擾動(dòng)參數(shù)值相反；k=2時(shí)，說(shuō)明正向和負(fù)向擾動(dòng)都未搜索到有 效點(diǎn)，需重置k為零，并縮小Au ；調(diào)節(jié)后的Au記作Au’，Au' =Φ X Au+ζ，其中，Au表 示調(diào)節(jié)前的Au;步驟B、判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定，如果沒(méi)有達(dá)到穩(wěn)態(tài)，則退出；步驟C、根據(jù)步長(zhǎng)Au和k計(jì)算新的最優(yōu)配置，判斷新的工作點(diǎn)是否會(huì)越過(guò)穩(wěn)定界；若 通過(guò)計(jì)算得到的工作點(diǎn)會(huì)超出穩(wěn)定界，則說(shuō)明擾動(dòng)參數(shù)不合適，將邏輯標(biāo)記k加1，變擾動(dòng) 為負(fù)值，再判斷狀態(tài)是否能穩(wěn)定；如果不能，縮小八u，若Au<e，尋優(yōu)結(jié)束，此時(shí)的配置認(rèn)為 最優(yōu)；否則重置k為零，返回狀態(tài)判定；步驟D、若k=l則按原狀態(tài)參數(shù)調(diào)整用電設(shè)備的狀態(tài)，使其工況恢復(fù)原狀；穩(wěn)定后，施加與原擾動(dòng)等量的負(fù)擾動(dòng)信號(hào)，若仍未找到有效點(diǎn)或出現(xiàn)越界，則邏輯標(biāo)志k值置為2 ；說(shuō)明 尋優(yōu)步長(zhǎng)不合適，縮小步長(zhǎng)△ u，重置k為零，返回狀態(tài)判定；步驟E重復(fù)上述過(guò)程，直至Au<e，此時(shí)已經(jīng)搜索到最優(yōu)配置。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制系統(tǒng)及其控制方法，所述系統(tǒng)包括傳感網(wǎng)絡(luò)單元、總控平臺(tái)、現(xiàn)場(chǎng)控制終端、執(zhí)行單元；所述總控平臺(tái)包括異常診斷系統(tǒng)、最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)。最佳功耗運(yùn)行自尋優(yōu)系統(tǒng)基于歷史模板庫(kù)，通過(guò)對(duì)傳感器參數(shù)集和設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)集與設(shè)備功率因素的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析，并將多個(gè)設(shè)備的功率因素整體考慮，最終得到每一個(gè)設(shè)備的配置參數(shù)；而后，執(zhí)行單元對(duì)設(shè)備調(diào)整，使得設(shè)備當(dāng)前設(shè)置逼近這個(gè)最優(yōu)的目標(biāo)配置參數(shù)。本發(fā)明具有可擴(kuò)展性高、魯棒性強(qiáng)、施工簡(jiǎn)便等特性，適用于各類企事業(yè)單位、政府機(jī)關(guān)的各種類用電設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與節(jié)能控制管理。
文檔編號(hào)G01R21/00GK101930227SQ20101015221
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者劉曉升, 王榮虎, 王鑫印, 胡源 申請(qǐng)人:王榮虎;王鑫印