一種城市建筑智慧節(jié)能控制柜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種城市建筑智慧節(jié)能控制柜，包括能源管理模塊、節(jié)能診斷模塊及節(jié)能控制模塊，其中：所述能源管理模塊采集各用能系統(tǒng)的計量參數(shù)數(shù)據(jù)，并對計量參數(shù)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計匯總；所述節(jié)能診斷模塊針對各用能系統(tǒng)，分別建立節(jié)能控制模型并進行分析診斷，生成節(jié)能控制策略；所述節(jié)能控制模塊用于執(zhí)行節(jié)能控制策略并對各用能系統(tǒng)分別進行控制調(diào)節(jié)。本發(fā)明集能源管理、節(jié)能診斷和節(jié)能控制等多項功能于一體，適用于城市建筑的智慧節(jié)能減排控制。
【專利說明】一種城市建筑智慧節(jié)能控制柜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及節(jié)能優(yōu)化【技術(shù)領(lǐng)域】,特別涉及一種城市建筑智慧節(jié)能控制柜及節(jié)能控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在全球能源緊張情況下，節(jié)能減排日益緊迫。現(xiàn)有的城市建筑節(jié)能技術(shù)都是針對單個能耗子系統(tǒng)進行統(tǒng)計或監(jiān)控，不能對整個建筑物的能耗進行全面了解，不能實現(xiàn)能耗的集中監(jiān)督、管理及控制。另外，現(xiàn)有的城市建筑節(jié)能技術(shù)不能根據(jù)耗能系統(tǒng)的實際工況進行自動調(diào)節(jié)，能源得不到有效利用而白白浪費。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種城市建筑智慧節(jié)能控制柜，其能夠根據(jù)城市各用能系統(tǒng)的實際所需自動智能調(diào)節(jié)供給量，實現(xiàn)安全、快捷的節(jié)能減排控制；同時提供了一種城市建筑智慧節(jié)能控制方法。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種城市建筑智慧節(jié)能控制柜，包括能源管理模塊、節(jié)能診斷模塊及節(jié)能控制模塊，其中:
[0006]所述能源管理模塊與各用能系統(tǒng)的計量監(jiān)測設(shè)備相連，用于采集各用能系統(tǒng)的計量參數(shù)數(shù)據(jù)，并對計量參數(shù)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計匯總，生成歷史數(shù)據(jù)報表；
[0007]所述節(jié)能診斷模塊與能源管理模塊相連，用于接收能源管理模塊生成的歷史數(shù)據(jù)報表，針對各用能系統(tǒng)，分別建立節(jié)能控制模型并進行分析診斷，生成節(jié)能控制策略；
[0008]所述節(jié)能控制模塊與節(jié)能診斷模塊相連，用于接收節(jié)能診斷模塊生成的節(jié)能控制策略，并基于該節(jié)能控制策略對各用能系統(tǒng)分別進行控制調(diào)節(jié)。
[0009]優(yōu)選地，所述用能系統(tǒng)包括中央空調(diào)系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)和給排水系統(tǒng)及動力系統(tǒng)。
[0010]優(yōu)選地，所述節(jié)能診斷模塊針對所述中央空調(diào)系統(tǒng)，基于遷徙粒子群算法進行分析診斷，生成與中央空調(diào)系統(tǒng)對應(yīng)的節(jié)能控制策略。
[0011]優(yōu)選地，所述節(jié)能診斷模塊針對照明及電梯系統(tǒng)，通過分析紅外攝像頭所獲取的視頻中是否有人，并建立辯論協(xié)商模型，基于辯論協(xié)商算法進行分析診斷，生成與照明及電梯系統(tǒng)節(jié)能控制策略。
[0012]優(yōu)選地，所述能源管理模塊包括A/D轉(zhuǎn)換子模塊、通訊子模塊、存儲子模塊及統(tǒng)計匯總子模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換子模塊用于將各用能系統(tǒng)的采集設(shè)備的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號作為計量參數(shù)數(shù)據(jù)，通訊子模塊用于與各用能系統(tǒng)的計量設(shè)備進行通信并接受其發(fā)出的計量參數(shù)數(shù)據(jù)，所述存儲子模塊用于存儲A/D轉(zhuǎn)換子模塊和通訊子模塊獲得的計量參數(shù)數(shù)據(jù)，所述統(tǒng)計匯總子模塊用于對存儲子模塊所存儲的計量參數(shù)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計匯總并生成歷史數(shù)據(jù)報表。
[0013]優(yōu)選地，所述能源管理模塊還包括實時顯示子模塊，用于對所述計量參數(shù)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)報表進行實時顯示。
[0014]優(yōu)選地，所述能源管理模塊還包括異常監(jiān)測子模塊，用于對各用能系統(tǒng)運行過程中的計量參數(shù)異常進行監(jiān)測，并發(fā)出報警信號。
[0015]進一步地，其還包括觸摸屏和報警器，所述觸摸屏與所述實時顯示子模塊，用于提供人機交互界面，所述報警器與所述異常監(jiān)測子模塊相連，用于接收異常監(jiān)測子模塊發(fā)出的報警信號并進行報警。
[0016]一種城市建筑智慧節(jié)能控制方法，包括以下步驟:
[0017]S1、能源管理模塊采集各用能系統(tǒng)的計量參數(shù)數(shù)據(jù)，并對計量參數(shù)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計匯總，生成歷史數(shù)據(jù)報表；
[0018]S2、節(jié)能診斷模塊針對不同的用能系統(tǒng)，分別建立節(jié)能控制模型并進行分析診斷，生成節(jié)能控制策略；
[0019]S3、節(jié)能控制模塊根據(jù)步驟S2中得到的節(jié)能控制策略，對各用能系統(tǒng)分別進行控制調(diào)節(jié)。
[0020]優(yōu)選地，所述步驟S2包括以下分步驟:
[0021]S21、節(jié)能診斷模塊針對所述中央空調(diào)系統(tǒng)，基于遷徙粒子群算法進行分析診斷，生成與中央空調(diào)系統(tǒng)對應(yīng)的節(jié)能控制策略；
[0022]S22、節(jié)能診斷模塊針對照明及電梯系統(tǒng)，通過分析紅外攝像頭所獲取的視頻中是否有人，并建立辯論協(xié)商模型，基于辯論協(xié)商算法進行分析診斷，生成與照明及電梯系統(tǒng)節(jié)能控制策略。
[0023]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比，具有如下優(yōu)點:
[0024]本發(fā)明集能源管理、節(jié)能診斷和節(jié)能控制等多項功能于一體，針對城市建筑的用能設(shè)備的具體特點和設(shè)備之間的松散耦合關(guān)系進行詳細分析，根據(jù)城市各用能系統(tǒng)的實際所需自動智能調(diào)節(jié)供給量，實現(xiàn)安全、快捷的節(jié)能減排控制，適用于城市建筑的智慧節(jié)能減排控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明一種城市建筑智慧節(jié)能控制柜的方框示意圖。
[0026]圖2為本發(fā)明能源管理模塊的方框示意圖。
[0027]圖3為本發(fā)明一種城市建筑智慧節(jié)能控制方法的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0029]實施例
[0030]參考圖1所示，本發(fā)明公開了一種城市建筑智慧節(jié)能控制柜，包括能源管理模塊
1、節(jié)能診斷模塊2、節(jié)能控制模塊3、觸摸屏4及報警器5，其中:
[0031]配合圖1和圖2所示，能源管理模塊I與各用能系統(tǒng)的計量監(jiān)測設(shè)備相連，其包括A/D轉(zhuǎn)換子模塊11、通訊子模塊12、存儲子模塊13、統(tǒng)計匯總子模塊14、實時顯示子模塊15及異常監(jiān)測子模塊16，其中:
[0032]A/D轉(zhuǎn)換子模塊11與各用能系統(tǒng)的采集設(shè)備相連，將各用能系統(tǒng)的采集設(shè)備的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以作為計量參數(shù)數(shù)據(jù)；通訊子模塊12與各用能系統(tǒng)的計量設(shè)備進行通信并接受其發(fā)出的計量參數(shù)數(shù)據(jù)；存儲子模塊13用于存儲A/D轉(zhuǎn)換子模塊11和通訊子模塊12獲得的計量參數(shù)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計匯總子模塊14用于對存儲子模塊13所存儲的計量參數(shù)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計匯總并生成歷史數(shù)據(jù)報表；能源管理模塊I用于對計量參數(shù)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)報表進行實時顯示；異常監(jiān)測子模塊16用于對各用能系統(tǒng)運行過程中的計量參數(shù)異常進行監(jiān)測，并發(fā)出報警信號。這里提到的“計量參數(shù)數(shù)據(jù)”包括電壓、電流、功率、功率因數(shù)、溫度、濕度、流量等參數(shù)數(shù)據(jù)。
[0033]參考圖1所示，節(jié)能診斷模塊2與能源管理模塊I相連，用于接收能源管理模塊I生成的歷史數(shù)據(jù)報表，針對各用能系統(tǒng)，分別建立節(jié)能控制模型并進行分析診斷，生成節(jié)能控制策略。在本實施例中，用能系統(tǒng)包括中央空調(diào)系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)和給排水系統(tǒng)及動力系統(tǒng)。
[0034]節(jié)能診斷模塊2針對中央空調(diào)系統(tǒng)，基于遷徙粒子群算法進行分析診斷，生成與中央空調(diào)系統(tǒng)對應(yīng)的節(jié)能控制策略。
[0035]為了更好的理解本發(fā)明，對遷徙粒子群算法的基本原理做詳細說明。
[0036]遷徙粒子群算法，根據(jù)生物界物競天擇、適者生存的自然規(guī)律，運用這一特點對粒子群算法進行改進并更好地實現(xiàn)粒子群的最優(yōu)化。在自然界中，鳥類的遷徙是個漫長且危險的過程，存在優(yōu)勝略汰的現(xiàn)象。一些鳥群在遷徙過程中隨著環(huán)境和自然因素的影響慢慢地脫離了大隊伍，最終只有一部分精英鳥群適應(yīng)了各種挑戰(zhàn)，最終到達遷徙地。根據(jù)這樣一個事實，提出基于自然選擇的遷徙粒子群算法。算法的基本思路是在每次迭代過程中淘汰一定數(shù)量評價函數(shù)最差的粒子，對剩下的精英粒子群進行全局標準粒子群算法進行下一步飛行，依次迭代最終得到最優(yōu)解。由于粒子群算法固有的缺陷即可能得不到全局最優(yōu)解，粒子群可能在飛行過程中飛躍全局最優(yōu)解，陷入局部最優(yōu)解，需要對粒子群算法進行進一步調(diào)整。設(shè)定一個調(diào)整周期，如果全局最優(yōu)解在一個調(diào)整周期內(nèi)不改變，則采取隨機調(diào)整全局最優(yōu)粒子近鄰粒子群的辦法，調(diào)整策略為隨機抽取離最優(yōu)粒子領(lǐng)域的粒子群，進行重新隨機分配這些粒子的速度和位置，如果最后求得的最優(yōu)解與之前相同或者比之前更差的解，則表明之前求得的解即時最優(yōu)解；如果出現(xiàn)更好的解，繼續(xù)按照相同的調(diào)整策略進行調(diào)整，直到找到最優(yōu)解。
[0037]節(jié)能診斷模塊2針對照明及電梯系統(tǒng)，通過分析紅外攝像頭所獲取的視頻中是否有人，并建立辯論協(xié)商模型，基于辯論協(xié)商算法進行分析診斷，生成與照明及電梯系統(tǒng)節(jié)能控制策略。
[0038]節(jié)能控制模塊3與節(jié)能診斷模塊2相連，用于接收節(jié)能診斷模塊2生成的節(jié)能控制策略，并基于該節(jié)能控制策略對各用能系統(tǒng)分別進行控制調(diào)節(jié)。節(jié)能控制模塊3可通過系統(tǒng)配備的通信接口與各種類型、不同品牌廠家用能設(shè)備無障礙對話，在不改變原用能設(shè)備自身運行規(guī)律及安全保護的基本原則下，將節(jié)能控制策略全面、精確、快速地下達。
[0039]觸摸屏4與實時顯示子模塊15，用于提供人機交互界面，報警器5與異常監(jiān)測子模塊16相連，用于接收異常監(jiān)測子模塊16發(fā)出的報警信號并進行報警。
[0040]參考圖3所示，本發(fā)明還公開了一種城市建筑智慧節(jié)能控制方法，其包括以下步驟:
[0041]S1、能源管理模塊I采集各用能系統(tǒng)的計量參數(shù)數(shù)據(jù)，并對計量參數(shù)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計匯總，生成歷史數(shù)據(jù)報表。
[0042]S2、節(jié)能診斷模塊2針對不同的用能系統(tǒng)，分別建立節(jié)能控制模型并進行分析診斷，生成節(jié)能控制策略。該步驟具體通過以下步驟實現(xiàn):
[0043]S21、節(jié)能診斷模塊2針對中央空調(diào)系統(tǒng)，基于遷徙粒子群算法進行分析診斷，生成與中央空調(diào)系統(tǒng)對應(yīng)的節(jié)能控制策略。步驟S21具體通過以下方法實現(xiàn):
[0044]a.建立中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗利用率模型:R = f(P, T1, T2, V1, v2)
[0045]其中，R為中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗利用率，P為中央空調(diào)系統(tǒng)的總能耗，T1為中央空調(diào)系統(tǒng)的冷凍水出水溫度，T2為中央空調(diào)系統(tǒng)的冷卻水出水溫度，V1為中央空調(diào)系統(tǒng)的冷凍水泵流量，V2為中央空調(diào)系統(tǒng)的冷卻水泵流量。
[0046]b.利用遷徙粒子群算法進行能耗模型的優(yōu)化，得到總能耗P取最小值時的最優(yōu)參數(shù)組合，即P、T1、T2、Vp V2的最優(yōu)參數(shù)組合。
[0047]c.根據(jù)得到的P、T1, T2, V1, V2的最優(yōu)參數(shù)組合，制定與中央空調(diào)系統(tǒng)對應(yīng)的節(jié)能控制策略，以保證對中央空調(diào)系統(tǒng)處于最優(yōu)的工作狀態(tài)。
[0048]S22、節(jié)能診斷模塊2針對照明及電梯系統(tǒng)，通過分析紅外攝像頭所獲取的視頻中是否有人，并建立辯論協(xié)商模型，基于辯論協(xié)商算法進行分析診斷，生成與照明及電梯系統(tǒng)節(jié)能控制策略。
[0049]S3、節(jié)能控制模塊3根據(jù)步驟S2中得到的節(jié)能控制策略，對各用能系統(tǒng)分別進行控制調(diào)節(jié)。
[0050]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種城市建筑智慧節(jié)能控制柜，其特征在于:包括能源管理模塊、節(jié)能診斷模塊及節(jié)能控制模塊，其中， 所述能源管理模塊與各用能系統(tǒng)的計量監(jiān)測設(shè)備相連，用于采集各用能系統(tǒng)的計量參數(shù)數(shù)據(jù)，并對計量參數(shù)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計匯總，生成歷史數(shù)據(jù)報表； 所述節(jié)能診斷模塊與能源管理模塊相連，用于接收能源管理模塊生成的歷史數(shù)據(jù)報表，針對各用能系統(tǒng)，分別建立節(jié)能控制模型并進行分析診斷，生成節(jié)能控制策略； 所述節(jié)能控制模塊與節(jié)能診斷模塊相連，用于接收節(jié)能診斷模塊生成的節(jié)能控制策略，并基于該節(jié)能控制策略對各用能系統(tǒng)分別進行控制調(diào)節(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種城市建筑智慧節(jié)能控制柜，其特征在于:所述用能系統(tǒng)包括中央空調(diào)系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)和給排水系統(tǒng)及動力系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種城市建筑智慧節(jié)能控制柜，其特征在于:所述節(jié)能診斷模塊針對所述中央空調(diào)系統(tǒng)，基于遷徙粒子群算法進行分析診斷，生成與中央空調(diào)系統(tǒng)對應(yīng)的節(jié)能控制策略。
4.如權(quán)利要求2或3所述的一種城市建筑智慧節(jié)能控制柜,其特征在于:所述節(jié)能診斷模塊針對照明及電梯系統(tǒng)，通過分析紅外攝像頭所獲取的視頻中是否有人，并建立辯論協(xié)商模型，基于辯論協(xié)商算法進行分析診斷，生成與照明及電梯系統(tǒng)節(jié)能控制策略。
5.如權(quán)利要求4所述的一種城市建筑智慧節(jié)能控制柜，其特征在于:所述能源管理模塊包括A/D轉(zhuǎn)換子模塊、通訊子模塊、存儲子模塊及統(tǒng)計匯總子模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換子模塊用于將各用能系統(tǒng)的采集設(shè)備的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號作為計量參數(shù)數(shù)據(jù)，通訊子模塊用于與各用能系統(tǒng)的計量設(shè)備進行通信并接受其發(fā)出的計量參數(shù)數(shù)據(jù)，所述存儲子模塊用于存儲A/D轉(zhuǎn)換子模塊和通訊子模塊獲得的計量參數(shù)數(shù)據(jù)，所述統(tǒng)計匯總子模塊用于對存儲子模塊所存儲的計量參數(shù)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計匯總并生成歷史數(shù)據(jù)報表。
6.如權(quán)利要求5所述的一種城市建筑智慧節(jié)能控制柜，其特征在于:所述能源管理模塊還包括實時顯示子模塊，用于對所述計量參數(shù)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)報表進行實時顯示。
7.如權(quán)利要求6所述的一種城市建筑智慧節(jié)能控制柜，其特征在于:所述能源管理模塊還包括異常監(jiān)測子模塊，用于對各用能系統(tǒng)運行過程中的計量參數(shù)異常進行監(jiān)測，并發(fā)出報警信號。
8.如權(quán)利要求7所述的一種城市建筑智慧節(jié)能控制柜，其特征在于:其還包括觸摸屏和報警器，所述觸摸屏與所述實時顯示子模塊，用于提供人機交互界面，所述報警器與所述異常監(jiān)測子模塊相連，用于接收異常監(jiān)測子模塊發(fā)出的報警信號并進行報警。
9.一種城市建筑智慧節(jié)能控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、能源管理模塊采集各用能系統(tǒng)的計量參數(shù)數(shù)據(jù)，并對計量參數(shù)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計匯總，生成歷史數(shù)據(jù)報表； 52、節(jié)能診斷模塊針對不同的用能系統(tǒng)，分別建立節(jié)能控制模型并進行分析診斷，生成節(jié)能控制策略； 53、節(jié)能控制模塊根據(jù)步驟S2中得到的節(jié)能控制策略，對各用能系統(tǒng)分別進行控制調(diào)節(jié)。
10.如權(quán)利要求9所述的一種城市建筑智慧節(jié)能控制方法，其特征在于，所述步驟S2包括以下分步驟: .521、節(jié)能診斷模塊針對所述中央空調(diào)系統(tǒng)，基于遷徙粒子群算法進行分析診斷，生成與中央空調(diào)系統(tǒng)對應(yīng)的節(jié)能控制策略； .522、節(jié)能診斷模塊針對照明及電梯系統(tǒng)，通過分析紅外攝像頭所獲取的視頻中是否有人，并建立辯論協(xié)商模型，基于辯論協(xié)商算法進行分析診斷，生成與照明及電梯系統(tǒng)節(jié)能控制策略。
【文檔編號】G05B19/418GK104331047SQ201410570710
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】王宗躍, 林強, 高云龍, 李明凡, 林碧生, 林靜嫻 申請人:林強