CN102650876B - 一种智能建筑实时节能联动控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能建筑实时节能联动控制装置及方法，控制装置包括能耗采集模块、能耗分析模块、节能建议模块、能耗控制策略模块和联动控制模块，能耗采集模块、能耗分析模块、节能建议模块、能耗控制策略模块和联动控制模块依次相连。本发明通过对实时运行能耗数据和历史能耗数据进行对比分析，根据分析结果制定有效的控制策略对各能耗设备进行联动控制，进而对整个智能建筑体实施节能控制，本发明技术方案具有实时、智能的特点，节能效果良好，推进了节能技术的进步。

Description

一种智能建筑实时节能联动控制装置及方法

技术领域

本发明涉及节能技术领域，具体涉及一种智能建筑实时节能联动控制装置及方法。

背景技术

现在的智能建筑通常都包含有视频监控***、照明***、火灾报警***、空调***、电梯***等多个子***，各个子***相对独立运行。目前，智能建筑节能控制仍停留在采集建筑物历史和实时能耗的数据，对其进行静态行分析、报表展示等阶段。不能对已有能耗数据提供可行的优化建议，特别是无法对能耗来源进行实时控制，因此没有起到实质的具有时效性的节能作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种智能建筑实时节能联动控制装置及方法，克服现有技术不能对已有能耗数据提供可行的优化建议，特别是无法对能耗来源进行实时控制的缺陷。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种智能建筑实时节能联动控制装置，包括能耗采集模块、能耗分析模块、节能建议模块、能耗控制策略模块和联动控制模块，所述能耗采集模块、所述能耗分析模块、所述节能建议模块、所述能耗控制策略模块和所述联动控制模块依次相连，所述能耗采集模块用于采集建筑物中各能耗设备的能耗数据，所述能耗分析模块用于对所述能耗数据进行分析，所述节能建议模块用于根据所述能耗分析模块的分析结果提供节能优化建议，所述能耗控制策略模块用于产生节能控制策略，所述联动控制模块用于根据所述节能控制策略生成控制指令并发送至各能耗设备控制子***。

所述的智能建筑实时节能联动控制装置，其中还包括视频监控***，所述视频监控***与所述能耗分析模块相连。

所述的智能建筑实时节能联动控制装置，其中还包括能耗历史数据库，所述能耗历史数据库分别与所述能耗采集模块和所述能耗分析模块相连。

所述的智能建筑实时节能联动控制装置，其中还包括参数设置模块，所述参数设置模块与所述能耗分析模块相连。

所述的智能建筑实时节能联动控制装置，其中还包括输出显示模块，所述输出显示模块与所述节能建议模块相连。

所述的智能建筑实时节能联动控制装置，其中所述能耗采集模块通过对现场计量设备进行读取通信，获得各能耗设备的实时能耗数据。

所述的智能建筑实时节能联动控制装置，其中所述能耗采集模块与所述现场计量设备通过RS232串口通信协议、RS485串口通信协议、基于以太网的TCP/IP协议或者基于以太网的UDP协议进行通信。

所述的智能建筑实时节能联动控制装置，其中所述联动控制模块与所述能耗设备控制子***按照OPC协议、Bacnet协议或者Lonwork协议进行通信。

一种智能建筑实时节能联动控制方法，包括步骤：

A1、将建筑物某区域当前时刻的实时电能消耗数据与同一时刻同一区域的历史平均电能消耗数据进行比较，如果偏差超出预设阈值，则执行步骤A2，否则返回；

A2、利用视频监控***获得当前区域的实时视频监控图像，在预设的时间段内，对该图像进行运动探测，若有人活动，则认定能耗正常，若无人活动，则认定能耗异常；

A3、统计当前区域所有的电能消耗来源，区分可控能耗和不可控能耗；

A4、分析展示节能优化建议；

A5、根据所述节能优化建议制定节能控制策略并生成控制指令，按照选定的控制模式对能耗设备进行控制。

所述的智能建筑实时节能联动控制方法，其中所述控制模式包括自动模式、一键节能模式和分项手动模式。

本发明的有益效果：本发明通过对实时运行能耗数据和历史能耗数据进行对比分析，根据分析结果制定有效的控制策略对各能耗设备进行联动控制，进而对整个智能建筑体实施节能控制，本发明技术方案具有实时、智能的特点，节能效果良好，推进了节能技术的进步。

附图说明

本发明包括如下附图：

图1为本发明智能建筑实时节能联动控制装置示意图；

图2为本发明智能建筑实时节能联动控制方法流程图；

图3为本发明实时节能控制模式示意图；

图4为本发明延时控制流程图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：

如图1所示，本发明智能建筑实时节能联动控制装置包括能耗采集模块、能耗分析模块、节能建议模块、能耗控制策略模块和联动控制模块，能耗采集模块、能耗分析模块、节能建议模块、能耗控制策略模块和联动控制模块依次相连，能耗采集模块采集建筑物中各能耗设备的能耗数据，能耗分析模块对所述能耗数据进行分析，节能建议模块根据能耗分析模块的分析结果提供节能优化建议，能耗控制策略模块产生节能控制策略，联动控制模块根据节能控制策略生成控制指令并发送至各能耗设备控制子***。本发明智能建筑实时节能联动控制装置还包括视频监控***，视频监控***与能耗分析模块相连，还包括能耗历史数据库，能耗历史数据库分别与能耗采集模块和能耗分析模块相连，还包括参数设置模块，参数设置模块与能耗分析模块相连，还包括输出显示模块，输出显示模块与节能建议模块相连。能耗采集模块通过对现场计量设备进行读取通信，获得各能耗设备的实时能耗数据。能耗采集模块与现场计量设备通过RS232串口通信协议、RS485串口通信协议、基于以太网的TCP/IP协议或者基于以太网的UDP协议进行通信。联动控制模块与能耗设备控制子***按照OPC协议、Bacnet协议或者Lonwork协议进行通信。

能耗历史数据库将能耗采集模块获得的能耗数据，分区域、分时间、分设备类型、分能耗类型存储于数据服务器，形成完善的历史能耗数据。能耗分析模块对建筑物的实时运行能耗状态进行分析，并引入能耗历史数据库中的历史同期能耗数据进行比较，同时也需要借助已有的一些智能建筑标准子***如视频监控***等进行判断。节能建议模块将能耗分析模块得出的分析结果转化成可行的节能优化建议，查询预置的节能知识库，得出优化措施，通过输出显示模块展示给用户。对于当前可以控制的能耗来源，提供控制模式供用户选择控制。参数设置模块给用户按照使用经验调整软件预设的一些参数，如能耗阈值，运动探测时间阈值等。同时也允许用户对同一个参数根据不同情景设置多个不同的值。比如上班时间运动探测时间阈值可以设置为较长的1小时，而下班之后可以将运动探测时间阈值设置为较短的十分钟等。能耗控制策略模块对可控能耗来源制定实时的节能控制策略，控制策略根据节能建议模块的优化建议，排除干扰和误判因素，允许用户输入干预。联动控制模块将控制策略输出的控制结果，按照集成***与子***约定的控制接口协议，转化成控制指令发送至各子***。子***控制执行单元收到控制指令后执行相应控制动作，完成节能控制。

如图2所示，本发明智能建筑实时节能联动控制方法，包括步骤：

A1、将建筑物某区域当前时刻的实时电能消耗数据与同一时刻同一区域的历史平均电能消耗数据进行比较，如果偏差超出预设阈值，则执行步骤A2，否则返回；

A2、利用视频监控***获得当前区域的实时视频监控图像，在预设的时间段内，对该图像进行运动探测，若有人活动，则认定能耗正常，若无人活动，则认定能耗异常；

A3、统计当前区域所有的电能消耗来源，区分可控能耗和不可控能耗；

A4、分析展示节能优化建议；

A5、根据所述节能优化建议制定节能控制策略并生成控制指令，按照选定的控制模式对能耗设备进行控制。

能耗数据比较

$\mathrm{\Δ}{Q}_t=Q_a-\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_t}{n}$ (公式1)

公式1中，Qa为区域a中当前时刻耗电量，Qt为同一区域同一时刻的历史同期耗电量，n表示历史同期数据的个数。由此计算出的ΔQt即为当前耗电量与历史同期耗电量的差值。通过该差值与预设的基准阈值比较来确定当前的能耗状态。阈值的设定可以由用户根据经验手动设置，也可以缺省由软件根据下式计算：

$K_t=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{Q}_t}{n}$ (公式2)

公式2中，ΔQt为t时刻本年度与上年度历史数据变化量。因此得出阈值Kt，即为t时刻历年平均能耗数据变化量。同时，由公式2可以看出，每当有新的能耗数据被记录生成历史能耗数据时，该阈值都将自动优化更新。当|ΔQ_t|≤|K_t|时，判定该区域当前时刻的能耗正常；当|ΔQ_t|＞|K_t|时，则判定该区域当前时刻的能耗异常。

空调、普通插座耗电、区域内日常照明、应急照明、电梯等，这些设备通常都使用独立的供电回路，耗电量可以由独立的电表计量后通过串口或以太网传输至能耗采集模块。可控的子***会开放控制接口给智能建筑集成***。通常空调***，照明***，电梯***等都开放了开/关的控制接口给智能建筑集成***。因此这些子***的能耗来源都属于可控能耗。同时，也有一些子***未开放控制接口给智能建筑集成***，如应急照明，日常插座供电等。这些能耗来源属于不可控能耗。对于可控能耗，建议用户关闭运行设备，或将设备切换至低功耗节能模式。例如办公室内没有人员活动时，可以关闭空调、日常照明等。同时通过查询预置的节能知识库，根据能耗来源的设备特性也可以提出优化建议。例如空调滤网清洗、电机老化需润滑等。对于不可控能耗，列举出该区域所有的不可控能耗来源，供用户检查该不可控能耗是否合理。如果不合理，应予以消除能耗来源。或者要求子***提供控制接口给智能建筑集成***，将该不可控能耗改为可控能耗。

如图3所示，控制模式包括自动模式、一键节能模式和分项手动模式。自动模式无需人工手动干预，由智能建筑实时节能联动控制装置按照能耗控制分析结果，自动对可控能耗实施控制。一键节能模式由智能建筑实时节能联动控制装置列举出所有可控的能耗来源及控制方式，并不执行具体控制操作，由用户确认并手动选择一键节能功能后，智能建筑实时节能联动控制装置才一次性执行所有控制操作。分项手动控制，智能建筑实时节能联动控制装置列举出所有可控的能耗来源及控制方式，用户可以逐项选择是否确认实施控制，由此用户可以针对特定某一项或某几项控制方式进行组合优化。

如图4所示，本发明采取延时控制策略关闭设备，当能耗设备被控制***关闭之后，仍然允许人员手动打开，以弥补在利用视频监控***进行人员活动状态分析时可能产生的误判。如果设备被手动打开，智能建筑实时节能联动控制装置将在预设的延时时间后再次判断是否关闭设备。如果延时结束后，***判断该区域的实时能耗数据与历史数据对比不再处于异常状态，则取消延时关闭控制。如果延时结束后，智能建筑实时节能联动控制装置判断该区域的能耗实时数据仍然处于异常状态，将再次关闭设备。适合这种策略的设备包括但不限于空调、日常照明、电梯、投影仪、音响等。

本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (2)

1.一种智能建筑实时节能联动控制方法，其特征在于，包括步骤：

A1、将建筑物某区域当前时刻的实时电能消耗数据与同一时刻同一区域的历史平均电能消耗数据进行比较，如果偏差超出预设阈值，则执行步骤A2，否则返回；

其中， ${\mathrm{\ΔQ}}_t=Q_a-\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_t}{n},K_t=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔQ}}_t}{n},$ Qa为区域a中当前时刻耗电量，Qt为同一区域同一时刻的历史同期耗电量，n表示历史同期数据的个数；由此计算出的ΔQt即为当前耗电量与历史同期耗电量的差值，Kt为预设的阈值；

A2、利用视频监控***获得当前区域的实时视频监控图像，在预设的时间段内，对该图像进行运动探测，若有人活动，则认定能耗正常，若无人活动，则认定能耗异常；

A3、统计当前区域所有的电能消耗来源，区分可控能耗和不可控能耗；

A4、分析展示节能优化建议；

A5、根据所述节能优化建议制定节能控制策略并生成控制指令，按照选定的控制模式对能耗设备进行控制。

2.根据权利要求1所述的智能建筑实时节能联动控制方法，其特征在于：所述控制模式包括自动模式、一键节能模式和分项手动模式；所述自动模式无需人工手动干预，由智能建筑实时节能联动控制装置按照能耗控制分析结果，自动对可控能耗实施控制；所述一键节能模式由智能建筑实时节能联动控制装置列举出所有可控的能耗来源及控制方式，并不执行具体控制操作，由用户确认并手动选择一键节能功能后，智能建筑实时节能联动控制装置才一次性执行所有控制操作；所述分项手动模式，智能建筑实时节能联动控制装置列举出所有可控的能耗来源及控制方式，用户可以逐项选择是否确认实施控制，由此用户可以针对特定某一项或某几项控制方式进行组合优化。