一種智能建築實時節能聯動控制裝置及方法
2023-05-16 23:44:41 2
專利名稱：一種智能建築實時節能聯動控制裝置及方法
技術領域：
本發明涉及節能技術領域，具體涉及ー種智能建築實時節能聯動控制裝置及方法。
背景技術：
現在的智能建築通常都包含有視頻監控系統、照明系統、火災報警系統、空調系統、電梯系統等多個子系統，各個子系統相對獨立運行。目前，智能建築節能控制仍停留在 採集建築物歷史和實時能耗的數據，對其進行靜態行分析、報表展示等階段。不能對已有能耗數據提供可行的優化建議，特別是無法對能耗來源進行實時控制，因此沒有起到實質的具有時效性的節能作用。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供ー種智能建築實時節能聯動控制裝置及方法，克服現有技術不能對已有能耗數據提供可行的優化建議，特別是無法對能耗來源進行實時控制的缺陷。本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案為ー種智能建築實時節能聯動控制裝置，包括能耗採集模塊、能耗分析模塊、節能建議模塊、能耗控制策略模塊和聯動控制模塊，所述能耗採集模塊、所述能耗分析模塊、所述節能建議模塊、所述能耗控制策略模塊和所述聯動控制模塊依次相連，所述能耗採集模塊用於採集建築物中各能耗設備的能耗數據，所述能耗分析模塊用於對所述能耗數據進行分析，所述節能建議模塊用於根據所述能耗分析模塊的分析結果提供節能優化建議，所述能耗控制策略模塊用於產生節能控制策略，所述聯動控制模塊用於根據所述節能控制策略生成控制指令並發送至各能耗設備控制子系統。所述的智能建築實時節能聯動控制裝置，其中還包括視頻監控系統，所述視頻監控系統與所述能耗分析模塊相連。所述的智能建築實時節能聯動控制裝置，其中還包括能耗歷史資料庫，所述能耗歷史資料庫分別與所述能耗採集模塊和所述能耗分析模塊相連。所述的智能建築實時節能聯動控制裝置，其中還包括參數設置模塊，所述參數設置模塊與所述能耗分析模塊相連。所述的智能建築實時節能聯動控制裝置，其中還包括輸出顯示模塊，所述輸出顯示模塊與所述節能建議模塊相連。所述的智能建築實時節能聯動控制裝置，其中所述能耗採集模塊通過對現場計量設備進行讀取通信，獲得各能耗設備的實時能耗數據。所述的智能建築實時節能聯動控制裝置，其中所述能耗採集模塊與所述現場計量設備通過RS232串ロ通信協議、RS485串ロ通信協議、基於乙太網的TCP/IP協議或者基於乙太網的UDP協議進行通信。
所述的智能建築實時節能聯動控制裝置，其中所述聯動控制模塊與所述能耗設備控制子系統按照OPC協議、Bacnet協議或者Lonwork協議進行通信。ー種智能建築實時節能聯動控制方法，包括步驟Al、將建築物某區域當前時刻的實時電能消耗數據與同一時刻同一區域的歷史平均電能消耗數據進行比較，如果偏差超出預設閾值，則執行步驟A2，否則返回；A2、利用視頻監控系統獲得當前區域的實時視頻監控圖像，在預設的時間段內，對該圖像進行運動探測，若有人活動，則認定能耗正常，若無人活動，則認定能耗異常；A3、統計當前區域所有的電能消耗來源，區分可控能耗和不可控能耗；A4、分析展示節能優化建議； A5、根據所述節能優化建議制定節能控制策略並生成控制指令,按照選定的控制模式對能耗設備進行控制。所述的智能建築實時節能聯動控制方法，其中所述控制模式包括自動模式、ー鍵節能模式和分項手動模式。本發明的有益效果本發明通過對實時運行能耗數據和歷史能耗數據進行對比分祈，根據分析結果制定有效的控制策略對各能耗設備進行聯動控制，進而對整個智能建築體實施節能控制，本發明技術方案具有實時、智能的特點，節能效果良好，推進了節能技術的進步。
本發明包括如下附圖圖I為本發明智能建築實時節能聯動控制裝置示意圖；圖2為本發明智能建築實時節能聯動控制方法流程圖；圖3為本發明實時節能控制模式示意圖；圖4為本發明延時控制流程圖。
具體實施例方式下面根據附圖和實施例對本發明作進ー步詳細說明如圖I所示，本發明智能建築實時節能聯動控制裝置包括能耗採集模塊、能耗分析模塊、節能建議模塊、能耗控制策略模塊和聯動控制模塊，能耗採集模塊、能耗分析模塊、節能建議模塊、能耗控制策略模塊和聯動控制模塊依次相連，能耗採集模塊採集建築物中各能耗設備的能耗數據，能耗分析模塊對所述能耗數據進行分析，節能建議模塊根據能耗分析模塊的分析結果提供節能優化建議，能耗控制策略模塊產生節能控制策略，聯動控制模塊根據節能控制策略生成控制指令並發送至各能耗設備控制子系統。本發明智能建築實時節能聯動控制裝置還包括視頻監控系統，視頻監控系統與能耗分析模塊相連，還包括能耗歷史資料庫，能耗歷史資料庫分別與能耗採集模塊和能耗分析模塊相連，還包括參數設置模塊，參數設置模塊與能耗分析模塊相連，還包括輸出顯示模塊，輸出顯示模塊與節能建議模塊相連。能耗採集模塊通過對現場計量設備進行讀取通信，獲得各能耗設備的實時能耗數據。能耗採集模塊與現場計量設備通過RS232串ロ通信協議、RS485串ロ通信協議、基於乙太網的TCP/IP協議或者基於乙太網的UDP協議進行通信。聯動控制模塊與能耗設備控制子系統按照OPC協議、Bacnet協議或者Lonwork協議進行通信。能耗歷史資料庫將能耗採集模塊獲得的能耗數據，分區域、分時間、分設備類型、分能耗類型存儲於數據伺服器，形成完善的歷史能耗數據。能耗分析模塊對建築物的實時運行能耗狀態進行分析，並引入能耗歷史資料庫中的歷史同期能耗數據進行此較，同時也需要藉助已有的ー些智能建築標準子系統如視頻監控系統等進行判斷。節能建議模塊將能耗分析模塊得出的分析結果轉化成可行的節能優化建議，查詢預置的節能知識庫，得出優化措施，通過輸出顯示模塊展示給用戶。對於當前可以控制的能耗來源，提供控制模式供用戶選擇控制。參數設置模塊給用戶按照使用經驗調整軟體預設的ー些參數，如能耗閾值，運動探測時間閾值等。同時也允許用戶對同一個參數根據不同情景設置多個不同的值。比如上班時間運動探測時間閾值可以設置為較長的I小吋，而下班之後可以將運動探測時間閾值設置為較短的十分鐘等。能耗控制策略模塊對可控能耗來源制定實時的節能控制策略， 控制策略根據節能建議模塊的優化建議，排除幹擾和誤判因素，允許用戶輸入幹預。聯動控制模塊將控制策略輸出的控制結果，按照集成系統與子系統約定的控制接ロ協議，轉化成控制指令發送至各子系統。子系統控制執行單元收到控制指令後執行相應控制動作，完成節能控制。如圖2所示，本發明智能建築實時節能聯動控制方法，包括步驟Al、將建築物某區域當前時刻的實時電能消耗數據與同一時刻同一區域的歷史平均電能消耗數據進行比較，如果偏差超出預設閾值，則執行步驟A2，否則返回；A2、利用視頻監控系統獲得當前區域的實時視頻監控圖像，在預設的時間段內，對該圖像進行運動探測，若有人活動，則認定能耗正常，若無人活動，則認定能耗異常；A3、統計當前區域所有的電能消耗來源，區分可控能耗和不可控能耗；A4、分析展示節能優化建議；A5、根據所述節能優化建議制定節能控制策略並生成控制指令,按照選定的控制模式對能耗設備進行控制。能耗數據比較
Il一で公式1)
n公式I中，Qa為區域a中當前時刻耗電量，Qt為同一區域同一時刻的歷史同期耗電量，n表示歷史同期數據的個數。由此計算出的AQt即為當前耗電量與歷史同期耗電量的差值。通過該差值與預設的基準閾值此較來確定當前的能耗狀態。閾值的設定可以由用戶根據經驗手動設置，也可以預設由軟體根據下式計算一 (公式 2)
Kニニ-
n公式2中，AQt為t時刻本年度與上年度歷史數據變化量。因此得出閾值Kt，即為t時刻歷年平均能耗數據變化量。同吋，由公式2可以看出，每當有新的能耗數據被記錄生成歷史能耗數據時，該閾值都將自動優化更新。當|AQt| ^ IkJ時，判定該區域當前時刻的能耗正常；當I AAQtI > Kt吋，則判定該區域當前時刻的能耗異常。空調、普通插座耗電、區域內日常照明、應急照明、電梯等，這些設備通常都使用獨立的供電迴路，耗電量可以由獨立的電錶計量後通過串ロ或乙太網傳輸至能耗採集模塊。可控的子系統會開放控制接ロ給智能建築集成系統。通常空調系統，照明系統，電梯系統等都開放了開/關的控制接ロ給智能建築集成系統。因此這些子系統的能耗來源都屬於可控能耗。同時，也有一些子系統未開放控制接ロ給智能建築集成系統，如應急照明，日常插座供電等。這些能耗來源屬於不可控能耗。對於可控能耗，建議用戶關閉運行設備，或將設備切換至低功耗節能模式。例如辦公室內沒有人員活動時，可以關閉空調、日常照明等。同時通過查詢預置的節能知識庫，根據能耗來源的設備特性也可以提出優化建議。例如空調濾網清洗、電機老化需潤滑等。對於不可控能耗，列舉出該區域所有的不可控能耗來源，供用戶檢查該不可控能耗是否合理。如果不合理，應予以消除能耗來源。或者要求子系統提供控制接ロ給智能建築集成系統，將該不可控能耗改為可控能耗。如圖3所示，控制模式包括自動模式、ー鍵節能模式和分項手動模式。自動模式無需人工手動幹預，由智能建築實時節能聯動控制裝置按照能耗控制分析結果，自動對可控能耗實施控制。一鍵節能模式由智能建築實時節能聯動控制裝置列舉出所有可控的能耗來源及控制方式，並不執行具體控制操作，由用戶確認井手動選擇一鍵節能功能後，智能建築實時節能聯動控制裝置才一次性執行所有控制操作。分項手動控制，智能建築實時節能聯動控制裝置列舉出所有可控的能耗來源及控制方式，用戶可以逐項選擇是否確認實施控制，由此用戶可以針對特定某一項或某幾項控制方式進行組合優化。如圖4所示，本發明採取延時控制策略關閉設備，當能耗設備被控制系統關閉之後，仍然允許人員手動打開，以彌補在利用視頻監控系統進行人員活動狀態分析時可能產生的誤判。如果設備被手動打開，智能建築實時節能聯動控制裝置將在預設的延時時間後再次判斷是否關閉設備。如果延時結束後，系統判斷該區域的實時能耗數據與歷史數據對比不再處於異常狀態，則取消延時關閉控制。如果延時結束後，智能建築實時節能聯動控制 裝置判斷該區域的能耗實時數據仍然處於異常狀態，將再次關閉設備。適合這種策略的設備包括但不限於空調、日常照明、電梯、投影儀、音響等。本領域技術人員不脫離本發明的實質和精神，可以有多種變形方案實現本發明，以上所述僅為本發明較佳可行的實施例而已，並非因此局限本發明的權利範圍，凡運用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變化，均包含於本發明的權利範圍之內。
權利要求
1.ー種智能建築實時節能聯動控制裝置，其特徵在於包括能耗採集模塊、能耗分析模塊、節能建議模塊、能耗控制策略模塊和聯動控制模塊，所述能耗採集模塊、所述能耗分析模塊、所述節能建議模塊、所述能耗控制策略模塊和所述聯動控制模塊依次相連，所述能耗採集模塊用於採集建築物中各能耗設備的能耗數據，所述能耗分析模塊用於對所述能耗數據進行分析，所述節能建議模塊用於根據所述能耗分析模塊的分析結果提供節能優化建議，所述能耗控制策略模塊用於產生節能控制策略，所述聯動控制模塊用於根據所述節能控制策略生成控制指令並發送至各能耗設備控制子系統。
2.根據權利要求I所述的智能建築實時節能聯動控制裝置，其特徵在於還包括視頻監控系統，所述視頻監控系統與所述能耗分析模塊相連。
3.根據權利要求2所述的智能建築實時節能聯動控制裝置，其特徵在於還包括能耗歷史資料庫，所述能耗歷史資料庫分別與所述能耗採集模塊和所述能耗分析模塊相連。
4.根據權利要求3所述的智能建築實時節能聯動控制裝置，其特徵在於還包括參數設置模塊，所述參數設置模塊與所述能耗分析模塊相連。
5.根據權利要求4所述的智能建築實時節能聯動控制裝置，其特徵在於還包括輸出顯示模塊，所述輸出顯示模塊與所述節能建議模塊相連。
6.根據權利要求5所述的智能建築實時節能聯動控制裝置，其特徵在於所述能耗採集模塊通過對現場計量設備進行讀取通信，獲得各能耗設備的實時能耗數據。
7.根據權利要求6所述的智能建築實時節能聯動控制裝置，其特徵在幹所述能耗採集模塊與所述現場計量設備通過RS232串ロ通信協議、RS485串ロ通信協議、基於乙太網的TCP/IP協議或者基於乙太網的UDP協議進行通信。
8.根據權利要求7所述的智能建築實時節能聯動控制裝置，其特徵在於所述聯動控制模塊與所述能耗設備控制子系統按照OPC協議、Bacnet協議或者Lonwork協議進行通信。
9.ー種智能建築實時節能聯動控制方法，其特徵在於，包括步驟 Al、將建築物某區域當前時刻的實時電能消耗數據與同一時刻同一區域的歷史平均電能消耗數據進行比較，如果偏差超出預設閾值，則執行步驟A2，否則返回； A2、利用視頻監控系統獲得當前區域的實時視頻監控圖像，在預設的時間段內，對該圖像進行運動探測，若有人活動，則認定能耗正常，若無人活動，則認定能耗異常； A3、統計當前區域所有的電能消耗來源，區分可控能耗和不可控能耗； A4、分析展示節能優化建議； A5、根據所述節能優化建議制定節能控制策略並生成控制指令，按照選定的控制模式對能耗設備進行控制。
10.根據權利要求9所述的智能建築實時節能聯動控制方法，其特徵在於所述控制模式包括自動模式、ー鍵節能模式和分項手動。
全文摘要
本發明公開了一種智能建築實時節能聯動控制裝置及方法，控制裝置包括能耗採集模塊、能耗分析模塊、節能建議模塊、能耗控制策略模塊和聯動控制模塊，能耗採集模塊、能耗分析模塊、節能建議模塊、能耗控制策略模塊和聯動控制模塊依次相連。本發明通過對實時運行能耗數據和歷史能耗數據進行對比分析，根據分析結果制定有效的控制策略對各能耗設備進行聯動控制，進而對整個智能建築體實施節能控制，本發明技術方案具有實時、智能的特點，節能效果良好，推進了節能技術的進步。
文檔編號G05B19/418GK102650876SQ20121003679
公開日2012年8月29日 申請日期2012年2月17日 優先權日2012年2月17日
發明者巢鑫, 戴斌, 曾爾陽 申請人:深圳市新基點智能技術有限公司