一种浅层地温能能源管理系统及其实现方法_2

文档序号:9807738阅读:来源:国知局
将采集到的数据发送至下述 的数据仓库存储单元。数据仓库存储单元200用于根据能源数据采集单元采集到的数据建 立实时数据库,并实现能耗数据的记录、综合查询和图表统计,W及设备能效值的在线计 算。数据挖掘分析单元300用于通过历史数据,实现多种分析角度、多种图形方式的能耗和 能效对比分析,并能够自动判断曲线中的最高点和最低点,显示极点产生时刻的设备详细 控制参数和运行数据。
[0029] 进一步地,所述的浅层地溫能能源管理系统中,所述数据挖掘分析单元还用于在 执行各类数据的图表分析时,能够判断分析角度和分析条件,自动对图表的2维坐标要素进 行匹配调整,并自动解析出第Ξ维比照数据的要素来源。
[0030] 更进一步地,所述的浅层地溫能能源管理系统中,所述数据挖掘分析单元还用于 根据能耗、能效数据与每日气象条件的物理因素的关联,按照预先设定的条件筛选、匹配出 指定范围内的最佳能效记录和当日控制策略。
[0031] 具体来说,浅层地溫能能源管理系统实现对能源系统的经济运行、负荷分析、削峰 填谷、合理调度等方面的科学管理发挥作用,从而保障能源系统的合理、经济化运作。所述 能源管理系统主要完成对主要能耗设备的状态监测、能耗数据采集与存储、能耗数据统计 与分析等功能。分为W下几块: (1)当日运行曲线模块用于对特定系统、特定设备、特定数据点,实现在特定日期的分 段或全部运行数据的图形化显示;同时自动判断、显示图形中极点(最高点和最低点)的数 值和极点产生的时间。显示的图形可W包括:曲线图、柱状图、平滑曲线图。同时,可W在当 前图表中,叠加其它设备的数据点曲线,实现对多个设备相关数据点的集中比较、曲线分析 与趋势判断。
[0032] (2)能耗状况监测模块系统自动根据所采集记录的设备能耗因素,计算出设备 (或系统)的能耗,并同时W记录列表和曲线图表的方式显示设备能耗数据。同时,系统自动 计算某日指定时段内的能耗累计量和单位平均量,并自动判断、显示图形中极点(最高点和 最低点)的数值和极点产生的时间。在显示极点时间和数值的基础上,可W查看产生该极点 时刻的该设备(或系统)的所有运行状态数据,W及关键控制参数;从而直观反映出产生该 极点的控制动作和参数设定。
[0033] (3)能耗汇总统计模块根据操作员所设定的各类查询条件(起止时间条件、指定 系统/设备条件等),自动执行能耗的查询功能和汇总统计功能,并自动计算出累计能耗数 值和平均能耗数值。汇总统计的结果可W通过表格的方式显示,也可W用多种图形化图表 直观显示其结果。利用计算机的自动处理,我们可W通过直观的曲线图形进行能耗分析。操 作人员只需要设定所要汇总的能耗时间段、W及能耗分析对象,就可W得到所需要的分析 图形。同时,系统自动计算指定条件下的能耗累计量和单位平均量,并自动判断、显示图形 中极点(最高点和最低点)的数值和极点产生的时间。通过该分析模块,执行能耗数据与往 年的同期比较,结合不同时期的环境因素,可w分析能耗使用的差异原因,分析差异变动是 否合理,对能耗管理作出初步的科学评价。
[0034] (4)耗电结构分析模块用于通过与系统各节点设置的智能电表装置的通讯,实时 采集系统各关键节点的耗电情况,并将数据(包括相电压、Ξ相电流、有功功率、无功功 率、累积耗电等等)存储到数据库中,为耗电结构的组成分析提供数据基础。通过耗电结构 分析,可W准确掌握冷热源站的总系统、分系统、主要机组设备、水累的耗电情况,分析耗电 的主要组成,从而对节能方案的制定提供科学的数据和分析依据。
[0035] 进一步地,在对建筑的能耗情况进行数据处理的基础上,ΕΜΑ组件还将执行对能效 指标的计算和分析、判断;使得用户可W通过管理W及进行科学的分析处理,运用合适的节 能策略,达到降低能耗、提高效率、控制成本的目的。其还可W包括W下模块: (5)当日气象状况模块用于向系统中记录相关的环境数据,如当日的天气、风力、风 向、溫度、湿度等;同时可查询、修改历史气象数据。运些气象状况数据将作为当日能耗和能 效的附加数据,在后期的能效图表分析和控制策略优选过程中进行更为科学的环境参照。
[0036] (6)能效状况监测模块用于系统自动根据所采集记录的设备能耗因素,计算出设 备(或系统)的能效值(C0P),并支持同时W监测记录列表和监测曲线图表的方式显示当前 设备(或系统)的能效值数据。同时,系统自动计算某日指定时段内的能效平均值,并自动判 断、显示图形中能效极点(最高点和最低点)的数值和极点产生的时间。在显示极点时间和 数值的基础上,可W查看产生该极点时刻的设备(或系统)的所有运行状态数据,W及关键 控制参数;从而直观反映出产生该能效极点的控制动作和参数设定。
[0037] (7)能效图表分析模块用于利用计算机的自动处理功能,我们可W通过直观的曲 线图形进行能效的多角度对比分析。操作人员只需要通过设定所要汇总的能耗时间段(起 止时间条件)、W及能耗分析对象(指定系统/设备条件)等条件,系统自动执行设备(或系 统)能效的查询功能,显示所需要的分析图形。同时,自动计算出指定条件下的平均能效值, 并自动判断、显示图形中能效极点(最高点和最低点)的数值和极点产生的时间。
[0038] 通过该分析模块,可W按照不同时期、不同对象分析能效变化的状况,分析差异变 动是否合理,对能耗管理作出初步的科学评价。
[0039] (8)综合图表分析模块根据分析对象和分析目标,对平台中各集成子系统的历史 数据建立相互之间的逻辑关系;只要符合分析的需要,所有数据的逻辑关系可W是跨设备、 跨系统、甚至是跨平台的。除了集成管理系统可实现的常用数据检索和运行曲线外,分类、 梳理具有实际分析价值和管理意义的分析图表;针对已经建立起逻辑关系的大量运行历史 数据进行数据挖掘;通过多角度、多形式的分析图表,直观显示数据挖掘的处理结果。通过 综合图表分析的应用,可W实现对历史数据的数据挖掘和分析,使管理者能够直观了解平 台下各分系统、各设备的内部逻辑,更深层次地分析运行数据,更科学地进行趋势判断,更 合理地调整和管理建筑运转效能。
[0040] (9)控制策略优选模块在对设备/系统的能耗和能效状况进行分析的基础上,可 W根据附带信息中的气象环境因素,匹配、优选最佳的能效产生条件,从而实现对系统和设 备的控制策略优选。用户只需要设定待进行优选的日期,并在指定日期的气象数据上设定 可允许程度的偏移量(比如:允许当日气溫有±2°C的偏移),系统将自动运算、过滤出符合 指定日期气象条件的最佳能效(COP)记录。
[0041] 通过查看运些记录的对应数据,就可w查看到产生最佳能效(COP)值时刻、相关设 备(或系统)的运行数据和控制参数;从而优选出最符合实际情况和用户需要的控制参数, 对当前控制策略进行合理的调整和优化。
[0042] 更进一步地,所述的浅层地溫能能源管理系统中,还包括:节能控制单元,用于基 于热累机组的群控技术,监测热累机组空调侧集水器和分水器的出水和回水溫度及流量, 计算空调侧的负荷;再通过分析溫度变化与时间变化的趋势来判断当前满足系统负荷所需 的热累机组开启数量,从而进行冷源系统的自适应调节。
[0043] 具体来说,对于空调系统中能耗最大的热累机组系统,它的高效节能成为空调系 统节能的关键问题。实现热累机组节能高效稳定运行的一个非常有效的技术手段就是采用 热累机组群控。热累机组群控是利用自动控制技术对制冷站内部的相关设备(热累机组、水 累、阀口等)进行自动化的监控,使制冷站内的设备达到最高效率的运行状态。根据大量的 工程实例发现,目前热累机组群控策略上存在着一个普遍的问题,那就是大多数自控厂商 的技术人员没有空调理论知识的支撑,在控制流程中仅仅将制冷机组当作一台"大水累"进 行简单的监控(起、停控制、状态检测、故障检测)。然而实际上制冷机组作为一个复杂的机 电设备,判断它的起、停是需要根据许多空调理论知识来进行。例如:制冷机组在启动之前 需要进行电气系统、冷媒系统、润滑系统机械系统的准确检测,同时需要根据建筑物的空调 负荷和配套设备(水累、阀口等)的具体情况来判断。
[0044] 机组的群控实际是软件控制,对设备运行的特点、对暖通技术的掌握、控制逻辑的 应用、多年的工程经验等均是决定控制水平高下的因素,通过文字的方案是不能穷尽的。控 制系统监测热累机组空调侧集水器和分水器的出水和回水溫度及流量,计算空调侧的负 荷。控制系统通过分析溫度变化与时间变化的趋势来判断当前满足系统负荷所需的热累机 组开启数量,从而进行冷源系统的自适应调节。根据系统负荷的大小,准确控制热累机组的 运行数量和每台机组的运行工况,从而实现节能并降低运行费用的目的。
[0045] W下就控制策略的主要内容加 W简略的说明: (1)基于主机效率特性的群控技术 空调主机的效率(COP)通常与负荷有关,并随负荷的变化而变化,在某一负荷率(实际 负荷与额定负荷之比)下具有最佳效率。
[0046] 从各个厂家的主机运行特性看,各种系列空调主机效率负荷特性基本相似,差别 很小,像离屯、机负荷率在40%-90%之间时,每产生化W冷量的耗电比额定负荷时小,而负荷率 在10%-40%时,每产生IKw冷量的耗电均比额定负荷大。负荷率在60%左右,空调的COP是最 局的。
[0047] 因此,在多台主机并联运行时,应根据空调负荷的实际情况和各台主机的效率特 性,选择最佳主机运行台数组合,确
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