专利名称：用能设备的在线能耗管理装置及其管理控制方法
技术领域：
本发明涉及监测控制技术，特别涉及负载设备的在线监测和控制技术。
背景技术：
传统的能源负载设备的能耗是依靠以下模式记录或测量的
1、在某个指定的能源负载区域使用一组能耗测量仪表，测量整个区域的能源负载的整体能耗数值；
2、某些重点能源负载设备单独使用一个能耗测量仪表，测量单个重点能源负载设备的 能耗值；
第一种模式的不足之处是，能耗测量仪表采集到的是区域整体的能耗量，不能对某一个能源负载设备单独的能耗表现进行计算及评估，不能给决策者提供有价值的意见。而且，整个指定的能源负载区域的能耗量，不是全部皆是提供给能源负载设备使用的，因此，测量数据不太准确及可靠。第二种模式虽然弥补了第一种模式的不足，但是也存在很大程度的缺陷测量的每一个能源负载的能耗值都需要通过通讯网络传送给能源管理主计算机才能进行相应的分析和管理，不能对能源负载设备的能耗数据进行就地分析管理，不仅有地理位置和通讯延时的制约，甚至会有通讯中断的风险。以上两种模式都只是对负载设备的能耗进行检测，并不能对其进行控制管理。因此，如何解决上述技术存在的缺陷，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种用能设备的在线能耗管理装置及其管理控制方法，根据环境因素设定标准模板，并通过对实时数据的比较，在线控制负载的工作状态，解决现有技术中不能在先控制以及没有考虑环境影响的技术问题。本发明为解决上述技术问题而提供的这种用能设备的在线能耗管理装置包括依次连接的数据采集部、数据处理部以及控制部，还进一步包括连接所述数据处理部的指令输入部，所述数据采集部包括分别采集周边环境参数的环境参数采集装置、采集负载能源输入参数的输入参数采集装置以及采集负载输出能源参数的输出参数采集装置，所述数据采集部还包括接收上述各数据采集装置数据的数据采集模块。所述数据处理部包括连接所述数据采集部、控制部和指令输入部的主控微处理器，还包括与该主控微处理器连接的数据技术处理模块、数据存储模块以及内置电源。该管理装置还包括连接所述主控微处理器显示模块、告警模块以及通讯模块，还进一步包括连接所述数据处理部的外部电源。这种能源负载设备的在线能耗管理控制方法包括以下步骤A.输入已知参数以及需要监测参数的相关指令；B.采集负载设备参数以及周边环境的参数；C.对步骤B中采集到的参数进行分析处理；D.根据步骤C中分析的结果，控制负载设备的参数。步骤A中所述的相关指令至少包括监测周期、单位产出标准能耗、能耗差异许可值或能耗总量。步骤B中所述负载设备参数包括能源输入参数和负载设备的能量输出参数。步骤B中所述能源输入参数包括输入电压、电流以及功率；所述能量输出参数包括电量参数或机械能参数。步骤C中具体分为以下分步骤Cl.首先将监测到的参数进行存储；C2.统计在设定的监测周期内能耗值；C3.将步骤C2中统计的能耗值与相应标准能耗值进行比较。步骤C2中的能耗值至少包括平均能耗值或者负载能耗总值。步骤D中事先设定允许值，当步骤C3中的比较值超过该设定允许值时，发出告警 信息，提示操作人员对负载进行监视或关停处理。本发明能源负载设备的能耗管理装置能够克服现有技术的不足，提供一种可直接、实时显示能耗数据并且能就地进行分析管理用能设备的在线能耗管理装置，能够根据监测数据和能耗分析结果判断能源负载设备的工作状态，如能耗设备正在正常运行中，耗电设备出现异常情况等等，可以让使用者或者管理者得知能耗和设备运行信息，预知一些可能的故障，避免或者减小可能造成的损失，使能耗管理更及时，更合理，更有计划。有利于准确方便地评估能源负载设备的能源使用效益，有利于产出成本的控制和能源的节约，完成一些能耗计划，还可以通过能耗数据判断出负载设备的性能状态。
图I是本发明能源负载设备能耗管理装置的应用示意图。图2是本发明能源负载设备能耗管理装置的构成示意图。图3是本发明能源负载设备在线能耗管理控制方法的示意图。图4是本发明管理控制方法对负载设备实施监控的示意图。图5是本发明管理控制方法对负载设备实施控制的示意图。
具体实施例方式结合上述
本发明的具体实施例。由图I和图2中可知，这种用能设备的在线能耗管理装置包括依次连接的数据采集部、数据处理部以及控制部，还进一步包括连接所述数据处理部的指令输入部，所述数据采集部包括分别采集周边环境参数的环境参数采集装置、采集负载能源输入参数的输入参数采集装置以及采集负载输出能源参数的输出参数采集装置，所述数据采集部还包括接收上述各数据采集装置数据的数据采集模块。所述数据处理部包括连接所述数据采集部、控制部和指令输入部的主控微处理器，还包括与该主控微处理器连接的数据技术处理模块、数据存储模块以及内置电源。该管理装置还包括连接所述主控微处理器显示模块、告警模块以及通讯模块，还进一步包括连接所述数据处理部的外部电源。本发明中各模块的功用如下
数据采集装置201 :包括电能采集装置，温度、湿度等外部条件采集装置，及能源负载设备的输出计量装置，对管理对象的电能输入和有效输出及外部条件进行实时采集；
数据采集模块202 :具有与各类数据采集装置相对应的接口，能接收数据采集装置采集到的实时数据；设置模块203 :可以选择管理装置的不同管理模式，设置在不同管理模式下的一些参数，如单位产出标准能耗设置，监测周期时间段设置，监测周期能耗总量设置；
主控微处理器(CPU) 204 :进行数据的分析处理及发出控制命令；
数据计算处理模块205 对数据采集装置采集到的数据进行相应的计算处理；数据存储模块206 :对数据采集模块采集到的数据，由设置模块设置的值以及数据计算模块的计算结果进行存储；
显示模块207 :用于显示实时监测数据和数据处理的结果，供用户查看；
告警模块208 :在不同模式下根据不同的告警条件发出告警信息； 控制模块209 :在可控模式下，根据控制条件对管理对象进行适当的控制；
通讯模块210 :按照预设的时间间隔将数据存储单元205的数据传送给后台计算机，其可以通过GPRS、红外技术、蓝牙通讯技术或者以太网技术与后台计算机连接，当然，后台计算机需要通过对应的技术手段与之匹配；
外部电源模块211 :提供管理装置工作所需的电源；
内置电源模块212 :给内部芯片提供直流电源。本发明用能设备的在线能耗管理装置根据不同工作性质的能源负载有两种不同的管理模式
第一种管理模式针对必须连续运行设备，如果负载设备停止运行会造成严重损失或者安全问题。对于这类负载设备，管理装置对其只进行能耗监测，对设备运行状态和设备性能进行分析，出现异常情况时发出告警信息
第二种管理模式针对可断续运行可控的能源负载设备，管理装置对其进行能耗管控，分析负载设备的工作状态及能源的消耗情况，可选择性地进行适当的控制，出现异常情况发出告警信息。第一种管理模式和第二种管理模式有以下不同点
(1)由设置模块设置输入的参数不同第一种管理模式下由设置模块输入监测周期的大小和单位产出的标准能耗；第二种管理模式下由设置模块输入监测周期的大小和在监测周期内允许设备消耗的能耗总量；
(2)数据计算处理模块对数据的处理方式不同第一种管理模式是根据采集到的数据计算出能耗设备在监测周期内单位产出所消耗的电能，并与单位产出标准能耗进行比较，当差异超出允许的范围，会发出告警信息；第二种管理模式是在一个监测周期内累积能耗，当能耗达到周期内允许的能耗总量的一定比例时，发出告警信息并提示管理者进行相应的控制，也可以选择设置直接控制。另外，当外部条件达到预期的效果时，停止设备运行，如对于照明设备，当白天光照强度达到要求时，则控制(部分)照明设备关闭，管理模式的选择由用户或者使用者根据负载设备的性质由设置模块进行选择。由图3至图5中可知，本发明能源负载设备的在线能耗管理控制方法的具体步骤如下步骤301 :由设置模块输入某些已知的或者特定的参数，如监测周期大小，单位产出标准能耗，单位产出实际能耗与单位产出标准能耗的差异允许范围，监测周期内允许的能耗总量等；
步骤302 :数据采集装置采集输入电流、电压、功率、外部条件参数等实时值和设备输出的最终表现形式的计量；步骤303 :把步骤302采集到的数据给存储模块进行存储；
本发明的管理控制方法可分为以下两个管理模式，其中之一
步骤304 :数据计算处理模块对202采集的数据进行分析处理得出一定监测时间内单位产出的平均能耗值；
权利要求
1.一种用能设备的在线能耗管理装置，其特征在于该管理装置包括依次连接的数据采集部、数据处理部以及控制部，还进一步包括连接所述数据处理部的指令输入部，所述数据采集部包括分别采集周边环境参数的环境参数采集装置、采集负载能源输入参数的输入参数采集装置以及采集负载输出能源参数的输出参数采集装置，所述数据采集部还包括接收上述各数据采集装置数据的数据采集模块。
2.根据权利要求I所述用能设备的在线能耗管理装置，其特征在于所述数据处理部包括连接所述数据采集部、控制部和指令输入部的主控微处理器，还包括与该主控微处理器连接的数据技术处理模块、数据存储模块以及内置电源。
3.根据权利要求2所述用能设备的在线能耗管理装置，其特征在于该管理装置还包括连接所述主控微处理器显示模块、告警模块以及通讯模块，还进一步包括连接所述数据处理部的外部电源。
4.一种用能设备的在线能耗管理控制方法，其特征在于该管理控制方法包括以下步骤A.输入已知参数以及需要监测参数的相关指令；B.采集负载设备参数以及周边环境的参数；C.对步骤B中采集到的参数进行分析处理；D.根据步骤C中分析的结果，反馈调节相关参数。
5.根据权利要求4所述用能设备的在线能耗管理控制方法法，其特征在于步骤A中所述的相关指令至少包括监测周期、单位产出标准能耗、能耗差异许可值或能耗总量。
6.根据权利要求4或5所述用能设备的在线能耗管理控制方法，其特征在于步骤B中所述负载设备参数包括能源输入参数和负载设备的能量输出参数。
7.根据权利要求6所述用能设备的在线能耗管理控制方法，其特征在于步骤B中所述能源输入参数包括输入电压、电流以及功率；所述能量输出参数包括电量参数或机械能参数。
8.根据权利要求4或5所述用能设备的在线能耗管理控制方法，其特征在于步骤C中具体分为以下分步骤Cl.首先将监测到的参数进行存储；C2.统计在设定的监测周期内能耗值；C3.将步骤C2中统计的能耗值与相应标准能耗值进行比较。
9.根据权利要求8所述用能设备的在线能耗管理控制方法，其特征在于步骤C2中的能耗值至少包括平均能耗值或者负载能耗总值。
10.根据权利要求8所述用能设备的在线能耗管理控制方法法，其特征在于步骤D中事先设定允许值，当步骤C3中的比较值超过该设定允许值时，发出告警信息，提示操作人员对负载进行监视或关停处理。
全文摘要
一种能源负载设备的在线能耗管理装置包括依次连接的数据采集部、数据处理部以及控制部，还进一步包括连接所述数据处理部的指令输入部，所述数据采集部包括分别采集周边环境参数的环境参数采集装置、采集负载能源输入参数的输入参数采集装置以及采集负载输出能源参数的输出参数采集装置，所述数据采集部还包括接收上述各数据采集装置数据的数据采集模块。本发明能源负载设备的能耗管理装置能够克服现有技术的不足，提供一种可直接、实时显示能耗数据并且能就地进行分析管理能源负载设备的在线能耗管理装置，能够根据监测数据和能耗分析结果判断能源负载设备的工作状态。避免或者减小可能造成的损失，使能耗管理更及时，更合理，更有计划。
文档编号G01R31/00GK102768318SQ20121027488
公开日2012年11月7日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者何玉成 申请人:深圳市海亿达能源科技股份有限公司