采用温度分布加权的测量和验证的方法和系统的制作方法
【专利说明】采用温度分布加权的测量和验证的方法和系统
[0001]相关申请的交叉引用和优先权要求
[0002]本申请是于2012 年 5 月 4 日提交的题为“Methods and Systems for ImprovedTime Cost and Accuracy of Energy Usage Baselining(用于改善的时间成本和能量用量基线的准确度的方法和系统)”的申请号为13/463，901的美国申请的部分继续申请并且要求其优先权，其通过引用合并到本文中。
技术领域
[0003]本公开内容总体上涉及能量用量，并且更具体地，涉及使用温度分布加权来改进能量用量测量和验证。
【背景技术】
[0004]为了对通过实施管理系统和产品所提供的能量节省进行测量，采用能量用量基线来测量当前能量用量情况是有帮助的。以前使用的解决方案包括在安装任何能量节省产品之前在相对较长的一段时间(例如，一整年的时间)对能耗进行计量。针对用于计量的这种较长时间的要求是基于获取温度和季节性能量用量变化的足够的数据的需要。用于建立这种能量用量基线的一种解决方案包括在能量消费者的位置处不实施能量节省管理系统和产品，直到采集到一年的数据。这种解决方案使得该位置的所有的温度变化和操作行为能够被包括在能量用量基线中。
[0005]然而，从商业角度来看，在安装能量节省产品之前对能量用量进行建模是不合理的。客户不希望在实现能量节省之前需要等待很长时间。商业上的考虑提倡减少用于建立这种能量用量基线的时间范围，以使消费者享受能量节省产品的好处。另外，难以使所有的非温度变量(诸如交通水平、操作条件和装置效率)保持恒定达一年。如果这些变量中的一些变量变化，则根据对能量用量进行监测而获得的数据中的一部分数据或全部数据可能会变得无效。
[0006]测量和验证是用来对所实施的能量效率措施的结果与另外公开的性能进行比较的方法。这种方法试图对主要变量是环境温度的各种独立变量进行控制。经温度调整的能量节省计算使用有限的一组数据(例如数周或数月的有价值数据)来预计为期一年的节约。使用有限的一组数据容易产生误差，这是因为在有限的时间内可能发生变化而在给定的一年时间中发生变化的频率没有那么高。
【发明内容】
[0007]所公开的各种实施方式涉及用于在能量用量测量中进行温度加权的系统和方法。
[0008]各种实施方式包括自动化系统、方法和介质。系统、方法和介质在能量用量测量中使用温度加权。该方法包括确定多个不同温度中的每个温度在一段时间内在位置处的出现的天数。该方法包括确定位于该位置的建筑物处的初始能量用量的基线。该方法包括接收对建筑物处的能量用量的测量。该方法包括通过对能量用量的测量执行回归分析，生成作为温度的函数的被测能量用量的表达。该方法包括确定初始能量用量的基线与被测能量用量的表达之间的差。另外，该方法包括基于在该一段时间内一个或多个温度出现的天数生成对一个或多个温度下的基线能量用量与被测能量用量之间的差的加权。
[0009]前面已经相当广泛地概述了本公开内容的技术优点和特征，从而使得本领域技术人员可以更好地理解下面的详细描述。构成权利要求的主题的本公开内容的其他特征和优点将在下文进行描述。本领域技术人员应理解，他们可以容易地使用所公开的构思和具体实施例作为修改或设计用于实现本公开内容的相同目的的其他结构的基础。本领域技术人员还应认识到，这种等同构造并不脱离本公开内容在其最广泛的形式下的精神和范围。
[0010]在进行以下的【具体实施方式】之前，阐述本专利文献中通篇使用的特定词语或短语的定义会是有利的:术语“包括”和“包含”以及其派生词指没有限制的包括；术语“或”是包括性的，指的是和/或；短语“相关联”和“与其相关联”以及它们的派生词可以指包括、被包括在内、与…互连、包含、被包含在内、连接到或与…连接、耦接于或与…耦接、与…可通信、与…合作、交织、并列、接近、绑定到或与…绑定、具有、或具有…的性质等；而术语“控制器”指控制至少一个操作的任何装置、系统或其一部分，不论这样的装置是否通过硬件、固件、软件或上述中至少两者的组合来实现。应注意，与任何具体控制器相关联的功能性，无论本地地或远程地，均可以是集中式或分布式的。本专利文献通篇中提供对特定词语和短语的定义，并且本领域技术人员将理解，这样的定义适用于许多(如果不是大多数的话)现有实例以及这样定义的词语和短语的将来用法中。尽管有些术语可能包括各种各样的实施例，但是所附权利要求可以明确地将这些术语限制为特定实施例。
【附图说明】
[0011]现在结合附图参照下述说明更全面地理解本公开内容及其优点，其中相同的附图标记表示相同的对象，以及在附图中:
[0012]图1示出了实施本公开内容的各种实施方式的能量监测环境的框图；
[0013]图2示出了实施本公开内容的各种实施方式的数据处理系统的框图；
[0014]图3示出了实施本公开内容的各种实施方式的建筑物管理系统的框图；
[0015]图4描绘了根据所公开的实施方式用来生成经调整的能量用量基线的处理的流程图；
[0016]图5描绘了根据所公开的实施方式在能量用量测量中进行温度加权的处理的流程图；
[0017]图6A和图6B示出了根据本公开内容的各种实施方式生成的能量用量基线的曲线图；
[0018]图7示出了根据本公开内容的各种实施方式的历史温度分布、基线温度分布以及控制数据温度分布的曲线图；以及
[0019]图8示出了根据本公开内容的各种实施方式的基线能量用量与被测能量用量之间的差的曲线图。
【具体实施方式】
[0020]在本专利文献中，下面所讨论的图1至图8以及用来描述本公开内容的原理的各种实施方式仅用于说明，而不应被以任何方式解释为限制本公开内容的范围。本领域技术人员应理解，本公开内容的原理可以以适当布置的任何设备或系统来实现。
[0021]所公开的实施方式认识到数周或数月收集的能量用量数据可能是偏斜或偏颇的。例如，样本分布(例如，在每个温度下有多少能量用量数据点)会与整年的有价值数据的分布并不相同并且通常是相当不同的。所公开的实施方式认识到大多数的日温度都严重地趋向范围的中部并且较少的数据点位于热和冷的极端。
[0022]所公开实施方式使用历史温度分布在能量用量预测的测量和验证中对能量用量数据进行加权。例如，可认为常见温度下的能量用量数据点对于测量和验证是更可靠的。类似地，在温度分布的极端处的能量用量数据点的出现频率较低并且可能对年度能量用量的影响较小。因此，所公开的实施方式改进了对能量用量预测的测量和验证的准确度并且可以减少用于数据收集以获得足够准确的结果所需的时间量。
[0023]所公开的实施方式减少了建立建筑物中的能量用量的基线所需的时间量，并且改进了能量用量基线的准确度。能量用量基线是作为温度的函数的、针对特定位置处的能量用量的数学关系式。由于能量用量可以根据温度而变化，所以能量用量基线是以对温度进行调整的方式来表示能耗的有效方式。
[0024]所公开的实施方式通过将历史能量用量数据与来自位置的当前能量用量测量的样本相结合以提供在温度范围上延伸的准确的能量用量基线来减少数据采集时间。所公开的实施方式利用这个能量用量基线来测量能量效率措施、操作变化以及装置变化的效果。
[0025]图1示出了其中实施多种实施方式的能量监测环境100的框图。在这个说明性的实施方式中，能量监测环境100包括经由网络108连接至存储装置104和建筑物106的数据处理系统102。网络108是用来在能量监测环境100中的各种数据处理系统与其他设备之间提供通信链路的介质。网络108可以包括任意数目的合适连接，诸如有线链路、无线链路或光纤链路。网络108可以被实施为许多不同类型的网络，诸如因特网、局域网(LAN)或广域网(WAN)。
[0026]本公开内容的元件可以被实施在与网络108连接的数据处理系统102和存储装置104中。例如，数据处理系统102可以从存储装置104中获得针对建筑物106的历史能量用量数据和当前能量用量测量两者，以生成能量用量基线。建筑物106是能量用量被监测的位置。例如，建筑物106的操作者会希望能够对当前能量用量进行建模，以用于与将来的能量用量进行比较。
[0027]数据处理系统102可以从历史设施数据中获得建筑物106的历史能量用量数据。例如，数据处理系统102可以从存储在存储装置104内的数据库中的有关设施票据或设施账单的信息中获得在一段时间内建筑物106处有关能量用量的历史能量用量数据。
[0028]数据处理系统102还获得在针对历史设施数据的一段时间内建筑物106所在位置处的历史温度数据。例如，数据处理系统102可以获得历史能量用量数据所涵盖的一段时间内的天、周、月和/或年的平均温度、高温和/或低温。数据处理系统102可以从存储关于不同位置处的温度的信息的一个或更多个气象数据库(例如，国家气象局)中获得历史温度数据。
[0029]数据处理系统102将历史能量用量数据与历史温度数据相结合，以生成历史能量用量基线。这个历史能量用量基线表示作为温度的函数的在先前一段时间内建筑物处的能量用量。
[0030]所公开的实施方式认识到在先前一段时间内在建筑物106处获得的数据可能不准确。例如，历史能量用量数据可能不准确。建筑物106处的变化会影响能耗。例如，设备维护、能量用量习惯、季节性变化、建筑物交通和使用、建筑物维修以及保养问题会改变建筑物106处所消耗的能量的量。所公开的实施方式对这个历史能量用量基线进行修改，以解决能量用量的变化。
[0031]为了解决能量用量的变化，在监测时间段期间，数据处理系统102经由网络108获得来自建筑物106的能量用量测量。例如，建筑物106接收来自能量源(例如，电力线110)的电能。传感器112对建筑物106处接收的能量的量进行测量。建筑物106处的数据处理系统114接收来自传感器112的能量用量测量，并且经由网络108将能量用量测量发送至数据处理系统102。
[0032]数据处理系统102还获得在监测时间段内建筑物106所处的位置处的温度数据。例如，数据处理系统102可以获得已获得能量用量测量的天、周和/或月的平均温度、高温和/或低温。数据处理系统102可以从存储有关于不同位置处的温度的信息的一个或更多个气象数据库(例如，国家气象局)中获得这个温度数据，或者