一种实时在线能源监控管理系统与能源管理优化方法
【专利摘要】一种实时在线能源监控管理系统，其组成主要包括：在线管理模块、中心服务器、通信装置、接口转换装置、传感器组件、计量仪表单元以及能源供给和能源需求模块。其中，采集信息的传感器组件是通过通信装置和无线路由装置连接传输至计算机服务器上；计量仪表单元通过接口转换装置连接至内部服务器上，然后与中心服务器和在线管理模块连接。通过将在线监控与能源管理优化方法相结合，来找到最佳的能源使用方案。无线传输可以通过互联网远程访问和控制，与有线传输相比具有成本低、环境适应性好、设备安装及维护便捷等优点，可以为企业提供一种有效的能源监控管理系统，实时掌握能耗情况。
【专利说明】一种实时在线能源监控管理系统与能源管理优化方法
【技术领域】
[0001]本实用技术涉及一种监控系统与优化方法，具体涉及的是一种实时在线能源监控管理系统与能源管理优化方法。
[0002]本实用技术涉及到的一种能源管理优化方法，是通过将在线监控与能源管理优化方法相结合，来找到最佳的能源使用方案。
【背景技术】
[0003]能源是国民经济和社会发展的重要物质基础，随着企业能源使用量的加大，造成的能源浪费现象严重，由此引发了企业运营成本增加、环境污染严重的问题。对企业能耗进行实时在线监控管理是长期有效使用能源的关键，目前无线技术日趋成熟，能源规划的方法也日趋成型，可以为能源监控管理系统提供新的解决方案。
[0004]因此，确有必要提供一种新型实时在线能源监控管理系统与能源管理优化方法，以解决有线系统在安装、调试、维护等方面的复杂性，以及资源浪费与环境保护的问题。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明提供一种实时在线能源监控管理系统与能源管理优化方法，对能耗企业的重点能耗系统和设备进行监控；并且将在线监控与能源管理优化方法相结合，来找到最佳的能源使用方案。
[0006]为了实现上述目的，本实用技术采取的技术方案为:
1、一种实时在线能源监控管理系统，其组成主要包括:在线管理模块、中心服务器、通信装置、接口转换装置、传感器组件、计量仪表单元以及能源供给和能源需求装置。其中，采集信息的传感器组件是通过通信装置和无线路由装置连接传输至计算机服务器上；计量仪表单元通过接口转换装置连接至内部服务器上，然后与中心服务器和在线管理模块连接。本发明的基于无限的实时在线能源监控管理系统进一步设置为:所述传感器组件包括流量传感器、温度传感器、压力传感器以及液位传感器。
2、一种能源管理优化方法，是将在线监控与能源管理优化方法结合，通过监测，了解能源的种类及含量，假设每天所需的能源总量相同，但是能源构成不同，找到最佳的能源方案。
[0007]与现有技术相比，本发明技术具有如下有益效果:
1、最佳的能源方案可以有效节约能源，合理分配能源使用，也可间接改善企业对环境的污染问题以及企业收益问题。
2、无线传输可以通过互联网远程访问和控制，与有线传输相比具有成本低、环境适应性好、设备安装及维护便捷等优点，可以为企业提供一种有效的能源监控管理系统，实时掌握能耗情况。
【专利附图】
【附图说明】[0008]图1:本发明技术的实时在线能源监控管理系统的原理图。
[0009]图2:本发明技术的能耗设备无线监控的原理图。
[0010]图3:本发明技术的企业能源供求关系图。
[0011]图4:本发明技术的能源管理优化方法折中规划图。
【具体实施方式】
[0012]请参阅说明书附图1所示，本发明技术为一种实时在线能源监控管理系统，其组成由通信模块、接口转换装置、传感器组件、无线路由、内部服务器、中心服务器、无线能耗管理软件、在线管理模块、能源供给和能源需求装置以及计算机仪表单元等几部分构成。
[0013]所述能源供给和能源需求装置主要包括用户端的一些仪器仪表，如车间设备、传输设备、清洁设备、供电供水装置等机械以及水表、电表、热能表等仪表。
[0014]所述通信模块2通过传感器采集信息，一端连接至能耗设备上，另一端依次通过所述无线能耗管理软件、无线路由连接至内部服务器上。
[0015]所述无线能耗控制软件3通过无线方式工作，由传感器组件采集信息，再经通信模块传输回无线能耗控制软件，最后通过无线路由，把采集到的信息经无线路由传输到内部服务器，中间经过数模转换和模数转换，使数字量和模拟量相互转换，以满足计算机读取及存储数据信息的工作需要。
[0016]所述传感器组件4主要指针对能源供给和能源需求装置，为客户管现场安装的各种现场数据测量的仪器，针对不同设备，该传感器组件包括流量传感器、温度传感器、压力传感器以及液位传感器等。所述通信模块实现传感器组件的数据传输。
[0017]所述无线路由5主要用于企业上网和无线覆盖，可以看作是一个转发器，将宽带网络信号通过天线发给附近的无线网络设备，支持专线xdsl/cable,动态xdsl, pptp四种接入方式，还具有dhcp服务、nat防火墙、mac地址过滤等功能。
[0018]所述内部服务器6是在现场对能源供给和能源需求装置进行实时采集数据、分析数据和处理数据的设备，此发明主要是基于一种无线技术的实时监控系统，通过采用目前市场上一些先进的传感器设备来实现数据信息的采集，其核心技术是基于移动加权平均算法的一种新型技术，对现场进行实时模拟，然后进行一系列相关的工作。
[0019]所述中心服务器7主要对大容量数据进行读取、处理和存储，满足企业能源管理的相关需求，它的工作精准度基于chipkill技术，此技术也是其采用的重点改进技术，是一种新的ECC内存保护技术，它在极大的提高了内部运行精准度的同时，也弥补了 ECC指令纠错技术的不足，即ECC内存只能同时检测和纠正单一比特错误，但如果同时检测出两个以上比特的数据有错误，则一般无能为力。所以chipkill技术可以使计算机更能准确的进行内存中的一系列指令工作。同时，它更比奇偶校正技术先进许多。所述在线管理模块8执行的工作主要是基于TCP/IP网络协议的网页浏览器对企业能耗监测项目进行实时在线跟踪管理，并且应用计算机中的一些仿真软件来模拟出监测界面的温度值、压力值、电量值等一系列参数运行状况。
[0020]所述在线管理模块8具有对旧的用电用能设备注销和对新的仪器仪表注册的功能，操作便捷，系统设置也比较人性化。其中，中心服务器、内部服务器与在线管理模块依次连接；内部服务器通过无线路由来接收采集到的信息，随后送回至在线管理模块。[0021]所述计量仪表单元9包括水表、电表、热能表等仪器仪表，其用来实时读取客户端能源供给和能源需求装置的信息参数，其通过所述接口转换装置连接至内部服务器上。
[0022]所述接口转换装置10主要为适应不同的传输设备和通信协议，将传输数据进行数模转换、模数转换等操作。
[0023]所述无线能源管理软件3，见附图2，其中内置单片机程序芯片，常用的芯片有STC89C52、AT89C51 ;无线能源管控系统利用程序器里的程序软件来控制系统的正常运行，其中有数字量和模拟量的转换模块以及继电器开关；无线传感器则用来采集能耗设备的信息，再把信息传递回内部服务器。
[0024]所述能源管理优化方法，是将在线监控与能源管理优化方法结合，通过监测，了解能源的种类及含量，每天所需的能源构成不同，找到最佳的能源方案。所述能源管理优化方法为折中规划，其原理可以用图所示的双目标优化来说明.如图4中，fl、f2是要优化的目标值(费用和C02排放量)，VA2、A3、A4、A5为可行解(5个时间段的数据),A0为理想解(5个时间段内最小的费用和最小C02排放量的点)，Li为可行解Ai与理想解之间的距离.当必须从5个可行解中选一个作为最终解时，可以看出此A3与理想解的距离是最近的(f\、f2同等重要)，按照模糊折中规划，就可以把A3作为最终的优化解
[0025]计算过程中需要用到的公式如下:
【权利要求】
1.一种实时在线能源监控管理系统，其组成主要包括:在线管理模块、中心服务器、内部服务器、通信装置、接口转换装置、传感器组件、无线能耗控制软件、无线路由、计量仪表单元以及能源供给和能源需求模块，其中，采集信息的传感器组件是通过通信装置和无线路由装置连接传输至计算机服务器上；计量仪表单元通过接口转换装置连接至内部服务器上，然后与中心服务器和在线管理模块连接。
2.根据权利要求1所述的实时在线能源监控管理系统，其特征在于:所述传感器组件包括流量传感器、温度传感器、压力传感器以及液位传感器。
3.根据权利要求2所述的实时在线能源监控管理系统，其特征在于:所述能源供给和能源需求模块包括用户端的仪器仪表，主要有车间设备、传输设备、清洁设备、供水供电装置等机械以及水表、电表、热能表等仪表。
4.根据权利要求1所述的实时在线能源监控管理系统，其特征在于:所述无线能耗控制软件通过无线方式工作，由传感器组件采集信息，再经通信模块传输回无线能耗控制软件，最后通过无线路由，把采集到的信息经无线路由传输到内部服务器，中间经过数模转换和模数转换，使数字量和模拟量相互转换，以满足计算机读取及存储数据信息的工作需要。
5.根据权利要求4所述的实时在线能源监控管理系统，其特征在于:所述通信模块通过传感器组件采集数据，再传输给无线能耗控制软件。
6.根据权利要求5所述的实时在线能源监控管理系统，其特征在于:所述内部服务器通过无线路由来接收采集到的信息，随后送回在线管理模块。
7.根据权利要求5或6所述的实时在线能源监控管理系统，其特征在于:所述在线管理模块还具有对旧的用电用能设备的注销和对新的仪器仪表的注册，操作便捷，系统设置也比较人性化。
8.根据权利要求5或6所述的实时在线能源监控管理系统，其特征在于:所述接口转换装置把从内部服务器接收到的信息进行转换，最后传输到计算仪表单元。
9.根据权利要求8所述的实时在线能源监控管理系统，其特征在于:所述系统还安装报警模块，在能源使用超过一定标准时，向用户发出警报，以便做出合适的处理。
10.根据权利要求2所述，一种能源管理优化方法，其特征在于:通过实时能源监控管理系统，可以监测到能源的种类及使用量，通过相关参数计算可以得到能源的成本以及CO2的排放量。在满足指定能量需求的前提下，可以有不同的能源供应方案，所带来的能源成本和CO2排放量也是不同的，可以根据企业所处的行业、规模、时期等因素，设置能源成本与CO2排放量的权重，方便企业从现有能源方案中选择最佳方案。
11.根据权利要求10所述，一种能源管理优化方法采用折中规划的思想，与能源监控系统结合的实现步骤如下: (1)对企业能源需求和能源供给进行分类，每类能源都有各自对应的价格、排放因子和最大使用量，则能源供给和能源需求的关系可以理解为多对多的模式，请参阅说明书附图3。 (2)通过设备终端传感器组件来采集供给和需求设备的数据信息，对数据进行整理归类，去除其中不合理的数据。 (3)考虑到能量在转换过程中存在一个比例，同种能源在不同设备和流程下转换效率也是不同的，故将能源i在区域j中的转换效率表示为Ty e [O, I] 。(4)计算过程中一些需要考虑的限制模型如下:供应限制需求限制:
【文档编号】G05B19/418GK103605326SQ201310447008
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】张健, 张丽欣, 卢凯, 李胜杰, 勾丽明, 段志洁, 王振阳, 聂曦, 田晓飞, 张隽 申请人:北京信息科技大学, 中国质量认证中心