基于云服务的分布式综合能耗管理与分析方法及系统与流程

本发明涉及能源管理系统技术领域，具体涉及一种基于云服务的分布式综合能耗管理与分析方法及系统。

背景技术：

一般的能源管理软件都有能耗监测、管理、分析、评估和预警的功能，但是分析、评估和预警的内容不同，解决的问题也不同，从而呈现的信息也不同，而且无法解决中小微型企业目前面对严峻的资金、人力和土地方面的问题，更无法成为中小微型企业对能源进行管理的便捷工具。

现有的涉及能耗监测的几例已知资料如下：

1、公开资料《基于无线数据传输技术的智能云制控能耗监测平台》(作者：刘雨洋，汪家权，许建)中提到：为了确保企业、工厂节能改造前各类能源消耗基数的可靠性，以及满足其节能改造后各类能源消耗量的可核查、可计量、可监测的要求，本文介绍了应用无线数据传输技术搭建智能云制空能源消耗监测系统管理平台。该方案可实现用户登录网络客户端，实时在线监测电耗、水耗、汽耗等能耗数据。

2、公告号为CN202600455U的专利文件(名称：企业能耗设备在线效率监测系统)中提到：所述系统包括数据监视装置、数据集中装置以及数据采集装置，所述数据采集装置通过数据通讯线与所述的数据集中装置相连，所述的数据集中装置通过数据通讯装置与所述的数据监视装置相连。

3、公开资料《企业能耗在线监测与预警系统的应用分析》(作者：焦大威)中提到：能源消耗是企业成本的重要组成部分。我国现存的实际是绝大多数的企业能源利用效率十分低，单位产品的能耗十分高，总体的能耗也十分高。这不仅阻碍了我国经济的可持续发展，而且影响了节能减排，同时也削弱了企业的市场竞争力。企业如果想在竞争激烈的市场中生存并发展，就必须降低成本，而降低能耗是降低企业成本的重要措施。利用计算机技术对企业的能耗进行管理，实现能耗管理的信息化，可以有效降低企业的能耗。按照企业对能源的需求，设计能耗在线监测和预警系统，可以为能源消耗提供实际台账信息和计划，对能源消耗计划设定预警参数，据此来提高经济效益和管理水平，最终实现节能降耗。

以上的涉及企业能耗监测管理分析系统或平台的研究和专利文件中的方案均没有一并解决能耗数据的高效传输，多种能耗数据的准确管理分析，以及操作简化等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种基于云服务的分布式综合能耗管理与分析方法，实现高效传输能耗数据，准确管理及分析多种能耗数据，以及简化企业用户的操作。同时，本发明还相应提出的一种基于云服务的分布式综合能耗管理与分析系统。

为了实现以上目的，本发明提出的一种基于云服务的分布式综合能耗管理与分析方法，包括以下步骤：

A1、开启集中管理远端节点的监听服务，实时监听云端服务器的透传通道端口与远端传输设备的连接情况、以及云端服务器的数据采集端口的与远端传输设备的连接情况；

A2、开启指令轮询服务，根据预配置数据库及预配置轮询周期，通过所述数据采集端口轮询下发指令至集中管理服务；

A3、集中管理服务根据指令的接收对象通过透传通道转发到远端传输设备，并最终透传至能耗采集设备，对能耗数据进行采集；

A4、通过轮询服务接收能耗采集设备从透传通道返回的能耗数据，进行解析及分析处理，并统一存储在预配置的指定数据库中；其中，现场实时测点值及测点上送时间存入实时数据表中，出现异常及告警的数值则存入到告警数据表中；

A5、将解析及分析处理后的能耗数据发送至客户端并以图形化呈现。

本发明的进一步方案中，步骤A1之前还包括：

A0、配置透传通道端口号并建立透传通道，配置数据采集端口号以建立轮询通道；配置指定数据库以存储对应能耗采集设备返回的能耗数据。

本发明的进一步方案中，所述远端传输设备具体为带CPRS传输功能、可配置SIM卡的DTU设备，其通过无线通信方式分别与能耗采集设备和云端服务器连接。

本发明的进一步方案中，所述远端传输设备具体为带透传功能的串口服务器，其通过有线通信方式分别与能耗采集设备、云端服务器连接。

本发明的进一步方案中，所述能耗采集设备为具有远程通信功能及接口的智能电表、智能水表、智能蒸汽表、智能燃气表中的一种或几种。当然，还可以是其他带通信功能及接口的智能采集设备。

本发明的进一步方案中，步骤A5中的图形化呈现包括：根据能耗数据所代表的含义及关联性在客户端以图形化呈现给企业用户，并根据异常情况呈现对应级别的告警。

本发明的进一步方案中，步骤A5中的图形化呈现还包括：通过监控呈现企业用户的功率因数，监控分析企业用户的用能质量及用能环境，在功率因数低于政府惩罚阈值时呈现对应级别的告警。

本发明的进一步方案中，步骤A5中的图形化呈现还包括：以能耗同比、能耗环比、能耗趋势、能耗定额在内的多维度呈现用能情况。

本发明相应提出的一种基于云服务的分布式综合能耗管理与分析系统，包括云服务器、远端传输设备和能耗采集设备，三者依次连接：其中，云服务器包括配置模块、监听服务模块、指令轮询服务模块、集中管理服务模块、解析及分析处理模块以及数据发送模块；

配置模块，用于预配置透传通道端口号、数据采集端口号以及预配置数据库、轮询周期；

监听服务模块，用于实时监听云端服务器的透传通道端口与远端传输设备的连接情况、以及云端服务器的数据采集端口的与远端传输设备的连接情况；

指令轮询服务模块，用于根据预配置数据库及预配置轮询周期，通过所述数据采集端口轮询下发指令至集中管理服务；

集中管理服务模块，用于集中管理服务根据指令的接收对象通过透传通道转发到远端传输设备，并最终透传至能耗采集设备，对能耗数据进行采集；

解析及分析处理模块，用于通过轮询服务接收能耗采集设备从透传通道返回的能耗数据，进行解析及分析处理，并统一存储在预配置的指定数据库中；

数据发送模块，将解析及分析处理后的能耗数据发送至客户端并以图形化呈现。

本发明的进一步方案中，所述远端传输设备具体为带CPRS传输功能、可配置SIM卡的DTU设备，或者带透传功能的串口服务器；所述能耗采集设备为具有远程通信功能及接口的智能电表、智能水表、智能蒸汽表、智能燃气表中的一种或几种。

有益效果：本发明通过建立的透传通道传输能耗数据可以减少并发故障风险，提高能耗数据传输效率；同时根据预配置数据库可将多种不同的能耗数据保存至指定数据库，实现准确管理及分析；解析及分析处理后的能耗数据可发送至客户端并以图形化呈现，直观地显示给企业用户，简化了操作。

附图说明

图1是实施例提出的一种基于云服务的分布式综合能耗管理与分析方法流程示意图。

图2是实施例提出的一种基于云服务的分布式综合能耗管理与分析系统结构框图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步描述。

实施例一

实施例提出的一种基于云服务的分布式综合能耗管理与分析方法，适用于对电能耗、水能耗以及蒸汽能耗、燃气能耗等各种能耗的管理及分析。本实施例以电能为例进行介绍，使用具有远程通信功能及接口的智能电表作为能耗采集设备；使用带CPRS传输功能、可配置SIM卡的DTU设备或者带透传功能的串口服务器作为远端传输设备；其中，DTU设备可通过无线通信方式分别与能耗采集设备和云端服务器连接，串口服务器则可通过有线通信方式分别与能耗采集设备、云端服务器连接；使用云端服务器作为能耗管理及分析的执行机构，具体流程如下：

首先，在远端需要采集能耗数据的配电柜上的进线端正确安装智能电表，该智能电表具有远程通讯功能及接口，接口为RS485接口、modbusRTU或DL/T 645协议，智能电表可为三相单路电表(无谐波)、三相单路电表(有谐波)、三相2路电表、三相4路电表、三相8路电表、单相单路电表、单相24路电表等等。

其次，配置好作为远端传输设备的DTU设备或串口服务器的服务器配置，包括通讯模式TCP客户端,服务端中心IP地址，主端口号为9000，该端口号作为透传通道端口号，用于建立透传通道；串口配置中的工作模式为RS485，波特率9600，校验位无，数据位8，停止位1。

若采用DTU设备，则可使用联通或移动或电信GPRS s im卡，拨号主动连接到云端服务器指定IP地址及端口号。在DTU多次拨号不成功时，设备自动重启。若采用串口服务器，则需要配置串口服务器的服务器配置，串口服务器使用能上外网的本地IP，主动连接云端服务器。

配置好透传通道端口号(即9000)并建立透传通道，并且配置好数据采集端口号以建立轮询通道，例如采集端口号可以是8001，以及配置好指定数据库以存储对应能耗采集设备返回的能耗数据，例如指定电能耗数据库以存储电表返回的能耗数据。

请参阅图1，以上配置完成后，由云端服务器执行能耗管理与分析过程，主要包括以下步骤S100至S500：

S100、开启集中管理远端节点的监听服务，实时监听云端服务器的透传通道端口与远端传输设备的连接情况、以及云端服务器的数据采集端口的与远端传输设备的连接情况。

S200、开启指令轮询服务，根据预配置数据库及预配置轮询周期，通过所述数据采集端口轮询下发指令至集中管理服务。

步骤S200中，轮询周期可以秒为单位进行预配置。

S300、集中管理服务根据指令的接收对象通过透传通道转发到远端传输设备，并最终透传至能耗采集设备，对能耗数据进行采集。

S400、通过轮询服务接收能耗采集设备从透传通道返回的能耗数据，进行解析及分析处理，并统一存储在预配置的指定数据库中；其中，现场实时测点值及测点上送时间存入实时数据表中，出现异常及告警的数值则存入到告警数据表中。

S500、将解析及分析处理后的能耗数据发送至客户端并以图形化呈现。

步骤S500中的图形化呈现可包括：根据能耗数据所代表的含义及关联性在客户端以图形化呈现给企业用户，并根据异常情况呈现对应级别的告警。例如，能耗数据中代表当日用电量的一部分数据可在客户端以图形方式显示出来，例如正常状态下显示当日能耗：262KW·h，异常状态下显示当日能耗：0KW·h；并且根据对应的级别可用绿灯/红灯等图形进行告警。对于异常情况还可通过系统提示框、邮件、短信多种方式及时提醒企业用户。

进一步方案。步骤S500中的图形化呈现还包括：通过监控呈现企业用户的功率因数，监控分析企业用户的用能质量及用能环境，在功率因数低于政府惩罚阈值时呈现对应级别的告警。

例如，步骤S500中可通过折线图对电表采集的三相功率因数进行实时监控及呈现，保证企业用户的功率因数不低于政府惩罚阀值，低于阀值即报警提醒企业用户。

进一步方案中，步骤S500中的图形化呈现还包括：以能耗同比、能耗环比、能耗趋势、能耗定额在内的多维度呈现用能情况。通过多维度分析企业用户的用能状况，找出企业用户不合理用能情况，可挖掘出企业用户的节能空间，做到节能降耗双管齐下。

实施例二

如图2所示，基于实施例一，实施例二相应提出一种基于云服务的分布式综合能耗管理与分析系统，包括云服务器、远端传输设备和能耗采集设备，三者依次连接：其中，云服务器包括配置模块、监听服务模块、指令轮询服务模块、集中管理服务模块、解析及分析处理模块以及数据发送模块；

配置模块，用于预配置透传通道端口号、数据采集端口号以及预配置数据库、轮询周期；

监听服务模块，用于实时监听云端服务器的透传通道端口与远端传输设备的连接情况、以及云端服务器的数据采集端口的与远端传输设备的连接情况；

指令轮询服务模块，用于根据预配置数据库及预配置轮询周期，通过所述数据采集端口轮询下发指令至集中管理服务；

集中管理服务模块，用于集中管理服务根据指令的接收对象通过透传通道转发到远端传输设备，并最终透传至能耗采集设备，对能耗数据进行采集；

解析及分析处理模块，用于通过轮询服务接收能耗采集设备从透传通道返回的能耗数据，进行解析及分析处理，并统一存储在预配置的指定数据库中；

数据发送模块，将解析及分析处理后的能耗数据发送至客户端并以图形化呈现。

本实施例中，所述远端传输设备具体为带CPRS传输功能、可配置SIM卡的DTU设备，或者带透传功能的串口服务器；所述能耗采集设备为具有远程通信功能及接口的智能电表、智能水表、智能蒸汽表、智能燃气表中的一种或几种。当然，还可以是其他带通信功能及接口的智能采集设备。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。