一种基于电价时段的节能空间评估计算方法与流程

本发明涉及节能
技术领域：
，特别涉及一种基于电价时段的节能空间评估计算方法。
背景技术：
：对于能耗型企业，电费是一项非常巨大的开支，基于电价时段调整生产工艺的节能方式应用较广，但目前优化措施都是通过人工经验及主观判断，精度仍有待提高。如何提供一种可以快速评估节能的方法，是目前亟待解决的问题。技术实现要素：为解决现有技术中的不足，本发明提出一种基于电价时段的节能空间评估计算方法。本发明的技术方案是这样实现的：一种基于电价时段的节能空间评估计算方法，以天为单位，根据电费时段调整生产次序，统计一段时间内调整前后能耗投入，从而评估节能空间，以供工艺调整决策，包括以下几个部分：数据采集、数据预处理、电费初统计、启停联动线识别、工艺时段调整、评估输出。可选地，所述数据采集包括电费时段数据、设备启停数据、设备参数、工艺关系数据。可选地，所述数据预处理识别出一天内设备运行的次数以及时长，设备启停时段识别，包括启停止识别、时段过滤及频率均值化；预处理结束后得到各设备的启停时间点、启停时长、启停时段数量。可选地，数据预处理过后得到一天内各设备的启停时段，根据其所处在的电费时段区间计算电费，设备分为变频类设备及非变频类设备两种，理论电费计算公式如下：对于变频设备：可选地，所述启停联动线识别的计算方式为：通过设定阀值，对数据预处理后的设备启停时段的启动及停止时间作对比，少于阀值且工艺上存在前后级或者并列关系的则归纳为一条联动线；不满足以上条件的单个设备的启停时段作为单设备的联动线；联动线的启停时间定义为最先启动的时间与最后结束的时间；联动线内设备启动属性决定联动线的启动属性，分为手动与自动；联动线识别结束后，统计并记录每条联动线的信息，包括联动线编号、设备名、每个设备的启停时间、联动线启停时间、启动属性。可选地，所述工艺时段调整指根据电费时段、联动线启动属性来调整联动线启动时间，即联动线时间的整体前后移，包括联动线内每个设备的启停时间的前后移；调整方法为调整联动线时段到最近的最低电费时段去，包括前后移；计算调整前后的电费的变化，若大于调整前则不执行，否则执行调整；调整后的联动线所占据的时间段不会被自身重复占据，只能往后以此占据；调整过程中电机的运行频率数据不变。可选地，根据联动线调整后的设备启停时间、功率、运行频率计算调整后电费，并输出每个工艺电费节省比例，输出各工艺内设备电费降幅较大的设备清单、降幅比例。本发明的有益效果是：(1)精度高，评估方式灵活，只需一次开发，可快速计算出结果；(2)根据参数配置可满足不同生产需要，为决策提供准确的参考。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明一种基于电价时段的节能空间评估计算方法的流程图；图2为本发明电费时段数据的时序图；图3为本发明的工艺关系示意图；图4为根据本发明工艺时段调整的部分调整案例示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提出了一种基于电价时段的节能空间评估计算方法，以天为单位，根据电费时段调整生产次序，统计一段时间内调整前后能耗投入，从而评估节能空间，以供工艺调整决策。根据本发明的方法，只需修改配置参数，就可对不同评估需求的生产作业做节能评估。如图1所示，本发明的计算方法包括以下几个部分：数据采集、数据预处理、电费初统计、启停联动线识别、工艺时段调整、评估输出。1.数据采集数据采集源包括电费时段数据、设备启停数据、设备参数、工艺关系数据。(1)电费时段数据指的是有关部门规定并实施的某地区工业用电的电费时段数据，本发明的方法将一般工业用电划分为峰(包括尖)、平、谷三段，且单价依次降低。数据采集存储格式采用标准json格式。为方便计算在24：00处拆分为两段，如某地的电费时段下：电费时段数据的时序图如图2所示。(2)设备启停数据为工控系统(如plc、dcs、sdaca等)采集的电耗设备启停数据，包括设备名、采样时间、启停状态(0，1表示)、运行频率。采样周期越少，计算量越大，但结果精度越高，优选采样周期在5秒以内，运行频率为设备实际运行频率。数据采集结果的示例如下表一所示：表一时间a设备启停a设备运行频率b设备启停…2015-12-1920:30:561300…2015-12-1920:30:571300…2015-12-1920:30:581300………………(3)设备参数为设备的额定功率、转化效率、设备所在工艺名。(4)工艺关系数据指描述参与生产的设备与生产工艺间的关系逻辑数据，包含的内容有工艺名称、父级工艺名称、子级工艺名称、工艺执行属性。工艺内包含的设备数量越少，算法计算越精确，工艺属性分为手动(1)与自动(0)。如下表二所示为某工艺关系的一个示例：上述表二中工艺关系如图3所示，“*”表示手动启动。2.数据预处理数据预处理主要目的是识别出一天内设备运行的次数以及时长，设备启停时段识别，包括启停止识别、时段过滤及频率均值化。(1)启停识别指根据设备启停数据识别出设备一天内启停次数。由于设备在启动时可能会出现波动情况，即会检测到多个启停信号，这就需要系统自动识别出开始信号与结束信号。处理方式为计算设备上一次结束时间与下一次启动时间的时间差，若少于某阀值，则将上一次结束时间更换为下一次结束时间，以此类推。(2)时段过滤指过滤掉过短的启停时段。通过与设定的阀值作比较，少于阀值的删除，大于阀值的保留。(3)频率均值化指求变频类设备启停时段内运行频率的均值，并作为该时段的新的运行频率。预处理结束后得到各设备的启停时间点、启停时长、启停时段数量。3.电费初统计数据与处理过后得到一天内各设备的启停时段，根据其所处在的电费时段区间计算电费，设备分为变频类设备及非变频类设备两种，理论电费计算公式如下：对于变频设备：4.启停联动线识别在生产中多个设备的启停往往存在一个或多个执行逻辑，如系统检测到a设备启动后，b设备紧接着启动，在工艺角度上a与b间属于前后级关系或者并列关系，则认为a与b设备启停紧密相关，即规定其为一条启停联动线(以下简称联动线)。启停联动线识别的计算方式为通过设定阀值，对数据预处理后的设备启停时段的启动及停止时间作对比，少于阀值且工艺上存在前后级或者并列关系的则归纳为一条联动线。不满足以上条件的单个设备的启停时段作为单设备的联动线。联动线的启停时间定义为最先启动的时间与最后结束的时间。联动线内设备启动属性决定联动线的启动属性，分为手动与自动。联动线识别结束后，算法需要统计并记录每条联动线的信息，包括联动线编号、设备名、每个设备的启停时间、联动线启停时间、启动属性。5.工艺时段调整工艺时段调整指根据电费时段、联动线启动属性来调整联动线启动时间，即联动线时间的整体前后移，包括联动线内每个设备的启停时间的前后移。工艺时段调整原则，手动联动线调整时间范围为指定的时间区间，如8：00到17：00间，目的是考虑到参与生产的人员作息习惯，若生产是轮班制，则设置时间区间为0：00-24：00即可；自动联动线调整区间为电费时段的谷段。调整方法为调整联动线时段到最近的最低电费时段去，包括前后移。调整效果如何需要计算调整前后的电费的变化，若大于调整前则不执行，否则执行调整。调整后的联动线所占据的时间段不会被自身重复占据，只能往后以此占据。调整过程中电机的运行频率数据不变。根据本发明工艺时段调整的部分调整案例如图4所示。6.评估输出根据联动线调整后的设备启停时间、功率、运行频率等计算调整后电费，并输出每个工艺电费节省比例，输出各工艺内设备电费降幅较大的设备清单、降幅比例。本发明的计算方法具有精度高，评估方式灵活，只需一次开发，可快速计算出结果，根据参数配置可满足不同生产需要，为决策提供准确的参考。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12