用于确定系统的节能程度的方法和装置与流程

1.本技术涉及能源管理技术，具体地涉及一种用于确定系统的节能程度的方法、装置和包含该装置的计算机存储介质。


背景技术：

2.在能源管理技术领域，对于系统中正在使用的各种能源类型(例如电、水、气等)的注册设备或者目标设备，一般会监控当前使用期间(例如本月)的能耗，但是对于各种能源类型注册设备或者目标设备的总体耗能状态和节能效果(例如相比之前的使用期间(例如去年的本月)是否减少能耗以及减少多少能耗)，则缺乏有效的监测手段。


技术实现要素：

3.鉴于上述问题，希望能够提供一种用于确定系统的节能程度的方法、装置和包含该装置的计算机存储介质。
4.按照本技术一方面的用于确定系统的节能程度的方法包括：
5.a.确定各个耗能设备在当前时段内的能源消耗量相对于历史值的能耗变化率；
6.b.按照下列方式将所确定的能耗变化率映射到由多个子区间构成的归一化区间内：
7.基于能耗变化率的取值确定其对应的子区间；
8.依照与所确定的子区间相关联的映射关系，由能耗变化率确定相应的映射值，其中，至少一个子区间具有不同于其它子区间的映射关系；
9.c.基于各个耗能设备的映射值确定所述系统的节能程度。
10.可选地，在上述方法中，进一步包括：
11.d.采用图形化方式呈现所述节能程度。
12.可选地，在上述方法中，在步骤a中，按照下式确定第i个耗能设备的能耗变化率：
[0013][0014]
这里，δci为第i个耗能设备的能耗变化率，c
i,t'
为第i个耗能设备的能量消耗量的历史值，c
i,t
为第i个耗能设备的当前时段的能量消耗量。
[0015]
可选地，在上述方法中，所述历史值为前一时段的能源消耗量或多个先前时段的能源消耗量的平均值。
[0016]
可选地，在上述方法中，所述多个子区间的映射关系互不相同。
[0017]
可选地，在上述方法中，所述映射关系以线性函数或非线性函数表示。
[0018]
可选地，在上述方法中，在步骤c中，将各个耗能设备的映射值的加权平均值或中位数确定为所述系统的节能程度。
[0019]
可选地，在上述方法中，进一步包括：
[0020]
e.根据各个耗能设备在当前时段内的能源消耗量的分布特征与历史分布特征之
间的差异，确定所述系统所处的耗能模式；以及
[0021]
f.基于所确定的耗能模式对所述节能程度进行向上或向下的修正。
[0022]
按照本技术另一方面的用于确定系统的节能程度的装置包含：
[0023]
存储器；
[0024]
处理器；以及
[0025]
存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，该计算机程序的运行使得下列步骤被执行：
[0026]
a.确定各个耗能设备在当前时段内的能源消耗量相对于历史值的能耗变化率；
[0027]
b.按照下列方式将所确定的能耗变化率映射到由多个子区间构成的归一化区间内：
[0028]
基于能耗变化率的取值确定其对应的子区间；
[0029]
依照与所确定的子区间相关联的映射关系，由能耗变化率确定相应的映射值，其中，至少一个子区间具有不同于其它子区间的映射关系；
[0030]
c.基于各个耗能设备的映射值确定所述系统的节能程度。
[0031]
按照本技术另一方面的计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时所述的针对能源消耗数据的数据处理方法。
附图说明
[0032]
图1是本技术一实施方式的用于确定系统的节能程度的方法的流程示意图。
[0033]
图2是本技术另一实施方式的用于将能耗变化率映射到归一化区间内的方法的流程示意图。
[0034]
图3是本技术另一实施方式的用于修正节能程度的方法的流程示意图。
[0035]
图4是图形化形式表示节能程度的一个示例。
[0036]
图5是本技术一实施方式的用于确定系统的节能程度的装置的框图。
具体实施方式
[0037]
下面介绍的是本技术的多个实施例中的一些，旨在提供对本技术的基本了解。并不旨在确认本技术的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。
[0038]
出于简洁和说明性目的，本文主要参考其示范实施例来描述本技术的原理。但是，本领域技术人员将容易地认识到，相同的原理可等效地应用于所有类型的针对能源消耗数据的数据处理方法以及针对能源消耗数据的数据处理系统，并且可以在其中实施这些相同的原理，以及任何此类变化不背离本专利申请的真实精神和范围。
[0039]
而且，在下文描述中，参考了附图，这些附图图示特定的示范实施例。在不背离本技术的精神和范围的前提下可以对这些实施例进行电、机械、逻辑和结构上的更改。此外，虽然本技术的特征是结合若干实施/实施例的仅其中之一来公开的，但是如针对任何给定或可识别的功能可能是期望和/或有利的，可以将此特征与其他实施/实施例的一个或多个其他特征进行组合。因此，下文描述不应视为在限制意义上的，并且本技术的范围由所附权利要求及其等效物来定义。
[0040]
诸如“具备”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接
和明确表述的单元(模块)和步骤以外，本技术的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元(模块)和步骤的情形。
[0041]
图1是本技术一实施方式的用于确定系统的节能程度的方法的流程示意图。示例性地，该系统为能源管理系统(ems)，其例如包括多个目标设备或耗能设备。
[0042]
如图1所示，本技术一实施方式的方法包括以下步骤：
[0043]
能源消耗量获取步骤s110：获取ems系统内的各个目标设备在第一规定期间内的能源消耗量和各个目标设备的能源消耗量的历史值。不失一般地，某个规定期间内的能源消耗量可以视为单位时间内的能源消耗量(时间单位例如可以取年、月、周、日等)。可选地，第一规定期间为当前时段(例如本月或本年度等)，历史值可以是各个目标设备在第二规定期间内的能源消耗量，其中，第二规定期间可以为前一时段(上周、上一年度的同月或上一年度等)。另外可选地，历史值也可以是先前多个时段的平均值。
[0044]
能量消耗量通常可以是从目标设备采集到的实际值。但是当无法采集到实际值时，也可以采用能源消耗量的预算值。
[0045]
能耗变化率计算步骤s120：确定在第一规定期间内的各个耗能设备的能源消耗量相对于各自的历史值的能耗变化率。示例性地，可以按照下式确定第i个耗能设备的能耗变化率：
[0046][0047]
这里，δci为第i个耗能设备的能耗变化率，c
i,t'
为第i个耗能设备的能量消耗量的历史值，c
i,t
为第i个耗能设备在第一规定期间或当前时段内的能量消耗量。
[0048]
归一化映射步骤s130：将所确定的各个耗能设备的能耗变化率映射到归一化区间[0,1]内。在许多情况下，各个耗能设备的能耗变化率相差很大，通过映射为归一化的值有助于准确、客观地比较不同设备的耗能情况。
[0049]
可选地，能耗变化幅度可以具有n(大于1的正整数)个等级，每个等级与能耗变化率的一个取值范围相关联。相应地，可将上述归一化区间划分为多个子区间，每个子区间对应于n个能耗变化幅度的等级或能耗变化率的取值范围的其中一个。示例性地，能耗变化幅度可具有3个等级，相关联的取值范围为：[0,20)、(20,40]和(40,60]。相应地，可以将归一化区间划分为下列子区间：[0,0.33)、(0.33,0.66]、(0.33,1]。
[0050]
需要指出的是，上面给出的能耗变化率的取值范围以及子区间虽然是等长的，并且取值范围的长度与子区间的长度是等比例的(即，能耗变化率的跨度为20的范围对应于跨度为0.33的子区间)，但是在另外一些实例中，取值范围可以是非等长的(例如可以设定为[0,10)、(10,40]、(40,90]和(90,100])，子区间也可以是非等长的(例如可以划分为[0,0.15)、(0.15,0.5]、(0.5,0.95]和(0.95,1])，并且取值范围的长度与子区间的长度可以是非等比例的。
[0051]
有关能耗变化率映射到归一化区间内的方式将在下面借助图2作进一步的描述。
[0052]
节能程度确定步骤s140：基于步骤s130中确定的各个耗能设备的映射值确定系统的节能程度。可选地，可以将各个耗能设备的映射值的加权平均值或中位数确定为系统的节能程度。对于每个耗能设备在计算节能程度时的权重，可依据实际的应用需求确定。
[0053]
节能程度修正步骤s150：可选地，可以对步骤s140确定的节能程度进行修正。
[0054]
有关对节能程度的修正方式将在下面借助图3作进一步的描述。
[0055]
健康度显示步骤s160：输出由步骤s140确定的节能程度或经步骤s150修正的节能程度。可选地，可采用图形化方式呈现节能程度。图4给出了图形化形式表示节能程度的一个示例。在如图4所示的图形化方式中，将节能程度的取值区间(例如[0,1])映射为半个圆弧，箭头所指向的圆弧上的点代表系统的节能程度(步骤s140确定的节能程度或步骤s150修正的节能程度)。可以将半个圆弧划分为三个颜色段以表示节能程度所处的级别(优、良和差)。此外，还可以文字方式呈现节能程度所处的级别(例如图4中圆弧下方的“优”)。
[0056]
图2是本技术另一实施方式的用于将能耗变化率映射到归一化区间内的方法的流程示意图，该方法包括下列步骤：
[0057]
步骤s210：基于能耗变化率的取值确定其对应的子区间。示例性地，假设能耗变化幅度具有4个等级，与等级1-4相关联的取值范围为：[0,10)、(10,55]、(55,65]和(65,70]。相应地，将归一化区间划分为下列子区间：[0,0.15)、(0.15,0.66]、(0.66,0.87]和(0.87,1]。以所确定的能耗变化率取值为50的情形为例，其对应的能耗变化幅度的等级为2，关联的取值范围为(10,55]，因此所对应的子区间为(0.15,0.66]。
[0058]
步骤s220：依照与所确定的子区间相关联的映射关系，由能耗变化率确定相应的映射值。
[0059]
这里所述的映射关系应该广义地理解为能够表示能耗变化率与归一化区间内的数值(映射值)之间的对应关系的函数。可选地，映射关系可以线性函数(例如一次函数y＝kx+b)或非线性函数(例如包括但不限于幂函数、对数函数和指数函数等)的形式表示。
[0060]
需要指出的是，本技术的发明人经过深入研究后发现，对于不同的取值范围，导致能耗降低的因素的种类或各种因素对能耗降低的贡献权重存在差异。在图1和2所示的方法中，可基于这种差异选择取值范围，进行子区间的划分，并选择相应的映射关系，从而能够更为精细、准确地刻画系统的节能特征。
[0061]
在图2所示的方法中，可选地，针对不同的子区间，采用相应的(或有针对性的)映射关系来完成映射操作。
[0062]
示例性地，假设为更好地刻画节能特征，选择如下的能耗变化率的取值范围：[0,20)、(20,50]和(50,60]，将归一化区间划分为下列子区间：[0,0.33)、(0.33,0.50]和(0.50,1]。此外，示例性地，每个子区间所采用的映射关系具有下列形式：
[0063]
yj＝kjxj+bjꢀꢀ
(2a)
[0064][0065]bj
＝y
j，h-kjx
j，h
或bj＝y
j，l-kjx
j，l
ꢀꢀ
(2c)
[0066]
这里，xj为待映射到第j个子区间内的能源变化率，yj为xj在第j个子区间内的映射值，x
j，h
和x
j，l
分别为能耗变化率xj所属的取值范围的上边界值和下边界值，y
j，h
和y
j，l
分别为第j个子区间的上边界值和下边界值。
[0067]
虽然上述子区间所采用的映射关系都采用一次函数的形式，但是由于斜率和截距不同，因此被视为不同的映射关系。
[0068]
以所确定的能耗变化率取值为35的情形为例，其对应的能耗变化幅度的等级为2，关联的取值范围为(20，50]，对应的子区间为(0.33，0.50]。利用上式(2a)-(2c)可以计算出
映射值为0.415。
[0069]
图3是本技术另一实施方式的用于修正节能程度的方法的流程示意图，该方法可应用于节能程度的修正。
[0070]
图3所示的方法包含下列步骤：
[0071]
s310：确定各个耗能设备在第一规定期间内的能源消耗量的分布特征。示例性地，不失一般地假设系统包含m个耗能设备，则可以向量{p
i，t
}来表示第一规定期间内的能源消耗量的分布特征，其中p
i，t
可以按照下式确定：
[0072][0073]
这里，c
i，t
表示第i个耗能设备在第一规定期间内的能源消耗量，c
t
表示ems系统在第一规定期间内的总的能源消耗量，p
i，t
表示第i个耗能设备在第一规定期间内的能源消耗量占系统在第一规定期间内的能源消耗量的比例。
[0074]
s320：确定各个耗能设备的能源消耗量的历史分布特征(例如在第二规定期间内的能源消耗量的分布特征)。示例性地，可以向量{p
i,t'
}来表示能源消耗量的历史分布特征，其中p
i,t'
可以按照下式确定：
[0075][0076]
这里，c
i,t'
表示第i个耗能设备在第二规定期间内的能源消耗量，c
t'
表示ems系统在第二规定期间内的总的能源消耗量，p
i,t'
表示第i个耗能设备在第二规定期间内的能源消耗量占系统在第二规定期间内的能源消耗量的比例。
[0077]
步骤s330：确定当前时段内的能源消耗量的分布特征与历史分布特征之间的差异，从而确定系统所处的耗能模式。示例性地，如果所确定的差异较大，则判断系统处于第一耗能模式，否则处于第二耗能模式。通常情况下，如果当前时段内的能源消耗量的分布特征与历史分布特征之间的差异较小，则大概率表明系统能耗的降低主要来自能源使用效率提高的贡献；另一方面，如果当前时段内的能源消耗量的分布特征与历史分布特征之间的差异较大，则大概率表明系统能耗的降低主要来自系统使用环境改变的贡献(例如因为高温天数较往年明显较少，可能仅导致空调设备的用电量减少而其它耗能设备的用电量未明显变化)。
[0078]
示例性地，可以计算向量{p
i,t
}和{p
i,t'
}的均方差并由此得到两个均方差的差值(绝对值)，随后将得到的差值与预设的阈值比较，如果小于阈值，则判断系统处于第一耗能模式，否则处于第二耗能模式。
[0079]
或者，示例性地，可以计算向量{p
i,t
}和{p
i,t'
}的欧氏距离，随后将得到的距离与预设的阈值比较，如果小于阈值，则判断系统处于第一耗能模式，否则处于第二耗能模式。
[0080]
步骤s340：基于步骤s330所确定的耗能模式对步骤140确定的节能程度进行向上或向下的修正。示例性地，当判断系统处于第一耗能模式时，可以向上修正节能程度以反映能源使用效率提高的特征，当判断系统处于第二耗能模式时，可以向下修正节能程度以反映非能源使用效率提高的特征。
[0081]
图5是本技术一实施方式的用于确定系统的节能程度的装置的框图。
[0082]
图5所示的装置50包含存储器510、处理器520以及存储在存储器510上并可在处理
器520上运行的计算机程序530，其中，执行计算机程序530可以实现上面借助图1-3所述的用于确定系统的节能程度的方法。
[0083]
本技术还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的用于确定系统的节能程度的方法。
[0084]
本技术中所称的计算机可读存储介质包括各种类型的计算机存储介质，可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。举例而言，计算机可读存储介质可以包括ram、rom、eprom、e2prom、寄存器、硬盘、可移动盘、cd-rom或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码单元并能够由通用或特定用途计算机、或者通用或特定用途处理器进行存取的任何其他临时性或者非临时性介质。如本文所使用的盘通常磁性地复制数据，而碟则用激光来光学地复制数据。上述的组合也应当包括在计算机可读存储介质的保护范围之内。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读写信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在asic中。asic可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
[0085]
本领域的技术人员将会理解，本文中所描述的各种示意性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。
[0086]
为了表明硬件和软件间的可互换性，各种示意性部件、块、模块、电路和步骤在上文根据其功能性总体地进行了描述。这样的功能性以硬件形式或软件形式实施取决于特定应用以及对总体系统所施加的设计限制。本领域技术人员可以针对具体的特定应用、按照变化的方式来实现所描述的功能性，但是，这样的实现方式决策不应当被理解为导致与本发明范围的背离。
[0087]
尽管只对其中一些本技术的具体实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本技术可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本技术精神及范围的情况下，本技术可能涵盖各种的修改与替换。