一种基于物联网的能源管理系统及方法与流程

本发明涉及能源分配，具体为一种基于物联网的能源管理系统及方法。

背景技术：

1、随着世界科技的飞速发展，人类对于地球能源的开采率也大幅度的提升，可用能源正在一步一步减少，例如：石油、水等资源，因此随着科技的发展，人们越来越意识到能源的匮乏性，并不断开发新能源、可再生能源，例如：太阳能、风能、核能，但现如今，可再生能源的产量不稳定，无法保障人们的正常生活，因此只能先采用可再生能源和不可再生能源的搭配使用，在尽可能确保首先使用可再生能源，不够的用不可再生能源进行补充，但在对不同地区的能源分配不能根据其使用情况进行实时的分配，并且当不同地区的能源使用量发生变化时，不能根据变化的趋势调整分配能源量，无法精准的对不同地区的能源进行分配。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于物联网的能源管理系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于物联网的能源管理系统，液态二氧化碳数据控制系统包括数据采集模块、数据处理模块、智能分配模块、能源监测模块和应急能源模块；

4、所述数据采集模块用于采集不同地区能源使用数据、不同地区的可再生能源生产数据；

5、所述数据处理模块用于对采集的不同地区的能源使用数据进行分析处理，并对可再生能源的生产量进行分析，综合计算得到能源分配数据；

6、所述智能分配模块用于根据不同地区的能源使用情况和可再生资源的生产数据智能分配对应的能源，并计算得到能源分配的周期；

7、所述能源监测模块用于对不同地区分配的能源使用情况进行监测，判断智能分配能源的结果；

8、所述应急能源模块用于在日常的能量使用中将剩余的能源进行存储，当在发生紧急情况时，使用存储的应急能源维持地区设备正常运行。

9、数据采集模块采集的不同地区的能源使用数据包括不同地区的能源使用量、能源使用量的变化时间、能源使用的变化趋势，采集的不同地区的可再生能源生产数据包括不同地区的可再生资源生产量、可再生资源生产量的变化趋势。

10、数据处理模块用于对数据采集模块所采集的不同地区的能源使用量、能源使用变化趋势进行分析计算，并对可再生能源生产量和可再生能源生产量变化趋势进行计算，得到对于不同地区的能源分配数据，并将能源分配数据传输给智能分配模块。

11、智能分配模块用于接收数据处理模块传输的能源分配数据后，根据能源分配数据对不同地区进行能源的智能输送，并根据不同地区的能源使用量的变化次数与时间，计算得到对应时间的能源分配周期，根据能源分配周期智能分配能源。

12、能源监测模块用于实时监测不同地区对于所分配能源的使用数据，将是否有能源剩余和能源是否够用的数据进行记录，并将监测数据传输给数据处理模块，对于不同地区的能源分配量进行重新计算。

13、应急能源模块用于在不同地区对于能源的使用时，将剩余的能源进行存储，当发生紧急意外情况，智能分配模块无法进行能源的传输时，调用存储的能源维持正常的运行，直到智能分配模块恢复正常。

14、一种基于物联网的能源管理方法，该方法包括以下步骤：

15、s1、采集不同地区的能源使用量、能源使用量的变化时间、能源使用量的变化趋势、不同地区的可再生资源生产量、可再生资源生产量的变化趋势；

16、s2、对采集的数据进行计算分析，得到不同地区的能源分配数据，并将能源分配数据进行传输；

17、对采集的能源数据进行计算分析，采集一年内不同地区的每个月的能源使用量，根据年份进行多次采集，计算平均值得到n个集{e1、e2、e3...e12}，n表示存在n个地区，e1、e2、e3...e12表示每个地区平均第1、2、3...12个月的能源使用量；根据集合{e1、e2、e3...e12}作出曲线图，利用两点法得到n各地区一年内的能量使用函数{f(x)1、f(x)2、f(x)3...f(x)n}，f(x)1、f(x)2、f(x)3...f(x)n表示第1、2、3...n个地区的一年内的能量使用函数，n为正整数；对n个能量使用函数进行求导计算一年内的n个地区的能量使用变化趋势，具体公式为：

18、

19、公式中f(x0)′i表示第i个地区第x0个月能源使用变化趋势，δx表示自变量x月份的变化量，fi(x0+δx)第i个地区在第x0+δx个月的能源使用量，fi(x0)表示第i个地区第x0个月的能源的使用量，i取值为1-n；

20、当f(x0)′i为正数时，表示用电量增加，当f(x0)′i为负数时，表示用电量减少，并且以f(x0)′i的幅度进行变化；

21、采集n个地区的可再生能源的一年内每个月的生产量为{re1、re2、re3...re12}，re1、re2、re3...re12表示第1、2、3...12个月的可再生能源的生产量，根据集合{re1、re2、re3...re12}作出曲线图，利用两点法得到n个地区一年内可再生能源的生产量函数{g(x)1、g(x)2、g(x)3...g(x)n}，g(x)1、g(x)2、g(x)3...g(x)n表示第1、2、3...n各地区的一年内的可再生能源的生产量函数，n为正整数；对n个可再生能源的生产量函数求导计算一年内n个地区的可再生能源的生产量变化趋势，具体公式为：

22、

23、公式中g(x0)′i表示第i个地区第x0个月能源使用变化趋势，δx表示自变量x月份的变化量，gi(x0+δx)第i个地区在第x0+δx个月的能源使用量，gi(x0)表示第i个地区第x0个月的能源的使用量，i取值为1-n；

24、当g(x0)′i为正数时，表示可再生能源的生产量增加，当g(x0)′i为负数时，表示可再生能源的生产量减少，并且以g(x0)′i的幅度进行变化；

25、对n个地区的能源使用量和可再生能源生产量的综合分析，计算给每个地区的分配的能源量，具体公式为：

26、pe′＝f(x0)′-g(x0)′

27、pe＝∫pe′dx

28、公式中，pe为给每个地区分配的能源量，pe′为每个地区的分配能源的变化趋势，f(x0)′为每个地区的能源使用量的变化趋势，g(x0)′为每个地区的可再生能源的变化趋势，对pe′进行积分运算即可得到一年中能源分配量的曲线函数，进一步得到每月应分配的能源量；

29、在能源使用量变化趋势为正时，说明该地能源使用量增加，反之减少，当可再生能源生产量变化趋势为正时，说明可再生能源生产量增加，反之减少，并且能源分配量的变化趋势由能源使用量变化趋势和可再生能源生产量变化趋势确定，能源分配量的变化趋势与能源使用量变化趋势成正比，与可再生能源生产量变化趋势成反比，因此能源分配量的变化趋势为能源使用量变化趋势减去可再生能源生产量变化趋势；

30、当f(x0)′和g(x0)′为均正时，f(x0)′＞g(x0)′，pe′为正，能源分配量增加；f(x0)′≤g(x0)′，不需要分配能源，可再生能源足够使用；

31、当f(x0)′和g(x0)′均为负时，|f(x0)′|＞|g(x0)′|，pe′为负，能源分配量减少，|f(x0)′|≤|g(x0)′|，pe′为正，能源分配量增加；

32、当f(x0)′为正，g(x0)′为负时，pe′均为正，能源分配量增加，当f(x0)′为负，g(x0)′为正时，pe′均为负，能源分配量减少；

33、当pe′为正数时，表示分配的能源增加，当pe′为负数时表示分配的能源减少，能源分配量的变化趋势为pe′。

34、能源分配时为了节省能源，首先保证可再生能源的首先使用，待可再生能源使用完后，在分配不可再生能源进行分配，因此，能源分配量为能源使用量减去可再生能源生产量，在计算能源分配量的变化趋势时，需要综合考虑能源使用量和可再生能源的生产量的变化趋势。

35、s3、根据能源分配数据对不同地区进行能源的输送，并且根据每个地区的能源使用变化时间，计算得到对应时间的能源分配周期；

36、在根据计算得到的分配数据，将能源分配给每个地区，根据能源的使用情况判断决定对每个地区分配能源的周期；

37、根据每个地区在一年内的能源使用量所做的曲线图，观察曲线图的变化情况，统计每个地区一年内的所有的能源使用量的变化次数s，记录每次能源使用量变化之间的时间为{t1、t2、t3...ts-1}，t1、t2、t3...ts-1表示第1和第2次、第2和第3次、第3和第4次...第s-1和第s次能源使用量变化之间的时间，s-1为正整数；对集合{t1、t2、t3...ts-1}进行抽样统计归类，将方差不超过一小时的时间归为一类能量使用变化时间，并求取平均时间q，将时间q作为能源分配的周期时间，最终得到所有能源分配的周期为{q1、q2、q3…qm}，q1、q2、q3...qm表示第1、2、3…m个能源分配周期，m为正整数；根据对应计算的能源分配周期对能源进行分配。

38、能源使用量的变化越频繁，为了保证能源的合理分配，就必须减小能源分配的周期，因此能源使用量的变化可以侧面得到能源分配的周期。

39、s4、将能源分配到不同地区后，对不同地区的能源使用进行监测和记录，若出现能源剩余和能源缺少的情况，对能源的分配量进行重新计算；

40、s5、每个地区均安装能源存储装置，将每个地区剩余的能源进行存储，作为发生紧急情况时的应急能源。

41、在每个地区均安装能源存储装置，负责将每个地区未使用完的剩余能源进行存储，当发生紧急情况，无法对每个地区进行能源分配时使用存储装置内的能源使每个地区可以继续运行。

42、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

43、1、本发明利用对一年内的不同地区的能源使用量和可再生能源生产量进行计算，得到一年内不同地区的能源使用量变化趋势和可再生能源的生产量变化趋势，通过综合计算得到了对不同地区的能源分配量，并根据能源使用量各可再生能源生产量的变化趋势调整能源分配量。

44、2、本发明通过对不同地区能源使用量的变化次数和时间进行计算分析，得到实时的能源分配的周期，实现对能源分配周期的实时改变，可以更加及时的根据不同地区的能源使用情况分配能源，避免不必要的能源浪费和能源不足。

45、3、本发明通过计算一年内不同地区的能源使用量和可再生能源的生产量，最终得到一年内的能源分配量的函数，在对每个地区的能源进行分配时，根据能源分配函数计算得到大致的分配值，系统参考能源分配值对每个地区的不同时间进行能源的自动分配。