一种能源计量方法、能源计量控制器及能源管理系统与流程

1.本发明涉及能源计量技术领域，具体而言，涉及一种能源计量方法、能源计量控制器及能源管理系统。


背景技术：

2.智能楼宇系统中能源管理尤为重要，传统的能源管理的精细度取决于电表的数据，电表越多，统计维度越小。但是，电表数据多会导致工程造价高、安装成本高等问题。
3.针对现有技术中如何在不改变电表数量的前提下实现更加精细的电量分析的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种能源计量方法、能源计量控制器及能源管理系统，以至少解决现有技术中如何在不改变电表数量的前提下实现更加精细的电量分析的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种能源计量方法，应用于能源计量控制器，每个区域均设置有能源计量控制器，所述能源计量控制器与同一区域内的电表及用电设备相连接，所述方法包括：
6.获取区域内各用电设备的实时运行数据和电表采集的用电数据；
7.运行所述区域的计量逻辑，以根据所述实时运行数据分别确定所述区域内各用电设备的用电占比；
8.根据所述用电占比和所述用电数据，计算得到所述区域内各用电设备的实际用电量。
9.可选的，所述区域的计量逻辑包括：所述区域内各用电设备的能耗计算模型；
10.运行所述区域的计量逻辑，以根据所述实时运行数据分别确定所述区域内各用电设备的用电占比，包括：
11.将各用电设备的实时运行数据输入至所述区域的计量逻辑；
12.在所述区域的计量逻辑运行过程中，针对所述区域内的任一用电设备，根据该用电设备的能耗计算模型和该用电设备的实时运行数据，计算该用电设备在目标时间内的用电量估算值；
13.对所述区域内所有用电设备在所述目标时间内的用电量估算值进行求和，得到区域总用电量；
14.针对所述区域内的任一用电设备，计算该用电设备在所述目标时间内的用电量估算值与所述区域总用电量的比值，得到该用电设备在所述目标时间内的用电占比。
15.可选的，在运行所述区域的计量逻辑之前，还包括：
16.获取配置界面上的配置操作；
17.根据所述配置操作对所述区域内各用电设备的能耗计算模型进行组合封装，得到所述区域的计量逻辑。
18.可选的，在得到所述区域的计量逻辑之后，还包括：
19.如果所述配置界面属于所述能源计量控制器的内嵌网页，则响应于保存指令使所述区域的计量逻辑生效；
20.如果所述配置界面属于所述能源计量控制器之外的客户端或网页，则响应于下载指令，将所述计量逻辑下载到所述能源计量控制器，下载完成后使所述区域的计量逻辑生效。
21.可选的，根据所述用电占比和所述用电数据，计算得到所述区域内各用电设备的实际用电量，包括：
22.针对所述区域内的任一用电设备，获取该用电设备对应的电表所采集的用电数据中目标时间内的总电量；
23.计算该用电设备在所述目标时间内的用电占比与获取的所述总电量的乘积，得到该用电设备在所述目标时间内的实际用电量。
24.可选的，在根据所述用电占比和所述用电数据，计算得到所述区域内各用电设备的实际用电量之后，还包括：
25.将所述实际用电量上传至上位机。
26.本发明实施例还提供了一种能源计量控制器，每个区域均设置有能源计量控制器，所述能源计量控制器与同一区域内的电表及用电设备相连接，所述能源计量控制器包括：
27.获取模块，用于获取区域内各用电设备的实时运行数据和电表采集的用电数据；
28.确定模块，用于运行所述区域的计量逻辑，以根据所述实时运行数据分别确定所述区域内各用电设备的用电占比；
29.计算模块，用于根据所述用电占比和所述用电数据，计算得到所述区域内各用电设备的实际用电量。
30.本发明实施例还提供了一种能源计量控制器，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例所述方法的步骤。
31.本发明实施例还提供了一种能源管理系统，包括：本发明实施例所述的能源计量控制器。
32.本发明实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例所述方法的步骤。
33.应用本发明的技术方案，设置区域能源计量控制器，且可配置区域的计量逻辑，获取区域内各用电设备的实时运行数据和电表采集的用电数据，运行该区域的计量逻辑以根据所述实时运行数据分别确定区域内各用电设备的用电占比，然后根据所述用电占比和所述用电数据计算得到区域内各用电设备的实际用电量。在不改变电表数量，无需高密度铺设电表的前提下，通过区域能源计量控制器对区域的用电情况进行智能计量，实现了区域能耗细粒度精细计量与分析。
附图说明
34.图1是本发明实施例一提供的能源计量方法的流程图；
35.图2是本发明实施例二提供的能源管理系统的示意图；
36.图3是本发明实施例二提供的能源计量控制器的示意图；
37.图4是本发明实施例二提供的能源计量的流程图；
38.图5是本发明实施例三提供的能源计量控制器的结构框图。
具体实施方式
39.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
40.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
41.需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
42.下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。
43.实施例一
44.本实施例提供一种能源计量方法，应用于能源计量控制器，即由能源计量控制器来执行能源计量方法。每个区域均设置有能源计量控制器，能源计量控制器与同一区域内的电表及用电设备相连接。用电设备可以是风扇、灯、空调等。能源计量控制器用于采集用电设备和电表的数据进行能耗智能分配。
45.具体可以根据工程实际情况来划分区域，例如，根据用电设备的电路连接走线来划分区域，对应于同一个电箱的用电设备划分到一个区域。一个区域内包括至少一个电表，本实施例不会为了能源计量而去增加电表数量，即不改变电表数量，以避免增加成本。电表用于监测采集对应的用电设备的总体用电数据，如果一个区域内包括两个或两个以上电表，则需要记录电表与用电设备的对应关系。
46.图1是本发明实施例一提供的能源计量方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
47.s101，获取区域内各用电设备的实时运行数据和电表采集的用电数据。
48.s102，运行所述区域的计量逻辑，以根据所述实时运行数据分别确定所述区域内各用电设备的用电占比。
49.s103，根据所述用电占比和所述用电数据，计算得到所述区域内各用电设备的实际用电量。
50.其中，用电设备的实时运行数据包括：开关机状态、亮度、模式、转速、设置温度等与运行状态有关的数据，以及，电流、电压、功率等与能耗有关的数据。电表采集的用电数据包括：功率、用能电能、无功电能、电流、电压、总电量。
51.根据区域内的具体情况和需求，每个区域均可配置对应的计量逻辑，区域的计量
逻辑用于确定区域内各用电设备的用电占比，用电占比是指用电设备的用电量占区域总用电量的比例。
52.区域的计量逻辑包括：区域内各用电设备的能耗计算模型。可以预先根据设备的用电属性设置不同类型的用电设备的能耗计算模型，例如，照明设备的能耗计算模型具体根据照明设备的功率与运行时长进行能耗计算；风扇的能耗计算模型具体根据风扇的功率与运行时长进行能耗计算；空调的能耗计算模型具体根据空调输出的冷量或热量进行计算。
53.计算用电设备的实际用电量时所使用的用电占比和用电数据，是针对同一时间段而言的，即根据用电设备在时段a的用电占比和电表在时段a采集的用电数据来计算得到该用电设备在时段a的实际用电量，以进行用电分摊，实现更加精细的能耗分析。
54.本实施例设置区域能源计量控制器，且可配置区域的计量逻辑，获取区域内各用电设备的实时运行数据和电表采集的用电数据，运行该区域的计量逻辑以根据所述实时运行数据分别确定区域内各用电设备的用电占比，然后根据所述用电占比和所述用电数据计算得到区域内各用电设备的实际用电量。在不改变电表数量，无需高密度铺设电表的前提下，通过区域能源计量控制器对区域的用电情况进行智能计量，实现了区域能耗细粒度精细计量与分析。
55.在一个实施方式中，运行所述区域的计量逻辑，以根据所述实时运行数据分别确定所述区域内各用电设备的用电占比，包括：将各用电设备的实时运行数据输入至所述区域的计量逻辑；在所述区域的计量逻辑运行过程中，针对所述区域内的任一用电设备，根据该用电设备的能耗计算模型和该用电设备的实时运行数据，计算该用电设备在目标时间内的用电量估算值；对所述区域内所有用电设备在所述目标时间内的用电量估算值进行求和，得到区域总用电量；针对所述区域内的任一用电设备，计算该用电设备在所述目标时间内的用电量估算值与所述区域总用电量的比值，得到该用电设备在所述目标时间内的用电占比。
56.其中，计量逻辑可自动运行，计量逻辑依据输入的参数值自动运行进行数据处理和计算，并输出计量结果。输入到计量逻辑的参数值是用于计算设备能耗所需的参数值，可以包括用电设备的实时运行数据，例如，功率、电流、电压、运行状态等。根据用电设备的实时运行数据可以获知用电设备的运行时长，也可以获知用电设备(如空调)的实际输出能力，进而可计算出用电设备的用电量估算值。目标时间是根据需要确定的时间周期。例如，区域内包括用电设备a和用电设备b，用电设备a在时段a的用电量估算值为qa，用电设备b在时段a的用电量估算值为qb，则用电设备a在时段a的用电占比为qa/(qa+qb)。
57.本实施方式通过区域计量逻辑能够对区域的用电情况进行智能计量，实现了区域能耗精细分析。
58.在一个实施方式中，在运行所述区域的计量逻辑之前，还包括：获取配置界面上的配置操作；根据所述配置操作对所述区域内各用电设备的能耗计算模型进行组合封装，得到所述区域的计量逻辑。
59.本实施方式将区域内各用电设备的能耗计算模型组合封装成一个逻辑块，作为该区域的计量逻辑，可以根据工程现场需求自行配置区域的计量逻辑，配置完成后，该计量逻辑可自动运行，根据输入的参数值自动输出计量结果。
60.本实施例的能源计量控制器支持基于能耗计算模型进行二次开发，快速匹配能耗计算模型，实现区域能耗分析逻辑定制化，适用各种工程现场，解决了现场接线不确定导致固化的能耗计量逻辑无法满足不同的工程现场的问题。
61.进一步地，在得到所述区域的计量逻辑之后，还包括：如果所述配置界面属于所述能源计量控制器的内嵌网页，则响应于保存指令使所述区域的计量逻辑生效；如果所述配置界面属于所述能源计量控制器之外的客户端或网页，则响应于下载指令，将所述计量逻辑下载到所述能源计量控制器，下载完成后使所述区域的计量逻辑生效。
62.本实施方式针对不同的情况均能及时使所配置的计量逻辑生效，进而可以通过该计量逻辑的自动运行，依据输入到该计量逻辑的参数值，输出区域内各用电设备的用电占比，为精细计量提供基础。
63.在一个实施方式中，根据所述用电占比和所述用电数据，计算得到所述区域内各用电设备的实际用电量，包括：针对所述区域内的任一用电设备，获取该用电设备对应的电表所采集的用电数据中目标时间内的总电量；计算该用电设备在所述目标时间内的用电占比与获取的所述总电量的乘积，得到该用电设备在所述目标时间内的实际用电量。由此能够较为精细准确地对区域能耗进行计量，满足精细计量的需求。
64.在一个实施方式中，在根据所述用电占比和所述用电数据计算得到所述区域内各用电设备的实际用电量之后，还包括：将所述实际用电量上传至上位机。通过上位机能够根据需求展示各种监控数据和分析图标，便于了解能耗情况。
65.需要说明的是，若无法采集用电设备的实时功率，也无法采集用电设备的实时电流和实时电压，例如，用电设备无法自动实时上传自身的功率、电流和电压，则可以根据产品说明书中的设备基本参数手动将设备的功率(或者电流、电压)输入到能源计量控制器的计量逻辑中。
66.实施例二
67.下面结合一个具体实施例对上述能源计量方案进行说明，然而值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本技术，并不构成对本技术的不当限定。与上述实施例相同或相应的术语解释，本实施例不再赘述。
68.如图2所示，为能源管理系统的示意图，能源管理系统包括：监控平台10、服务器20、路由器或基站30、能源计量控制器40、电表50和用电设备60。
69.监控平台10包含但不限于电脑端网页、客户端、移动端app、小程序或者移动端网页，用于展示各种监控数据和分析图表。
70.服务器20用于对能源计量控制器40上传的数据进行分析，并结合监控平台10的展示需求进行数据处理。例如，各区域的用能数据展示、用能趋势、能耗同比环比、电费计算等。
71.路由器或基站30用于实现能源计量控制器40与服务器20之间的通讯。
72.能源计量控制器40用于对区域能耗按照一定的分析逻辑进行数据处理加工，达到工程需求的细化数据上传给服务器20。
73.电表50和用电设备60称为现场设备，用电设备60包含但不限于空调、灯、风扇等。
74.如图3所示，为能源计量控制器的示意图，能源计量控制器40包括：数据采集模块41、数据处理模块42、上位机通讯模块43、逻辑管理模块44和可视化逻辑编辑器45。
75.数据采集模块41与现场设备80(包括电表50和用电设备60)连接，用于获取电表50和用电设备60的实时数据。
76.数据处理模块42用于接收数据采集模块41发来的数据，并根据逻辑管理模块44提供的计量逻辑对接收的数据进行处理。
77.上位机通讯模块43用于和上位机70(如服务器20或监控平台10)进行通讯，通讯方式包括但不限于wifi、4g、tcp/ip等有线或无线方式。
78.逻辑管理模块44包含能耗计算模型和能耗计量逻辑块(相当于上述的计量逻辑)，能耗计算模型是预定义的不同设备的能耗计算方式，例如照明、空调等；能耗计量逻辑块是根据工程现场需求调试人员自行创建的，创建后该逻辑块会自动运行，并输出处理后的数据。例如，根据区域的具体设备将各用电设备对应的能耗计算模型进行组合封装，得到该区域的能耗计量逻辑块。
79.可视化逻辑编辑器45用于提供可视化的操作界面，用户可通过该界面对能源计量控制器40的计量逻辑进行配置，可视化逻辑编辑器45可以是内置在能源计量控制器40的一个网页，也可以是能源计量控制器40之外的单独的客户端，与能源计量控制器40相连接以进行计量逻辑的配置与编辑。可以通过写代码或者图形化编程的方式来进行计量逻辑的配置，例如，采用图形化编程的方式，将写好的逻辑块拖入界面，把需要输入的参数也拖进界面，然后进行连线，把逻辑串起来形成整体的计量逻辑。
80.如图4所示，为能源计量的流程图，包括以下步骤：
81.s401，建立各种用电设备的能耗计算模型，以根据设备的用电属性进行能耗估算。
82.例如，照明设备的能耗计算模型根据照明设备的功率与运行时长进行能耗计算；风扇的能耗计算模型根据风扇的功率与运行时长进行能耗计算；空调设备的能耗计算模型根据空调实际输出的冷量或热量进行能耗计算。
83.s402，针对单个区域，通过该区域的能源计量控制器读取该区域电表采集的用电数据和用电设备的实时运行数据。
84.s403，通过可视化逻辑编辑器对该区域的计量逻辑进行编辑配置，计量逻辑的输入参数为区域内各用电设备的功率、电流、运行状态。
85.需要说明的是，配置区域计量逻辑的步骤，可以在工程确定的情况下就执行。
86.s404，根据区域计量逻辑估算设备用电情况。具体的，根据用电设备的能耗计算模型实时计算该用电设备在各时段的用电量估算值，根据需要统计的时间周期，将该用电设备在周期内各时段的用电量估算值进行求和，得到该用电设备在周期内的用电量估算值。通过求和得到区域总用电量，再计算出任一用电设备的用电占比。
87.其中，根据用电设备的运行状态可计算得到该用电设备的运行时长，作为估算该用电设备用电量估算值的依据。用电设备可以自动上传自身的实时功率，或者，用电设备可以自动上传自身的实时电流和电压，作为估算该用电设备用电量估算值的依据。如果用电设备的功率、电流、电压无法采集，则可以根据产品说明书上的产品信息进行手动输入，例如，手动输入灯的额定功率是5w。
88.示例性的，能耗＝功率
×
运行时长，如果用电设备的电流、电压值可以实时采集到，则总能耗＝i1
×
u1
×
δt1+i2
×
u2
×
δt2+
……
+in
×
un
×
δtn。如果可以采集到瞬时功率，则总能耗＝p1
×
δt1+p2
×
δt2+
……
+pn
×
δtn。其中，δt1、δt2
……
δtn表示各个时
段，可以取较小的时间区间，例如1min，δt1+δt2+
……
+δtn表示用电设备的开机运行时长。i1、i2
……
in表示各时段的电流，u1、u2
……
un表示各时段的电压，p1、p2
……
pn表示各时段的功率。
89.s405，结合电表采集的用电数据实现用电分摊。具体的，用电设备的实际用电量＝电表采集的总用电量
×
该用电设备的用电占比。
90.如果需要对上述区域再细分区域来计算用电，则细分区域中所有设备用电之和则为该细分区域用电。
91.能源管理流程如下：
92.(1)编辑现场能耗计量逻辑，如果是控制器内嵌网页，则点击保存之后计量逻辑生效；如果是专用的配置客户端或者网页，则需手动点击下载到能源计量控制器，下载完成后计量逻辑自动生效。
93.(2)采集区域设备的实时数据，接入接口包含但不限于rs485、以太网口、wifi、zigbee等，接入协议支持在云端下载扩展包。
94.(3)能源计量控制器根据配置的计量逻辑自动计算，并将数据上传至监控平台进行展示。
95.本实施例通过可编程的能源计量控制器对区域的用电数据进行智能计算并传输至监控系统，实现在不高密度铺设电表的情况下进行细粒度能耗计量与分析，避免电表统计精细度提高导致电表铺设密度大、成本高的问题。能源计量控制器支持基于能耗计算模型进行二次开发，快速匹配能耗计算模型，实现区域能耗分析逻辑定制化。本实施例电表低密度部署，搭配区域能源计量控制器，实现区域能耗精细分析。
96.实施例三
97.基于同一发明构思，本实施例提供了一种能源计量控制器，可以用于实现上述实施例所述的能源计量方法。该能源计量控制器可以通过软件和/或硬件实现。每个区域均设置有能源计量控制器，能源计量控制器与同一区域内的电表及用电设备相连接。
98.图5是本发明实施例三提供的能源计量控制器的结构框图，如图5所示，该能源计量控制器包括：
99.获取模块51，用于获取区域内各用电设备的实时运行数据和电表采集的用电数据；
100.确定模块52，用于运行所述区域的计量逻辑，以根据所述实时运行数据分别确定所述区域内各用电设备的用电占比；
101.计算模块53，用于根据所述用电占比和所述用电数据，计算得到所述区域内各用电设备的实际用电量。
102.可选的，所述区域的计量逻辑包括：所述区域内各用电设备的能耗计算模型。确定模块52包括：
103.输入单元，用于将各用电设备的实时运行数据输入至所述区域的计量逻辑；
104.第一计算单元，用于在所述区域的计量逻辑运行过程中，针对所述区域内的任一用电设备，根据该用电设备的能耗计算模型和该用电设备的实时运行数据，计算该用电设备在目标时间内的用电量估算值；
105.第二计算单元，用于对所述区域内所有用电设备在所述目标时间内的用电量估算
值进行求和，得到区域总用电量；
106.第三计算单元，用于针对所述区域内的任一用电设备，计算该用电设备在所述目标时间内的用电量估算值与所述区域总用电量的比值，得到该用电设备在所述目标时间内的用电占比。
107.可选的，上述能源计量控制器还包括：
108.操作获取模块，用于在确定模块52运行所述区域的计量逻辑之前，获取配置界面上的配置操作；
109.组合模块，用于根据所述配置操作对所述区域内各用电设备的能耗计算模型进行组合封装，得到所述区域的计量逻辑。
110.可选的，上述能源计量控制器还包括：
111.处理模块，用于在得到所述区域的计量逻辑之后，如果所述配置界面属于所述能源计量控制器的内嵌网页，则响应于保存指令使所述区域的计量逻辑生效；以及，如果所述配置界面属于所述能源计量控制器之外的客户端或网页，则响应于下载指令，将所述计量逻辑下载到所述能源计量控制器，下载完成后使所述区域的计量逻辑生效。
112.可选的，计算模块53具体用于：针对所述区域内的任一用电设备，获取该用电设备对应的电表所采集的用电数据中目标时间内的总电量；以及，计算该用电设备在所述目标时间内的用电占比与获取的所述总电量的乘积，得到该用电设备在所述目标时间内的实际用电量。
113.可选的，上述能源计量控制器还包括：
114.上传模块，用于在计算模块53根据所述用电占比和所述用电数据，计算得到所述区域内各用电设备的实际用电量之后，将所述实际用电量上传至上位机。
115.上述能源计量控制器可执行本发明实施例所提供的能源计量方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例提供的能源计量方法。
116.实施例四
117.本实施例提供一种能源计量控制器，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例所述方法的步骤。
118.实施例五
119.本实施例提供一种能源管理系统，包括：上述实施例所述的能源计量控制器。
120.实施例六
121.本实施例提供一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述方法的步骤。
122.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
123.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上
述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
124.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。