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CN117875627A - 城市绿色低碳综合能源管理系统 - Google Patents

城市绿色低碳综合能源管理系统 Download PDF

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CN117875627A
CN117875627A CN202311811311.1A CN202311811311A CN117875627A CN 117875627 A CN117875627 A CN 117875627A CN 202311811311 A CN202311811311 A CN 202311811311A CN 117875627 A CN117875627 A CN 117875627A
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energy management
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王珏
王磊
张伟平
李游
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Cccc Mechanical & Electrical Engineering Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种城市绿色低碳综合能源管理系统，包括：能源信息获取模块，其用于获取能源管理区域内能源接收点的能量监测值T1、T2、…、Tn；物联网数据传输模块，其用于接收所述能源信息获取模块传输的能量监测值，并将获取的能量监测值的数据存储到其对应的数据库中；能源管理模块，其依据能源管理区域内能源接收点的能量监测值T1、T2、…、Tn获得能源管理区域内的能量监测平均值Ta＝(T1+T2+…+Tn)/n，其中，n表示能源接收点的总数；根据Ta与能源管理区域内预设标准值Ts的比较结果对能源分配进行调整。本发明可实现城市能源的合理利用，有机协调，达到城市的节能减排，绿色低碳的效果。

Description

城市绿色低碳综合能源管理系统
技术领域
本发明涉及能源管理技术领域。更具体地说，本发明涉及一种城市绿色低碳综合能源管理系统。
背景技术
推动绿色低碳能源的发展，以减少对传统化石能源的依赖，并减少对环境的污染。绿色低碳高质量发展战略是我国未来发展的主要方向之一，也是应对气候变化、保护生态环境、提高经济竞争力的重要方式。
随着数字化、智能化技术的发展，实现城市能源之间的管理控制、有机协调、节能减排是实现城市绿色低碳亟需解决的重要问题之一。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种城市绿色低碳综合能源管理系统，其根据能源管理区域内的能量监测平均值Ta与能源管理区域内预设标准值Ts的比较结果对能源分配进行调整。可实现城市能源的合理利用，有机协调，促进城市的节能减排，绿色低碳。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种城市绿色低碳综合能源管理系统，其包括；
能源信息获取模块，其用于获取能源管理区域内能源接收点的能量监测值T1、T2、…、Tn；
物联网数据传输模块，其用于接收所述能源信息获取模块传输的能量监测值，并将获取的能量监测值的数据存储到其对应的数据库中；
能源管理模块，其依据能源管理区域内能源接收点的能量监测值T1、T2、...、Tn获得能源管理区域内的能量监测平均值Ta＝(T1+T2+...+Tn)/n，其中，n表示能源接收点的总数；并将Ta与能源管理区域内预设标准值Ts进行比较，若Ta＞Ts，则降低能源管理区域内的能源输入量直到Ta＝Ts；若Ta＝Ts，则维持能源管理区域内的能源输入量不变；若Ta＜Ts，则升高能源管理区域内的能源输入量直到Ta＝Ts。
优选的是，所述的城市绿色低碳综合能源管理系统还包括：
能源调整模块，其用于根据所述能源管理模块获得的结果对能源输入量进行调整；若所述能源管理区域内的能量监测平均值Ta＞Ts，其他能源管理区域内某一能源管理区域的能量监测平均值小于预设标准值，则将所述能源管理区域内能量输入的降低量输送到其他能量管理区域内某一能源管理区域中。
优选的是，所述城市绿色低碳综合能源管理系统还包括：
能源管理识别模块，其对基于BIM模型建立的能源管理区域进行识别，以将识别到的信息传输到能源调整模块，便于能源调整模块对能源分配进行精准调整；
其中，每个能源管理区域被赋予不同的识别码，所述能源管理识别模块中储存有每个能源管理区域与其对应的识别码的对应关系；
当所述能源管理区域内的能量监测平均值Ta＞Ts，其他能源管理区域内某一能源管理区域的能量监测平均值小于预设标准值，则能源管理识别模块通过识别其他能源管理区域内某一能源管理区域的识别码，并将两者的对应关系传输到能源调整模块中，所述能源调整模块根据对应关系实现精准的能源输送调整。
优选的是，所述城市绿色低碳综合能源管理系统还包括：
多个能源监测单元，其被配置在获取能源管理区域内中每一个能源接收点中，用于监测每个能源接收点的能量监测值T1、T2、…、Tn，并将监测到的能量监测值T1、T2、…、Tn通过无线通讯模块传输到所述能源信息获取模块。
优选的是，所述城市绿色低碳综合能源管理系统还包括：
储存检测单元，其用于对数据库中储存空间的大小进行检测，并将检测结果传输到时间管理单元；
时间管理单元，其用于对数据库中储存的能源管理区域的数据值对应的时间进行管理归类；
数据清理单元，其用于对时间管理单元中一个月前对应的能源管理区域的储存的数值信息进行清理，进而为数据库扩展数据储存空间。
优选的是，所述城市绿色低碳综合能源管理系统还包括：
能量模型预测单元，其用于获得能量预测数学模型；
其中，所述能量模型预测模型包括第一预测映射层、第二预测映射层和第三预测映射层，所述第一预测映射层用于拟合能量监测值的周期特征，所述第二预测映射层用于拟合能量监测值的趋势特征，所述第三预测映射层用于拟合能量监测值的非线性特征。
优选的是，所述城市绿色低碳综合能源管理系统还包括：
能量输入确定单元，其通过所述能量模型预测单元预测的能量预测数学模型来确定能源管理区域内每个能源接收点预计的能源输入量。
本发明至少包括以下有益效果：
1、通过对能源管理区域内的能源接收点的能量输入量进行实时监测，从而进行能量输入调整，实现城市能源的有机协调，达到节能减排、绿色低碳的城市环境。
2、将城市能源接收点的建筑物基于BIM构件识别模型，为不同的识别模型赋予不同的识别码，便于实现能源的精准调整和输送。
3、将城市每个能源接收点配备一个能源监测单元，比如城市供暖期间，每个用户室内配备一个温度检测器，通过每个温度检测器对每个用户室内的温度进行监测以供供热单位对用户的室内温度进行实时监测，从而调整供热。
4、通过将已调整优化分配的能量管理的时间段的能量输送进行能量预测数学模型的建立，以方便未来时间段能量输送参考。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明一个实施例所述的城市绿色低碳综合能源管理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供了一种城市绿色低碳综合能源管理系统，包括：
能源信息获取模块，其用于获取能源管理区域内能源接收点的能量监测值T1、T2、…、Tn；
物联网数据传输模块，其用于接收所述能源信息获取模块传输的能量监测值，并将获取的能量监测值的数据存储到其对应的数据库中；
能源管理模块，其依据能源管理区域内能源接收点的能量监测值T1、T2、…、Tn获得能源管理区域内的能量监测平均值Ta＝(T1+T2+…+Tn)/n，其中，n表示能源接收点的总数；并将Ta与能源管理区域内预设标准值Ts进行比较，若Ta＞Ts，则降低能源管理区域内的能源输入量直到Ta＝Ts；若Ta＝Ts，则维持能源管理区域内的能源输入量不变；若Ta<Ts，则升高能源管理区域内的能源输入量直到Ta＝Ts。
在此技术方案中，通过能源信息获取模块获取能源管理区域内每个能源接收点的能量监测值，通过物联网数据传输模块将能量监测值存储到其对应的数据库中，同时将能量监测值传输到能源管理模块中，能源管理模块通过其内的计算单元计算获得能量监测平均值Ta，通过Ta与能源管理区域内预设标准值Ts进行比较，通过比较结果对能源管理区域内的能源输入量进行管理调整。
具体地，以城市热能管理，即供热为例，以一个居民小区为一个能源管理区域，此居民小区内的每一个用户为一个能源接收点，每一个用户中设置有环境温度监测单元对其室内温度进行监测，最后得出该小区的能量监测平均值(供热平均温度)，假设为27度，其与此小区内预设的供热标准温度(假设是18度)进行比较，得出输送到该居民小区的热能略高于供热预设标准温度，可适当降低该小区的热量输入量(可以是热水泵入量)，将多余的热量输入量匀至其他低于预设的供热标准温度的小区，以实现热量的合理利用，达到城市节能减排，绿色低碳的效果。
在另一种技术方案中，所述城市绿色低碳综合能源管理系统还包括：
能源调整模块，其用于根据所述能源管理模块获得的结果对能源输入量进行调整；若所述能源管理区域内的能量监测平均值Ta＞Ts，其他能源管理区域内某一能源管理区域的能量监测平均值小于预设标准值，则将所述能源管理区域内能量输入的降低量输送到其他能量管理区域内某一能源管理区域中。
在此实施方案中，通过能源调整模块实现多个能源管理区域中能源管理模块之间的信息交叉互通，当其中一个能源管理区域内的能量监测平均值大于预设标准值时，能源调整模块可将该能源管理区域内的能源管理模块降低的能量输入量调整到其他能源管理区域(能量监测平均值小于预设标准值)内，实现城市不同能源管理区域内能源的有机协调。
在另一种技术方案中，所述城市绿色低碳综合能源管理系统还包括：
能源管理识别模块，其对基于BIM模型建立的能源管理区域进行识别，以将识别到的信息传输到能源调整模块，便于能源调整模块对能源分配进行精准调整；
其中，每个能源管理区域被赋予不同的识别码，所述能源管理识别模块中储存有每个能源管理区域与其对应的识别码的对应关系；
当所述能源管理区域内的能量监测平均值Ta＞Ts，其他能源管理区域内某一能源管理区域的能量监测平均值小于预设标准值，则能源管理识别模块通过识别其他能源管理区域内某一能源管理区域的识别码，并将两者的对应关系传输到能源调整模块中，所述能源调整模块根据对应关系实现精准的能源输送调整。
在此实施方案中，首先，针对城市中的能源管理区域中的建筑物基于BIM建立能源管理区域的区域BIM模型，并为每个区域BIM模型赋予不同的识别码，识别码为二级识别码，第一级为城市识别码，位数为5，第二级为能源管理区域坐标识别码，位数为6。通过将能源管理区域识别数字化，能源调整模块根据识别码与能源管理区域的对应关系实现精准的能源输送调整。
在另一种技术方案中，所述城市绿色低碳综合能源管理系统还包括：
多个能源监测单元，其被配置在获取能源管理区域内中每一个能源接收点中，用于监测每个能源接收点的能量监测值T1、T2、…、Tn，并将监测到的能量监测值T1、T2、…、Tn通过无线通讯模块传输到所述能源信息获取模块。
在此实施方案中，以城市热能管理，即供热为例，以一个居民小区为一个能源管理区域，此居民小区内的每一个用户为一个能源接收点，每一个用户中设置有能源监测单元(室内温度监测器)，通过室内温度检测器实现用户室内温度数据的实时监测，室内温度监测器通过无线通讯模块将室内温度数据传输到能源信息模块中，进而通过能源管理模块进行管理，实现对每一个居民小区内用户的供热进行管理和调整，以满足整个城市的热量输送管理。
在另一种技术方案中，所述城市绿色低碳综合能源管理系统还包括：
储存检测单元，其用于对数据库中储存空间的大小进行检测，并将检测结果传输到时间管理单元；
时间管理单元，其用于对数据库中储存的能源管理区域的数据值对应的时间进行管理归类；
数据清理单元，其用于对时间管理单元中一个月前对应的能源管理区域的储存的数值信息进行清理，进而为数据库扩展数据储存空间。
在此实施方案中，由于城市能源管理区域数量多，能源管理区域内的能源接收点更多，随着数据的不断传输、存储，数据库的内存会不断缩减，缩减到一定程度会严重影响管理系统的正常运行，因此，通过储存检测单元对数据库中储存空间的大小进行检测，通过时间管理单元对能源管理区域内的数据与时间对应进行管理归类，通过数据清理单元对前一个月(比如，当前时间为12.25日，前一个月指的是11.25日之前的数据)，对应的能源管理区域的储存的数值信息进行清理，进而为数据库扩展数据储存空间，为能源管理系统正常顺利运行提供保障。
在另一种技术方案中，所述城市绿色低碳综合能源管理系统还包括：
能量模型预测单元，其用于获得能量预测数学模型；
其中，所述能量模型预测模型包括第一预测映射层、第二预测映射层和第三预测映射层，所述第一预测映射层用于拟合能量监测值的周期特征，所述第二预测映射层用于拟合能量监测值的趋势特征，所述第三预测映射层用于拟合能量监测值的线性特征。
在此实施方案中，以城市热能管理，即供热为例，以相邻一周7天为一个周期，对这一周内某一能量管理区域内的能量检测值和时间的对应关系拟合成线性曲线，通过此线性曲线关系预测下一周该能量管理区域内的能源输入量，以此类推，获得城市中所有能量管理区域中的拟合的线性曲线，进而指导未来一周城市每一能量管理区域的能源输入量值得确定。
在另一种技术方案中，所述城市绿色低碳综合能源管理系统还包括：
能量输入确定单元，其通过所述能量模型预测单元预测的能量预测数学模型来确定能源管理区域内每个能源接收点预计的能源输入量。
在此实施方案中，通过已完成相邻一周的能量管理区域内的预测模型获得对应时间的能源输入量，进而确定该能量管理区域内未来一周的能源输入量值，提升城市能源管理的效率。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种城市绿色低碳综合能源管理系统，其特征在于，包括：
能源信息获取模块，其用于获取能源管理区域内能源接收点的能量监测值T1、T2、…、Tn；
物联网数据传输模块，其用于接收所述能源信息获取模块传输的能量监测值，并将获取的能量监测值的数据存储到其对应的数据库中；
能源管理模块，其依据能源管理区域内能源接收点的能量监测值T1、T2、…、Tn获得能源管理区域内的能量监测平均值Ta＝(T1+T2+…+Tn)/n，其中，n表示能源接收点的总数；并将Ta与能源管理区域内预设标准值Ts进行比较，若Ta＞Ts，则降低能源管理区域内的能源输入量直到Ta＝Ts；若Ta＝Ts，则维持能源管理区域内的能源输入量不变；若Ta<Ts，则升高能源管理区域内的能源输入量直到Ta＝Ts。
2.如权利要求1所述的城市绿色低碳综合能源管理系统，其特征在于，还包括：
能源调整模块，其用于根据所述能源管理模块获得的结果对能源输入量进行调整；若所述能源管理区域内的能量监测平均值Ta＞Ts，其他能源管理区域内某一能源管理区域的能量监测平均值小于预设标准值，则将所述能源管理区域内能量输入的降低量输送到其他能量管理区域内某一能源管理区域中。
3.如权利要求2所述的城市绿色低碳综合能源管理系统，其特征在于，还包括：
能源管理识别模块，其对基于BIM模型建立的能源管理区域进行识别，以将识别到的信息传输到能源调整模块，便于能源调整模块对能源分配进行精准调整；
其中，每个能源管理区域被赋予不同的识别码，所述能源管理识别模块中储存有每个能源管理区域与其对应的识别码的对应关系；
当所述能源管理区域内的能量监测平均值Ta＞Ts，其他能源管理区域内某一能源管理区域的能量监测平均值小于预设标准值，则能源管理识别模块通过识别其他能源管理区域内某一能源管理区域的识别码，并将两者的对应关系传输到能源调整模块中，所述能源调整模块根据对应关系实现精准的能源输送调整。
4.如权利要求1所述的城市绿色低碳综合能源管理系统，其特征在于，还包括：
多个能源监测单元，其被配置在获取能源管理区域内中每一个能源接收点中，用于监测每个能源接收点的能量监测值T1、T2、…、Tn，并将监测到的能量监测值T1、T2、…、Tn通过无线通讯模块传输到所述能源信息获取模块。
5.如权利要求1所述的城市绿色低碳综合能源管理系统，其特征在于，还包括：
储存检测单元，其用于对数据库中储存空间的大小进行检测，并将检测结果传输到时间管理单元；
时间管理单元，其用于对数据库中储存的能源管理区域的数据值对应的时间进行管理归类；
数据清理单元，其用于对时间管理单元中一个月前对应的能源管理区域的储存的数值信息进行清理，进而为数据库扩展数据储存空间。
6.如权利要求1所述的城市绿色低碳综合能源管理系统，其特征在于，还包括：
能量模型预测单元，其用于获得能量预测数学模型；
其中，所述能量模型预测模型包括第一预测映射层、第二预测映射层和第三预测映射层，所述第一预测映射层用于拟合能量监测值的周期特征，所述第二预测映射层用于拟合能量监测值的趋势特征，所述第三预测映射层用于拟合能量监测值的非线性特征。
7.如权利要求6所述的城市绿色低碳综合能源管理系统，其特征在于，还包括：
能量输入确定单元，其通过所述能量模型预测单元预测的能量预测数学模型来确定能源管理区域内每个能源接收点预计的能源输入量。
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