[發明專利]一種邊云協同的供水設備能耗監測與能效評價系統和方法

有效

• 申請號: 202010099925.1
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111273622B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 張元禾;任江洪;王俊;白帆;謝艷;盧利利;周光明;高明輝;岳敏;韓興連;陳思遠
• 申請（專利權）人: 重慶遠通電子技術開發有限公司;重慶大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 郭云

1.一種邊云協同的供水設備能耗監測與能效評價系統，其特征在于，包括邊緣計算裝置和云服務平臺；其中，

所述邊緣計算裝置包括數據采集模塊、數據分析模塊、通訊模塊；

數據采集模塊，用于采集二次供水設備的運行數據，包括進水壓力數據、出水壓力數據和電量計量數據；

數據分析模塊，用于對二次供水設備的運行數據進行分析從而提取出相應的能耗特征數據和識別出設備能耗狀態；

所述數據分析模塊包括能耗數據提取模塊和能耗狀態識別模塊；所述能耗數據提取模塊，用于從設備運行數據中提取出二次供水設備的能耗特征數據，包括用能強度比數據的中位值、偏度值、15分位點值與85分位點值；所述能耗狀態識別模塊，用于識別二次供水設備的能耗狀態；

通訊模塊，用于邊緣計算裝置和云服務平臺進行無線/有線通信；

所述云服務平臺包括能效評分模塊以及顯示模塊；

能效評分模塊，用于根據邊緣計算裝置上傳的能耗特征數據對二次供水設備進行能效評分，并將評分結果以列表的形式通過顯示模塊進行顯示；

所述能效評分模塊包括中位值評分模塊、偏度值評分模塊、分布寬度值評分模塊以及加權系數計算模塊；其中，

中位值評分模塊，用于為每臺二次供水設備的用能強度比的中位值進行評分；

偏度值評分模塊，用于為每臺二次供水設備的用能強度比的偏度值進行評分；

分布寬度值評分模塊，用于為每臺二次供水設備的用能強度比的分布寬度值進行評分；

加權系數計算模塊，用于確定每臺二次供水設備能效評分中的加權系數。

2.一種邊云協同的供水設備能耗監測與能效評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：邊緣計算裝置采集二次供水設備的運行數據，所述運行數據包括進水壓力數據、出水壓力數據和電量計量數據，并從運行數據中提取出能耗數據，對設備的能耗狀態進行識別，再將能耗數據傳輸到云服務平臺；所述能耗數據包括能耗特征數據和能耗狀態識別數據，所述能耗特征數據包括用能強度比的中位值、偏度值、15分位點值與85分位點值；

所述S1中，所述能耗特征數據的提取步驟如下：

S1-1:定義用能強度比來反映二次供水設備的用電負荷強度，即X＝{X₁,X₁,...,X_n}，X_n表示第n個用能強度比：

公式(2)中，X_n表示第n個用能強度比；E_n表示二次供水設備的第n個每小時用電量，單位kwH；maxE表示二次供水設備歷史上的每小時用電量的最高值，單位kwH；

S1-2：采用中位值表示用能強度比數據分布中心，采用偏度值表示用能強度比數據分布的偏斜情況，采用15分位點與85分位點之間的距離表示用能強度比數據分布的寬度：

中位值的計算公式如下：

公式(3)中，O表示中位值，表示第個用能強度比，表示第個用能強度比，表示第個用能強度比，N表示用能強度比的數量；

偏度值的計算公式如下：

公式(4)中，b表示偏度值，S表示用能強度比的標準差，表示用能強度比的平均值，N表示用能強度比的數量，X_i表示第i個用能強度比；

15分位點值的計算公式：

公式(5)中，P₁₅表示15分位點值，L₁₅表示15分位點所在數值區間的下端點值，F₁₅為15分位點所在數值區間的向上數據累積次數，f₁₅表示15分位點所在數值區間的數據個數，d為區間的寬度；

85分位點值的計算公式：

公式(6)中，P₈₅表示85分位點值，L₈₅為85分位點所在數值區間的下端點值，F₈₅為85分位點所在數值區間的向上數據累積次數，f₈₅表示85分位點所在數值區間的數據個數，d為區間的寬度；

S2：云服務平臺基于二次供水設備的能耗特征數據進行評分，并形成能效評分列表進行顯示；能效評分的計算公式如下：

公式(1)中，Y表示能效評分；j表示24小時中的第j個小時；C_jr表示第r臺設備第j個小時的用能強度比的中位值評分；B_jr表示第r臺設備第j個小時的用能強度比的偏度值評分；P_jr表示第r臺設備第j個小時的用能強度比的分布寬度值的評分；a和b是兩個調整參數，取值均為1；k_jr表示第r臺設備第j個小時的加權系數。