能量节约计量系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及能量节约计量系统和方法，所述系统包括：能量负荷计量仪，其适合于单独地或全体地测量所述设施的总能量负荷；数据记录，包括指示在热计量仪处测量的第一时间周期期间的外部环境温度的数据，所述热计量仪适合于测量接近所述设施的外部环境温度并产生指示第一时间周期期间的外部环境温度的数据；以及数据处理电路，其处理指示第一时间周期期间的所测量的设施总能量负荷的数据和指示第一时间周期期间的所测量的外部环境温度的数据，从所测量的设施总能量负荷中解聚多个识别的终端使用能量负荷部分，并产生包括与第一时间周期期间的所测量的外部环境温度相对应的多个识别的终端使用能量负荷部分的第一模拟设施模型。

【技术实现步骤摘要】
相关申请本申请是申请日为2011年4月7日、申请号为201180028204.0、专利技术名称为“能量节省测量、调整以及货币化系统和方法”的专利技术专利申请的分案申请。本申请要求于2010年4月8日提交的且题目为“ENERGY-SAVING MEASUREMENT, ADJUSTMENT AND MONETIZATION SYSTEM AND METHOD”的美国临时申请号61/342,165的优先权的权益，该美国临时申请的全部公开内容通过该引用结合于本文中。本申请还是于2011年4月7日提交的且题目为“ENERGY-SAVING MEASUREMENT, ADJUSTMENT AND MONETIZATION SYSTEM AND METHOD”的美国申请序列号13/081,855的继续申请并要求其优先权的权益，该美国申请的全部公开内容通过该引用结合于本文中。
本专利技术一般涉及能量节省领域。更特别地，本专利技术涉及更准确地对过去和未来使用进行建模，对当前使用和节省下的东西进行测量、在可感测的情况下对当前问题进行诊断并进行调整，以及对能量节省进行货币化。
技术介绍
常规能量节省计算通常依赖于从构建的对历史使用数据起作用的工程模型或统计回归模型导出的能量使用基线预测。核心是在可归因于较佳能量系统设计和修改的能量减小（节省）对比可归因于照常的商业的那些之间进行区分的能力。前者被认为具有包括碳排放信用或抵消的附加值，而后者不被认为是这样的。准确并确信地在这两者之间进行辨别以及以可信、透明和可执行的方式对未来能量使用进行量化的能力已经是个问题了。常规方法包括复杂的统计回归模型以及工程模型，它们分析多个能量消耗子系统并试图把组成数据聚合到统计未来使用的模型系统中。把这样的聚合数据与用于模型化和聚合的子系统的正进行的计量的使用数据进行比较以确定可能例如出自把HVAC系统的中央加热工厂部件转换为更高能效的多分布空间加热子系统的能量节省。现有技术采用两个基本方法。第一个涉及对在存在完整的前后数据基础的情况下可以被合理准确地产生的数据使用回归拟合。弱点是它采用了不表示物理现实且因此可能不能够表示正在进行的场所的性能的任何物理或操作改变的统计拟合参数。第二个方法是工程建模方法，依据字面意思，除非在所涉及的成本和时间与节省值不成比例的研究背景中完成，否则其对实际能量使用进行建模以达到典型地仅近似加或减百分之30(±30%)的准确度。图1是图示了随着现有设施的潜在可信的重新设计或改造之前和之后的时间的流逝、基于历史数据的单燃料的回归建模的现有技术方法以预测未来能量使用（上描记线“以前”情况），以及预测的或实际的能量消耗（下描记线“以后”情况）的图。水平轴表示时间推移，要么以小时、天、月，要么以年来加以测量。上平滑描记线图示了典型地通过根据公用事业账单或模型数据的统计建模导出的历史基线能量消耗。连续的虚线按照对诸如温度之类的例行变量的调整来使历史基线延伸。这表示在缺少高效改进的情况下建筑物会消耗什么样的能量。斜下降线图示了在高效措施的安装期间使用方面的改变。下平滑描记线图示了基于试图捕获所述改进的预计（projected）影响的第二回归或工程分析的、经调整的如改进的能量消耗的预测值（如果改进确实是这样的，则其当然较低）。这被建筑物操作者用来标识针对错误检测和诊断的异常行为。叠加在下描记线上的矩形点图示了如通过（一个或多个）公用事业等级计量仪测量的如改进的建筑物的所测量的实际消耗。在图1的经调整的上历史描记线和下计量点之间在时间上的任何点处的差表示基于改进的能量节省或成本规避，要么是在功率、能量、碳方面测量的，要么在现金值方面测量的。因此，如果上描记线是准确的且更重要地是可信的，则基于所述改进的能量节省将是清楚的。不幸地是，如下面将进一步论述的，通常该描记线既不准确也不可信。因此，基于常规建模和计量技术或方法，不存在用于能量信用或碳抵消的成本有效可信基础。常规方法还使得简化了用来预测未来基线能量使用的回归建模和当前能量使用的准确测量这二者的假设和使用简化方法。这些简化的净效应在建模和测量方面是不准确的且不确定的，例如，缺少可信度。可信的能量节省（例如碳抵消或硬通货）常常终结于错误的财政手段（wrong pocket）。这是因为通常把大概松散的能量节省性能和/或测量标准（例如，在能量账单上能量节省必须为10%或更多）构建到合约协议中，所述合约协议比另一方更支持一方的能量信用或货币化交易（例如，公用事业优先于消费者）。例如，能量提供者或分发者可能假定难以测量仅为10%的能量成本节省并且将愿意仅为这样的保守节省假定付费，而随着时间推移的实际节省是显著更大的。该假定常常被表达为：如果消费者安装了特定的能量节省包，则将把该消费者“视为”已经节省了一些能量，并且不“需要”能量节省测量方面的精确性或者实际上根本不存在任何测量。因此，规避了精确测量并且把能量生成归类到公用事业的行政或消费者服务线项目而不是被适当地归属为可销售的（或以其他方式可货币化的）能量节约产品。在2007年，能效评估组织（Efficiency Valuation Organization，EVO）公布了国际节能效果测量和认证规程（IPMVP）。IPMVP企图建立用来基于多种假设、度量和指导方针测量和说明能量节省的标准。它进一步建议仅对相干独立变量进行建模而不对不相干变量进行建模的重要性。它标识出许多这样的按照推测相干的独立变量。IPMVP未能标识出任何基于现实的（即，基于建筑科学的）变量以作为其指导方针或提议的一部分。尽管有IPMVP，但是还是没有被广泛接受的成本高效的“计量仪”，该计量仪用来测量可归因于可以按惯例部署在商业环境中的能量效率改进的能量使用减小。部分原因可能是公用事业公司有它们自己的文化焦点，甚至是它们的最进步的（progressive）和隔绝的（decoupled）。该焦点是能量销售而不是能量效率，其中其性能包括一致性因子、非传输成本、本地经济改善以及竞争力、较低的第一成本、稳定的长期成本等等。因此，如由IPMVP所描述的广泛使用的选项C计量已经被大大地忽略了以有利于通过公用事业的中央功率站项目开发。建筑科学已经教导我们每个建筑物具有一个“特征（signature）”，其描述整个一年内建筑物对可变温度的反应，要么是以季节、月、24小时周期、小时来测量的，要么以某其他时间基础来测量的。在图2中示出了典型的建筑物特征图。本领域技术人员将理解，随着温度的增加，电力（ELECTRICITY）曲线上升，这大部分是由于空气调节/通风需求引起的，而GAS曲线随着温度的降低而上升，这大部分是由于加热需求引起的。这些是有点理想化的曲线，但是它们是建筑物对平均外部温度改变的功率消耗反应的准确特征。还参见图2A，其图示了终端使用能量模型对比平均月温度的面积归一化能量组成，以及其标识出在典型设施（例如，建筑物）中能量消耗的主要贡献者。由美国促进能源效益经济委员会(ACEEE or ACE3),____, 2008公开的H. Reichmuth, PE的“A Method for Deriving an Empirical Hourly Base Load Shape f本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量节约计量系统，包括：一个或多个能量负荷计量仪，其操作成与设施的能量供应系统耦合以适合于单独地或全体地测量所述设施的总能量负荷，其中，所述一个或多个能量负荷计量仪全体地还包括数据输出电路，所述数据输出电路适合于产生指示第一时间周期期间的所测量的总设施能量负荷的数据；在有形机器可读介质处存储的数据记录，所述数据记录包括指示在一个或多个热计量仪处测量的第一时间周期期间的外部环境温度的数据，所述一个或多个热计量仪被设置并配置成适合于测量接近所述设施的外部环境温度并产生指示第一时间周期期间的外部环境温度的数据；以及数据处理电路，其操作成与一个或多个非瞬时数据存储介质耦合，其中，所述数据存储介质单独地或全体地包括存储的设备可执行编码指令，所述设备可执行编码指令被配置成当由所述数据处理电路执行时使所述数据处理电路：处理指示第一时间周期期间的所测量的设施总能量负荷的所述数据和指示第一时间周期期间的所测量的外部环境温度的所述数据这两者；从所测量的设施总能量负荷中解聚多个识别的终端使用能量负荷部分；以及产生包括与第一时间周期期间的所测量的外部环境温度相对应的所述多个识别的终端使用能量负荷部分的第一模拟设施模型。...

【技术特征摘要】
2010.04.08 US 61/342165;2011.04.07 US 13/0818551.一种能量节约计量系统，包括：一个或多个能量负荷计量仪，其操作成与设施的能量供应系统耦合以适合于单独地或全体地测量所述设施的总能量负荷，其中，所述一个或多个能量负荷计量仪全体地还包括数据输出电路，所述数据输出电路适合于产生指示第一时间周期期间的所测量的总设施能量负荷的数据；在有形机器可读介质处存储的数据记录，所述数据记录包括指示在一个或多个热计量仪处测量的第一时间周期期间的外部环境温度的数据，所述一个或多个热计量仪被设置并配置成适合于测量接近所述设施的外部环境温度并产生指示第一时间周期期间的外部环境温度的数据；以及数据处理电路，其操作成与一个或多个非瞬时数据存储介质耦合，其中，所述数据存储介质单独地或全体地包括存储的设备可执行编码指令，所述设备可执行编码指令被配置成当由所述数据处理电路执行时使所述数据处理电路：处理指示第一时间周期期间的所测量的设施总能量负荷的所述数据和指示第一时间周期期间的所测量的外部环境温度的所述数据这两者；从所测量的设施总能量负荷中解聚多个识别的终端使用能量负荷部分；以及产生包括与第一时间周期期间的所测量的外部环境温度相对应的所述多个识别的终端使用能量负荷部分的第一模拟设施模型。2.如权利要求1所述的能量节约计量系统，其中，所存储的设备可执行编码指令还被配置成当由所述数据处理电路执行时使所述数据处理电路：根据指示在第二时间周期期间测量的外部环境温度的数据来处理第一模拟设施模型；以及产生调整的第二模拟设施模型，其中，多个调整的终端使用能量负荷部分与在第二时间周期期间测量的所述外部环境温度相对应。3.如权利要求2所述的能量节约计量系统，其中，第二时间周期和第一时间周期在持续时间上不同。4.如权利要求2所述的能量节约计量系统，其中，所存储的设备可执行编码指令还被配置成当由所述数据处理电路执行时使所述数据处理电路：将所调整的第二模拟设施模型的所述多个调整的终端使用能量负荷部分的和与在第二时间周期期间测量的所述设施的总能量负荷进行比较；以及计算其之间的量化差。5.如权利要求1所述的能量节约计量系统，还包括所述一个或多个热计量仪。6.如权利要求1所述的能量节约计量系统，其中，所述处理、终端使用能量负荷部分解聚以及第一模拟设施模型产生操作包括执行迭代最速下降收敛算法。7.如权利要求2所述的能量节约计量系统，还包括：控制器部分，其操作成与设施的加热子系统和制冷子系统中的任一个或者这二者耦合，所述控制器部分包括被配置为当由数据处理电路执行时影响所述加热子系统和所述制冷子系统中的任一个或者这二者的控制的指令。8.如权利要求1所述的能量节约计量系统，其中，所述设施包括一个或多个建筑物、一个或多个工厂、一个或多个园区、或者其任何组合中的任何一种。9.如权利要求5所述的能量节约计量系统，其中，将所述一个或多个热计量仪中的至少一个和所述一个或多个能量负荷计量仪中的至少一个组合在单个设备内。10.如权利要求2所述的能量节约计量系统，还包括：数据记录机构，其操作成与所述数据处理电路耦合并被配置成在非瞬时机器可读数据存储介质和人类可读介质中的任一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：E特里，R霍华德，C威廉，
申请(专利权)人：能源管理公司，
类型：发明
国别省市：美国;US