一种融合需求响应的楼宇能源管理系统及能源管理方法技术方案

本发明专利技术提供了一种融合需求响应的楼宇能源管理系统和能源管理方法，需求响应的楼宇能源管理系统包括数据采集单元、数据存储单元、需求响应单元节能策略设置单元、数据分析单元、负荷预测单元、控制执行单元。本发明专利技术通过将需求响应管理和节能管理结合，基于不同情况进行策略控制，根据实际情况对用户给出最终的节能建议，制定最经济性用电策略，实现削峰填谷，减少电费支出。

Building energy management system and energy management method based on demand response

The present invention provides a fusion of demand response of building energy management system and energy management method, demand response of building energy management system includes a data acquisition unit, data storage unit, demand response unit energy-saving strategy setting unit, a data analysis unit, load forecasting unit and control execution unit. The demand response management and energy saving management with different conditions based on control strategy, according to the actual situation of the user gives the final such advice, the most economical electricity strategy, achieve peak, reduce electricity costs.

【技术实现步骤摘要】
一种融合需求响应的楼宇能源管理系统及能源管理方法
本专利技术涉及楼宇能源领域，尤其涉及一种融合需求响应的楼宇能源管理系统及能源管理方法。
技术介绍
随着社会的进步和经济的迅猛发展，建筑市场的飞速发展，建筑能耗占总能耗比例逐年上升。资料显示，未来几年内写字楼、公寓、饭店、会展中心等大型公共建筑会大幅度增加，而我国约90%以上的大型公共建筑是典型的耗（电）能大户，对于一栋现代化的大楼而言，统计显示有35%~50%的能源因此而浪费。在能源需求日趋紧张的情况下，采用多种手段实现建筑节能是必然的选择。如何进行建筑能耗量化管理，降低建筑运行过程中所消耗的能量，从而降低运行成本，成为最为关注的问题。另一方面，随着电力市场改革的深入进行，需求侧管理正进一步得到重视，2016年2月，为推进能源互联网发展,国家发改委、能源局、工信部发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》，其重点任务提出“加快推进能源消费智能化”，鼓励建设以智能终端和能源灵活交易为主要特征的智能家居、智能楼宇、智能小区和智能工厂，支撑智慧城市建设，加强电力需求侧管理，普及智能化用能监测和诊断技术，楼宇能源管理系统引入需求侧管理是未来的发展方向，目前国内对楼宇能源参与需求响应的研究较少，部分试点对楼宇的负荷管理进行了简单的研究，但是很多系统在节能和负荷不能兼顾，例如负荷的减少可能不能够满足预期要求，从而不得不支付更多的电费。当前国内的楼宇能源管理系统主要集中在能源消耗监测和控制的层面上，系统只简单采集建筑能耗数据，人为制定控制策略，这就使得系统的管理大多集中在节能上，对于楼宇能源的负荷管理研究不够深入，对于楼宇能源的负荷管理研究不够深入。
技术实现思路
为克服现有技术的问题，本专利技术提供一种融合需求响应的楼宇能源管理系统，所述系统包括数据采集单元、据存储单元、需求响应单元、节能策略设置单元、数据分析单元、负荷预测单元及控制执行单元；所述数据采集单元包括数据采集模块以及通信模块，所述采集模块以及通信模块通过网络与数据存储单元连接，并与数据存储单元连接并进行数据交换；所述数据存储单元与所述数据采集单元相连，所述数据存储单元用于存储数据采集单元发送的用电设备用电数据和用电设备周围的环境信息；所述数据存储单元还用于存储节能策略设置单元发送的节能策略，以及存储数据分析单元分析的需求响应收益和节能策略收益后得到的最终执行策略；所述数据存储单元还通过网络与控制执行单元相连，用于向控制执行单元发送控制指令。所述需求响应单元与负荷预测单元相连，所述需求响应单元用于获取负荷预测单元计算得到的负荷基线值数据，以及接收需求响应信号，制定需求响应策略，生成需求响应事件；所述节能策略设置单元用于根据楼宇内能耗设备分类设置不同的节能策略，并将节能策略存储到数据存储单元中；所述数据分析单元用于计算当前负荷值、需求响应收益和节能策略收益，得到最终执行策略，并发送到控制执行单元；数据分析单元与需求响应单元相连，通过获取需求响应单元中的需求响应信号，获得响应执行时间和需求响应收益，将分析得到的执行策略存储到数据存储单元中；所述负荷预测单元用于根据历史数据存储单元存储的历史负荷数据，对未来的楼宇负荷进行预测分析，得到负荷基线值；所述控制执行单元用于接收数据分析单元发送的控制策略，执行控制动作。进一步的，所述楼宇能源管理系统还包括区域控制单元，所述区域控制单元用于根据不同区域和不同类型的用电设备进行集中远程控制和策略控制，并执行设备控制动作。进一步的，所述楼宇能源管理系统还包括能耗数据展示单元，所述能耗数据展示单元与数据存储单元相连，所述能耗数据展示单元能获取数据存储单元中的设备用电数据，用于进行能耗数据统计与分析。进一步的，所述数据采集模块用于采集用电设备的用电数据；所述数据采集单元还包括传感器，用于感知周围的环境信息包括温度、光线、人体感应，所述传感器将用电设备的用电数据和用电设备周围的环境信息发送到通讯模块，所述通讯模块通过网络将数据发送到数据存储单元。进一步的，所述通信模块的通信方式可以是Wi-Fi无线网络、Zigbee网络或RS485有线以太网等多种方式。所述需求响应信号包括负荷调整目标值、响应开始时间、响应执行时间和激励信息。所述节能策略包括选择控制区域、触发时间、触发次数、触发条件、触发动作。不同区域可以设置为不同的优先级权重，区域中的用电设备可以选择参与需求响应或者不参与需求响应。用电设备的控制优先级可以通过对不同用电设备设置不同优先级权重，根据优先级大小自动生成排序。本专利技术还提供一种能源管理方法，包括以下步骤：1）接收需求响应信号，获取负荷调整目标值、响应开始时间、响应执行时间和激励信息；2）根据用电设备的控制策略计算可调整负荷，根据负荷基线值和负荷调整目标值，按照用电设备的控制优先级，依次将设备添加到需求响应列表中，生成需求响应策略；3）根据需求响应策略中的用电设备，查询响应执行时间期间用电设备对应的节能策略；4）根据节能策略和响应执行时间估算列入需求响应策略中用电设备能够获得的节能收益，根据需求响应策略和激励信息预估需求响应收益；5）将节能收益与需求响应收益做对比，如果激励信息大于节能收益，则根据需求响应策略、响应执行时间生成需求响应事件，按照需求响应事件执行用电设备控制动作。所述需求响应信号可以由负荷集成商、电力调度单位或者其他电力公司等机构发布，所述负荷调整目标值包括调高负荷和削减负荷两种，所述激励信息是约定降低负荷后的补贴标准。所述步骤2）中，所述负荷基线值计算步骤包括：选取选择从待计算日向前N天对应时段的历史负荷；剔除周末、节假日的日期以及数据值偏离预期或大量统计数据值的日期，并往前将与剔除天数相同天数的日期加入到待计算日期中；计算日前N天的对应小时负荷值的均值作为基线负荷。进一步的，在负荷基线值的计算过程中，还可以用气象作为调节因子，一般为0.8~1.2。进一步的，所述步骤2）中所述用电设备通过区域设置进行分组，分为日常削减负荷分组以及备用削减负荷分组。所述日常削减负荷分组是指第一序列无条件被控制执行的用电设备；所述备用削减负荷分组是指按照用电设备对用户影响度权重，设置不同优先级，根据优先级大小自动生成排序并添加到需求响应列表中。不同区域可以设置为不同的优先级权重，区域中的用电设备可以选择参与需求响应或者不参与需求响应。进一步的，所述步骤2）中，所述生成需求响应策略步骤包括：获取日常削减负荷分组中用电设备的可调整负荷总量；判断日常削减负荷分组中用电设备的可调整负荷总量是否满足需求响应信号中的负荷调整目标值；如果不满足需求响应信号中的负荷调整目标值，则将备用削减负荷分组中的用电设备根据优先级添加到需求响应列表中，直至可调整负荷总量满足负荷调整目标值，生成需求响应策略。进一步的，所述步骤4中），节能收益的计算步骤包括：估算在响应执行期间，节能策略所降低的负荷值，将降低的负荷值乘以响应执行时间预估能够获得的节能收益。进一步的，所述步骤4中），需求响应收益的计算步骤包括：估算在响应执行期间，需求响应策略所降低的负荷值，根据激励信息预估能够获得的需求响应收益。采用上述的技术方案，本专利技术的有益效果主要表现为：本专利技术通过将需求响应管理和节能管理结合，基于不同情况进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种融合需求响应的楼宇能源管理系统，其特征在于，所述系统包括数据采集单元、据存储单元、需求响应单元、节能策略设置单元、数据分析单元、负荷预测单元及控制执行单元；所述数据采集单元包括数据采集模块以及通信模块，所述采集模块以及通信模块通过网络与数据存储单元连接，并与数据存储单元连接并进行数据交换；所述数据存储单元与所述数据采集单元相连，所述数据存储单元用于存储数据采集单元发送的用电设备用电数据和用电设备周围的环境信息；所述数据存储单元还用于存储节能策略设置单元发送的节能策略，以及存储数据分析单元分析的需求响应收益和节能策略收益后得到的最终执行策略；所述数据存储单元还通过网络与控制执行单元相连，用于向控制执行单元发送控制指令；所述需求响应单元与负荷预测单元相连，所述需求响应单元用于获取负荷预测单元计算得到的负荷基线值数据，以及接收需求响应信号，制定需求响应策略，生成需求响应事件；所述节能策略设置单元用于根据楼宇内能耗设备分类设置不同的节能策略，并将节能策略存储到数据存储单元中；所述数据分析单元用于计算当前负荷值、需求响应收益和节能策略收益，得到最终执行策略，并发送到控制执行单元；数据分析单元与需求响应单元相连，通过获取需求响应单元中的需求响应信号，获得响应执行时间和需求响应收益，将分析得到的执行策略存储到数据存储单元中；所述负荷预测单元用于根据历史数据存储单元存储的历史负荷数据，对未来的楼宇负荷进行预测分析，得到负荷基线值；所述控制执行单元用于接收数据分析单元发送的控制策略，执行控制动作。...

【技术特征摘要】
1.一种融合需求响应的楼宇能源管理系统，其特征在于，所述系统包括数据采集单元、据存储单元、需求响应单元、节能策略设置单元、数据分析单元、负荷预测单元及控制执行单元；所述数据采集单元包括数据采集模块以及通信模块，所述采集模块以及通信模块通过网络与数据存储单元连接，并与数据存储单元连接并进行数据交换；所述数据存储单元与所述数据采集单元相连，所述数据存储单元用于存储数据采集单元发送的用电设备用电数据和用电设备周围的环境信息；所述数据存储单元还用于存储节能策略设置单元发送的节能策略，以及存储数据分析单元分析的需求响应收益和节能策略收益后得到的最终执行策略；所述数据存储单元还通过网络与控制执行单元相连，用于向控制执行单元发送控制指令；所述需求响应单元与负荷预测单元相连，所述需求响应单元用于获取负荷预测单元计算得到的负荷基线值数据，以及接收需求响应信号，制定需求响应策略，生成需求响应事件；所述节能策略设置单元用于根据楼宇内能耗设备分类设置不同的节能策略，并将节能策略存储到数据存储单元中；所述数据分析单元用于计算当前负荷值、需求响应收益和节能策略收益，得到最终执行策略，并发送到控制执行单元；数据分析单元与需求响应单元相连，通过获取需求响应单元中的需求响应信号，获得响应执行时间和需求响应收益，将分析得到的执行策略存储到数据存储单元中；所述负荷预测单元用于根据历史数据存储单元存储的历史负荷数据，对未来的楼宇负荷进行预测分析，得到负荷基线值；所述控制执行单元用于接收数据分析单元发送的控制策略，执行控制动作。2.如权利要求1所述的一种融合需求响应的楼宇能源管理系统，其特征在于，所述楼宇能源管理系统还包括区域控制单元，所述区域控制单元用于根据不同区域和不同类型的用电设备进行集中远程控制和策略控制，并执行设备控制动作。3.如权利要求1所述的一种融合需求响应的楼宇能源管理系统，其特征在于，所述楼宇能源管理系统还包括能耗数据展示单元，所述能耗数据展示单元与数据存储单元相连，所述能耗数据展示单元能获取数据存储单元中的设备用电数据，用于进行能耗数据统计与分析。4.如权利要求1所述的一种融合需求响应的楼宇能源管理系统，其特征在于，所述数据采集模块用于采集用电设备的用电数据；所述数据采集单元包括传感器，所述传感器将用电设备的用电数据和用电设备周围的环境信息发送到通讯模块，所述通讯模块通过网络将数据发送到数据存储单元。5.一种能源管理方法，包括以下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪立洲，
申请(专利权)人：杭州赫智电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33