一种智能化区域用电节能方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种智能化区域用电节能方法及系统，系统用于管理所在区域内的用户、楼宇及公共区域的用电情况，并节省用电，系统包括数据实时监控采集模块、温度传感器、微控模块、显示模块、继电器、无线通讯模块、云计算预警分析模块、信息采集器模块、区块链信息管理模块、报警模块。本发明专利技术提供的方法及系统通过设置具有构建了异常检测模型云计算预警分析模块，并通过检测外部温度的温度传感器，实时监测外部空气温度，根据不同的外部温度所需要的供电进而供热的影响情况，构建影响构建不同的外部温度的不同的异常检测条件，进而在不同的电能节能标准要求情况下，进行电能节能预警判断，并在超出节能要求的时候发出警报，有效进行电能节能。节能。节能。

【技术实现步骤摘要】
一种智能化区域用电节能方法及系统


[0001]本专利技术属于电能监测管理
，具体涉及一种智能化区域用电节能方法及系统。

技术介绍

[0002]电力行业具有高投入、高消耗、高排放等特点，已成为全球能源领域最大的碳排放源。近十年来我国发电量不断增长，电成为人们生活必不可少的一部分，较高的用电量在保证高效便捷的社会生产生活的同时也产生了一系列相关问题。
[0003]用电设备的类型越来越多，线路的结构也越来越复杂，随之而来的电能质量问题对多方造成了不同程度的影响。
[0004]为此，多地搭建了电能质量监测系统，采集电能质量数据而目前的研究大多集中于扰动检测，相对而言真正对电能质量指标分析预测的不多，因此针对电能质量稳态指标，对其合理预警有重要的工程意义。
[0005]为响应节能减排，有效提升电力行业的用电管理质量，除了要快速准确地获取各区域的电力参数，还需要根据所监测管理区域的用电情况结合外界环境温度进行电能节能管理和报警处理的系统和方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对上述缺陷，提供一种根据所监测管理区域的用电情况结合外界环境温度进行电能节能管理和报警处理的电能节能预警方法及系统。
[0007]本专利技术提供如下技术方案：一种智能化区域用电节能方法，包括以下步骤：
[0008]1)微控模块控制数据实时监控采集模块和温度传感器开启，数据实时监控采集模块采集所在区域内的用户、楼宇及公共区域的电能参数，温度传感器采集外界气温数据；
[0009]2)微控模块将数据传输至显示模块用于实时显示电能用电情况，并发送至继电器和无线通讯模块，继电器接入插排内部控制火线通断，结合收到微控模块的控制信号实现插孔内部电源通断；
[0010]3)无线通讯模块将电能参数数据传递至云计算预警分析模块，云计算预警分析模块进行数据分析，并通过接收到的外部温度构建异常检测模型，计算在一个监测循环t范围内的电能实际消耗量Y
s,n
和预测消耗量之差是否小于阈值若小于所阈值则为正常节能模式下的电能使用状态，若超过阈值则不是正常节能模式下的电能使用状态，云计算预警分析模块向报警模块发出报警指令；
[0011]4)报警模块发出报警通知；
[0012]5)区块链信息管理模块接收云计算预警分析模块分析得到的异常数据、数据实时监控采集模块和温度传感器采集到的所在区域内的用户、楼宇及公共区域的电能使用数据，以及外部环境温度，用于后续有需要时进行历史查询和分析汇总。
[0013]进一步地，所述异常检测模型构建方法如下：
[0014]S1：将一天中的24小时作为一个检测循环，循环用s代表，即t＝0,1,2,
…
,23，s∈t，每个循环中具有n个周期，并使用前i天在t时范围内的消耗量进行自动回归，i＝1,2,
…
，p，每天的回归形成一个阶；构建第s个循环和第n个周期的异常检测模型Y
s,n
：
[0015][0016]其中，其中Y是消耗时间序列中的数据点；p是自回归中的阶数；XT1、XT2和XT3是外部温度所带来的所需电能供给量；α为异常检测计算系数，β为外部温度影响计算系数；ε
s
是白噪声的值；
[0017]S2：根据不同的外部温度影响构建不同的异常检测条件；
[0018]S3：构建不同异常检测条件下所形成的训练数据集X＝{x1,x2,
…
,x
n
}，构建符合唯一变量高斯分布的每个元素x
j
的检测函数m(x
j
；μ,δ)，j＝1,2,
…
,3，并将后续检测到的数据进行检测迭代计算；
[0019]计算得到的m(x
j
；μ,δ)与阈值进行比较。
[0020]进一步地，所述S2步骤中，不同的外部温度影响构建不同的异常检测条件如下：
[0021][0022][0023][0024]所述T为所述温度传感器检测得到的外部温度；
[0025]XT1异常检测条件代表外界温度为20摄氏度情况下，不需要供电保温供热的外部温度影响情况；XT2异常检测条件代表外界温度为16摄氏度情况下，需要供电保温供热的外部温度影响情况；XT3异常检测条件代表外界温度为5摄氏度情况下，非常需要供电保温供热的外部温度影响情况。
[0026]进一步地，所述S3步骤中，所述检测函数m(x
j
；μ,δ)如下：
[0027][0028]其中，
[0029]本专利技术还提供采用上述方法的一种智能化区域用电节能系统，所述区域用电节能系统用于管理所在区域内的用户、楼宇及公共区域的用电情况，并节省用电，所述系统包括数据实时监控采集模块、温度传感器、微控模块、显示模块、继电器、无线通讯模块、云计算预警分析模块、信息采集器模块、区块链信息管理模块、报警模块；所述数据实时监控采集模块，用于实时监测所在区域内的用户、楼宇及公共区域的电能使用数据；所述温度传感器，用于实时监测外部环境温度数据；所述微控模块，用于控制所述数据实时监控采集模块和所述温度传感器是否开启；所述无线通讯模块，用于将微控模块整合汇集的数据传输至所述云计算预警分析模块；所述云计算预警分析模块，用于分析所述电能数据，并根据外部
环境温度进行异常检测，超过异常阈值，则向报警模块发出指令，所述报警模块发出报警通知；否则，继续进行数据分析及异常检测；所述信息采集器模块，用于控制云计算预警分析模块阶段性地接收所述无线通讯模块的数据；所述区块链信息管理模块，用于管理采集到的数据。
[0030]进一步地，所述云计算预警分析模块采用Hadoop云计算方法，引入数据存储平台并进行数据处理。
[0031]进一步地，所述云计算预警分析模块包括预警分级模块、电能趋势预测模块、数据查询模块和统计报表模块。
[0032]进一步地，所述报警模块为以短信通知形式通知用户进行预警。
[0033]进一步地，所述区块链信息管理模块包括用户管理模块、楼宇管理模块、区域管理模块；
[0034]所述用户管理模块，用于对用户的个人信息如身份信息、用电信息等进行收集、管理；
[0035]所述楼宇管理模块，用于对所监测区域内的若干个楼的电能数据进行分类和分项计量；
[0036]所述公用区域管理模块，用于对所监测区域内的公用区域电能数据进行分类和分项计量。
[0037]本专利技术的有益效果为：
[0038]1、本专利技术提供的系统及方法，具有实时监测电能质量各项指标的能力，可以方便、快捷地查询事件的相关数据、自动修改信息类型，还可根据不同地区差异设定合适的门槛值，自动捕捉不同电能质量指标的扰动；系统能够通过敏感度分析和统计，对配电网的发展趋势做出预判，并向各级监测站下达维护和治理控制命令。
[0039]2、本专利技术提供的系统及方法，主要包括实时数据监测、统计报表、分级预警、趋势预测、历史数据查本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能化区域用电节能方法，其特征在于，包括以下步骤：1)微控模块控制数据实时监控采集模块和温度传感器开启，数据实时监控采集模块采集所在区域内的用户、楼宇及公共区域的电能参数，温度传感器采集外界气温数据；2)微控模块将数据传输至显示模块用于实时显示电能用电情况，并发送至继电器和无线通讯模块，继电器接入插排内部控制火线通断，结合收到微控模块的控制信号实现插孔内部电源通断；3)无线通讯模块将电能参数数据传递至云计算预警分析模块，云计算预警分析模块进行数据分析，并通过接收到的外部温度构建异常检测模型，计算在一个监测循环t范围内的电能实际消耗量Y
s,n
和预测消耗量之差是否小于阈值若小于所阈值则为正常节能模式下的电能使用状态，若超过阈值则不是正常节能模式下的电能使用状态，云计算预警分析模块向报警模块发出报警指令；4)报警模块发出报警通知；5)区块链信息管理模块接收云计算预警分析模块分析得到的异常数据、数据实时监控采集模块和温度传感器采集到的所在区域内的用户、楼宇及公共区域的电能使用数据，以及外部环境温度，用于后续有需要时进行历史查询和分析汇总。2.采用根据权利要求1所述的一种智能化区域用电节能方法，其特征在于，所述异常检测模型构建方法如下：S1：将一天中的24小时作为一个检测循环，循环用s代表，即t＝0,1,2,
…
,23，s∈t，每个循环中具有n个周期，并使用前i天在t时范围内的消耗量进行自动回归，i＝1,2,
…
，p，每天的回归形成一个阶；构建第s个循环和第n个周期的异常检测模型Y
s,n
：其中，其中Y是消耗时间序列中的数据点；p是自回归中的阶数；XT1、XT2和XT3是外部温度所带来的所需电能供给量；α为异常检测计算系数，β为外部温度影响计算系数；ε
s
是白噪声的值；S2：根据不同的外部温度影响构建不同的异常检测条件；S3：构建不同异常检测条件下所形成的训练数据集X＝{x1,x2,
…
,x
n
}，构建符合唯一变量高斯分布的每个元素x
j
的检测函数m(x
j
；μ,δ)，j＝1,2,
…
,3，并将后续检测到的数据进行检测迭代计算；计算得到的m(x
j
；μ,δ)与阈值进行比较。3.根据权利要求2所述的一种智能化区域用电节能方法，其特征在于，所述S2步骤中，不同的外部温度影响构建不同的异常检测条件如下：不同的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锐，莫金元，杨康，张涛，黄生俊，史志超，李凯文，李文桦，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：