電能分項能耗計量方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種電能分項能耗計量方法和裝置，所述方法包括：獲取各計量表的測量數據；計算各計量表所在配電支路在預定時間段內的支路能耗值；根據與配電支路相連的各末端集的預估計能耗值及其不確定度，將配電支路能耗值按照與所述配電支路相連的各末端集進行拆分，得到各末端集的拆分能耗值及其不確定度；根據不同末端集所屬的能耗分項類型，將屬于相同能耗分項類型的末端集的拆分能耗值進行合并，得到電能的分項能耗計量值及每個分項能耗計量值的不確定度。本發明使得各末端集的拆分能耗及拆分能耗不確定度的計算與用能設備的類型無關，具有算法實現簡單、分項能耗計量準確度高以及通用性強的優點，有利于實現電力能源的精細化管理。
【專利說明】電能分項能耗計量方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及能耗測量【技術領域】，尤其涉及一種電能分項能耗計量方法和裝置。
【背景技術】
[0002]建筑耗能主要包括水、電、燃氣、集中供熱、集中供冷和其他能源。由于建筑用能設備數量大、能耗構成復雜，加之不同類型用能設備能耗水平高低的差異影響，使得僅依靠整個建筑系統的總能耗或者部分計量裝置測量的能耗數據，無法準確定位建筑用能不合理或者管理策略方面的缺陷，無法高效且有針對性的開展建筑節能工作。為了解決該問題，提出了對建筑的各功能系統的能耗進行分項計量的解決方案。分項計量是指對建筑的各功能系統安裝分類、分項能耗計量儀表，從而得到建筑物的總能源消耗量和不同能源種類、不同功能系統分項消耗量。一般建筑中，電能使用量最多、應用范圍最廣，所以分項計量更多針對電能分項能耗計量。建筑的配電系統以配電室為中心，從配電室出發的支路(簡稱配電室支路)進入建筑的各個區域，再由各區域的配電柜或配電箱分配到各末端支路。對于新的建筑，可以根據分項計量的要求對配電系統的功能進行劃分，使得同一條配電室支路上連接相同類型的用能設備。而對于既有建筑的配電系統；通常一條配電室支路上可能會連接有多個不同類型的用能設備，在建筑用能設備數量較大時，為每一用能設備配套相應的計量裝置，成本高、可操作性差，加之由于建筑改造或者功能系統區域改變等原因，經常需要增加或改變一些用能設備。為了盡量減小施工的復雜度，通常會直接從距離最近的配電室取電，而忽視了初始的配電室支路設計規范和功能劃分。
[0003]在對上述配電系統進行能耗計量時，由于計量手段的限制，對按照分項計量的要求進行功能劃分的配電系統而言，可以將某個計量裝置所測得的能耗歸為某一特定能耗分項的能耗數據，但是，這種計量方式對于復雜的配電室支路(連接有多個不同類型的用能設備，用能設備能耗差異大)而言是不合理的。當然，為了準確計量各用能設備的能耗，可以對某計量裝置測得的能耗數據進行合理拆分，現有技術中采用按照預設分配比例的方式對支路能耗進行拆分，該種方式會導致拆分后各末端集的分項能耗數據準確度差，無法為后續的能耗分析、問題診斷、能耗管理等工作提供準確的基礎數據，進而可能給后續工作帶來不利影響。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明提供一種電能分項能耗計量方法和裝置，使得各末端集的拆分能耗及拆分能耗不確定度的計算與用能設備的類型無關，具有算法實現簡單、分項能耗計量準確度高以及通用性強的優點，有利于實現電力能源的精細化管理。
[0005]在第一方面，本發明實施例提供一種電能分項能耗計量方法，包括如下步驟:
[0006]SO1、獲取各計量表的測量數據；
[0007]S02、根據所述測量數據計算各計量表所在配電支路在預定時間段內的支路能耗值；[0008]S03、根據與配電支路相連的各末端集的預估計能耗值及其不確定度，將配電支路在所述預定時間段內的能耗值按照與所述配電支路相連的各末端集進行拆分，得到各末端集的拆分能耗值及其不確定度；
[0009]S04、根據不同末端集所屬的能耗分項類型，將屬于相同能耗分項類型的末端集的拆分能耗值進行合并，得到電能的分項能耗計量值及每個分項能耗計量值的不確定度；
[0010]其中，所述預估計能耗值的不確定度指預估計能耗值不確定區間的半寬度；所述拆分能耗值的不確定度指拆分能耗值不確定區間的半寬度；所述分項能耗計量值的不確定度指分項能耗計量值不確定區間的半寬度。
[0011]在第一種可能的實現方式中，所述末端集的預估計能耗值及其不確定度是在一定置信水平下，根據末端集能耗預估計模型及與所述末端集能耗預估計模型相關的已知能耗特征參數計算得到的。
[0012]進一步的，所述末端集的預估計能耗值及其不確定度是在一定置信水平下，根據末端集負載率模型及額定功率計算得到的，具體步驟包括:
[0013]采集與目標末端集屬于同一能耗類別的末端集在一定時間段內的能耗特征序列作為樣本，所述樣本符合正態分布；
[0014]在l-α置信水平下，根據末端集負載率模型計算與目標末端集屬于同一能耗類別的末端集的負載率樣本均值及其不確定區間，作為所述目標末端集的樣本均值及其不確定區間；
[0015]根據所述目標末端集的負載率樣本均值及不確定區間計算總體負載率及其不確定區間；
[0016]計算末端集的額 定功率與總體負載率的乘積得到所述末端集的預估計能耗值；計算末端集的額定功率與總體負載率不確定度的乘積得到預估計能耗值的不確定度；
[0017]其中，α為預設的顯著性水平值，O ^ a ^ I ;所述目標末端集是同一配電支路的一個或多個同類設備的集合；所述總體負載率不確定度為總體負載率不確定區間的半寬度。
[0018]進一步的，所述末端集的預估計能耗值及其不確定度是在一定置信水平下，根據末端集負載率模型及額定功率計算得到的，具體步驟包括:
[0019]采集目標末端集在一定時間段內的能耗特征序列作為樣本，所述樣本符合正態分布；
[0020]在l-α置信水平下，根據末端集負載率模型計算目標末端集的負載率樣本均值及樣本標準差；
[0021]根據所述目標末端集的負載率樣本均值及樣本標準差計算總體負載率及其不確定區間；
[0022]計算末端集的額定功率與總體負載率的乘積得到所述末端集的預估計能耗值；計算末端集的額定功率與總體負載率不確定度的乘積得到預估計能耗值的不確定度；
[0023]其中，α為預設的顯著性水平值，O < α ( I ;所述總體負載率不確定度為總體負載率不確定區間的半寬度。
[0024]在第二種可能的實現方式中，所述步驟S03具體包括:
[0025]設定計量表所在配電支路在預定時間段內的支路能耗值為Y，與配電支路相連的末端集有η個，η > 1，則根據下述公式(I)計算與該配電支路相連的第i個末端集的拆分
【權利要求】
1.一種電能分項能耗計量方法，其特征在于，包括如下步驟: S01、獲取各計量表的測量數據； S02、根據所述測量數據計算各計量表所在配電支路在預定時間段內的支路能耗值； S03、根據與配電支路相連的各末端集的預估計能耗值及其不確定度，將配電支路在所述預定時間段內的能耗值按照與所述配電支路相連的各末端集進行拆分，得到各末端集的拆分能耗值及其不確定度； S04、根據不同末端集所屬的能耗分項類型，將屬于相同能耗分項類型的末端集的拆分能耗值進行合并，得到電能的分項能耗計量值及每個分項能耗計量值的不確定度； 其中，所述預估計能耗值的不確定度指預估計能耗值不確定區間的半寬度；所述拆分能耗值的不確定度指拆分能耗值不確定區間的半寬度；所述分項能耗計量值的不確定度指分項能耗計量值不確定區間的半寬度。
2.根據權利要求1所述的電能分項能耗計量方法，其特征在于，所述末端集的預估計能耗值及其不確定度是在一定置信水平下，根據末端集能耗預估計模型及與所述末端集能耗預估計模型相關的已知能耗特征參數計算得到的。
3.根據權利要求2所述的電能分項能耗計量方法，其特征在于，所述末端集的預估計能耗值及其不確定度是在一定置信水平下，根據末端集負載率模型及額定功率計算得到的，具體步驟包括: 采集與目標末端集屬于同一能耗類別的末端集在一定時間段內的能耗特征序列作為樣本，所述樣本符合正態分布； 在l-α置信水平下，根據末端集負載率模型計算與目標末端集屬于同一能耗類別的末端集的負載率樣本均值及其不確定區間，作為所述目標末端集的樣本均值及其不確定區間； 根據所述目標末端集的負載率樣本均值及不確定區間計算總體負載率及其不確定區間； 計算末端集的額定功率與總體負載率的乘積得到所述末端集的預估計能耗值；計算末端集的額定功率與總體負載率不確定度的乘積得到預估計能耗值的不確定度； 其中，α為預設的顯著性水平值，OS α ( I ;所述目標末端集是同一配電支路的一個或多個同類設備的集合；所述總體負載率不確定度為總體負載率不確定區間的半寬度。
4.根據權利要求2所述的電能分項能耗計量方法，其特征在于，所述末端集的預估計能耗值及其不確定度是在一定置信水平下，根據末端集負載率模型及額定功率計算得到的，具體步驟包括: 采集目標末端集在一定時間段內的能耗特征序列作為樣本，所述樣本符合正態分布；在l-α置信水平下，根據末端集負載率模型計算目標末端集的負載率樣本均值及樣本標準差； 根據所述目標末端集的負載率樣本均值及樣本標準差計算總體負載率及其不確定區間； 計算末端集的額定功率與總體負載率的乘積得到所述末端集的預估計能耗值；計算末端集的額定功率與總體負載率不確定度的乘積得到預估計能耗值的不確定度； 其中，α為預設的顯著性水平值，O < α ( I ;所述總體負載率不確定度為總體負載率不確定區間的半寬度。
5.根據權利要求1所述的電能分項能耗計量方法，其特征在于，所述步驟S03具體包括: 設定計量表所在配電支路在預定時間段內的支路能耗值為Y，與配電支路相連的末端集有η個，η > 1，則根據下述公式⑴計算與該配電支路相連的第i個末端集的拆分能耗
6.根據權利要求1所述的電能分項能耗計量方法，其特征在于，所述步驟SOl還包括獲取各配電支路包含的末端集信息；在步驟S02和步驟S03之間還包括計算未安裝計量表配電支路在預定時間段內的支路能耗值，及確定需要進行能耗拆分的配電支路；所述步驟S03為根據與待拆分的配電支路相連的各末端集的預估計能耗值及其不確定度，將所述待拆分的配電支路能耗值按照與所述待拆分的配電支路相連的各末端集進行拆分，得到各末端集的拆分能耗值及每個拆分能耗值的不確定度。
7.根據權利要求6所述的電能分項能耗計量方法，其特征在于，所述末端集信息包括各用能設備信息、各用能設備所屬能耗分項、各用能設備的能耗時間特征、配電室支路關系以及各配電室支路的名稱信息。
8.根據權利要求1所述的電能分項能耗計量方法，其特征在于，所述預定時間段內包括一小時、24小時、I周、I月或者I年。
9.一種電能分項能耗計量裝置，其特征在于，包括: 獲取單元，用于獲取各計量表的測量數據； 支路能耗計算單元，用于根據所述測量數據計算各計量表所在配電室支路在預定時間段內的支路能耗值； 拆分能耗計算單元，用于根據與配電支路相連的各末端集的預估計能耗值及其不確定度，將配電支路在所述預定時間段內的能耗值按照與所述配電支路相連的各末端集進行拆分，得到各末端集的拆分能耗值及其不確定度； 分項能耗計算單元，用于根據不同末端集所屬的能耗分項類型，將屬于相同能耗分項類型的末端集拆分能耗值進行合并，得到電能的分項能耗計量值及每個分項能耗計量值的不確定度； 其中，所述預估計能耗值的不確定度指預估計能耗值不確定區間的半寬度；所述拆分能耗值的不確定度指拆分能耗值不確定區間的半寬度；所述分項能耗計量值的不確定度指分項能耗計量值不確定區間的半寬度。
10.根據權利要求9所述的電能分項能耗計量裝置，其特征在于，所述裝置還包括預估計能耗參數計算單元，用于在一定置信水平下，根據末端集能耗預估計模型及與所述末端集能耗預估計模型相關的已知能耗特征參數計算末端集的預估計能耗值及其不確定度。
11.根據權利要求10所述的電能分項能耗計量裝置，其特征在于，所述預估計能耗參數計算單元用于在一定置信水平下，根據末端集負載率模型及額定功率計算末端集的預估計能耗值及其不確定度，其中，所述預估計能耗參數計算單元包括: 樣本采集子單元，用于采集與目標末端集屬于同一能耗類別的末端集在一定時間段內的能耗特征序列作為樣本，所述樣本符合正態分布； 樣本均值及不確定區間獲取子單元，用于在l-α置信水平下，根據末端集負載率模型計算與目標末端集屬于同一能耗類別的末端集的負載率樣本均值及其不確定區間，作為所述目標末端集的樣本均值及其不確定區間； 總體均值及不確定區間獲取單元，用于根據所述目標末端集的負載率樣本均值及不確定區間計算總體負載率及其不確定區間； 預估計參數計算單元，用于計算末端集的額定功率與總體負載率的乘積得到所述末端集的預估計能耗值；計算目標末端集的額定功率與相對不確定度的乘積得到預估計能耗值的不確定度； 其中，α為預設的顯著性水平值`，O < α ( I ;所述末端集是同一配電支路的一個或多個同類設備的集合；所述相對不確定度為總體負載率不確定區間的半寬度。
12.根據權利要求10所述的電能分項能耗計量裝置，其特征在于，所述預估計能耗參數計算單元用于在一定置信水平下，根據末端集負載率模型及額定功率計算末端集的預估計能耗值及其不確定度，其中，所述預估計能耗參數計算單元包括: 樣本采集子單元，用于采集目標末端集在一定時間段內的能耗特征序列作為樣本，所述樣本符合正態分布； 樣本均值及不確定區間獲取子單元，在l-α置信水平下，根據末端集負載率模型計算目標末端集的負載率樣本均值及樣本標準差； 總體均值及不確定區間獲取單元，用于根據所述目標末端集的負載率樣本均值及樣本標準差計算總體負載率及其不確定區間； 預估計參數計算單元，用于計算末端集的額定功率與總體負載率的乘積得到所述末端集的預估計能耗值；計算目標末端集的額定功率與總體負載率不確定度的乘積得到預估計能耗值的不確定度； 其中，α為預設的顯著性水平值，O < α ( I ;所述總體負載率不確定度為總體負載率不確定區間的半寬度。
13.根據權利要求9所述的電能分項能耗計量裝置，其特征在于，所述拆分能耗計算單元具體用于:設定計量表所在配電支路在預定時間段內的支路能耗值為Y，與配電支路相連的末端集有η個，η > 1，則根據下述公式⑴計算與該配電支路相連的第i個末端集的拆分能耗
14.根據權利要求9所述的電能分項能耗計量裝置，其特征在于，所述獲取單元還用于獲取各配電支路包含的末端集信息；所述支路能耗計算單元還用于計算未安裝計量表配電支路在預定時間段內的支路能耗值，及確定需要進行能耗拆分的配電支路；所述拆分能耗計算單元用于根據與待拆分的配電支路相連的各末端集的預估計能耗值及其不確定度，將所述待拆分的配電支路能耗值按照與所述待拆分的配電支路相連的各末端集進行拆分，得到各末端集的拆分能耗值及每個拆分能耗值的不確定度。
15.根據權利要求14所述的電能分項能耗計量裝置，其特征在于，所述末端集信息包括各用能設備信息、各用能設備所屬能耗分項、各用能設備的能耗時間特征、配電室支路關系以及各配電室支路的名稱信息。
16.根據權利要求9所述的電能分項能耗計量裝置，其特征在于，所述預定時間段內包括一小時、24小時、I周、I月或者I年。
【文檔編號】G01R22/00GK103487644SQ201310407842
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月9日 優先權日:2013年9月9日
【發明者】王鑫, 孟蘆 申請人:北京博銳尚格節能技術有限公司