基于大數據的建筑能效管理的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于信息通信領域，尤其是一種涉及基于大數據的建筑能效管理的方法。
【背景技術】
[0002]建筑業是資源消耗量最大的行業之一，在建筑設計中提倡節能建筑設計會大量地減少對自然資源的消耗，減少對環境造成的污染和破壞，有助于生態平衡。所謂建筑節能設計，是指在規劃、設計、新建、改造和使用建筑物的過程中，一方面要滿足建筑的使用功能及符合人們審美性，另一方面還要結合節能技術運用到設計中，盡可能地降低建筑能源的消耗。從可持續發展戰略的提出到低碳環保的提倡，人們保護環境的意識不斷增強。故而，在倡導綠色環保理念的今天，建筑節能設計勢必成為未來建筑設計的主流發展方向。
[0003]在我國，建筑能耗約占總能耗的27%以上，建筑能耗繼工業能耗、交通能耗成為我國能源消耗的第三大主要部分，我國每年城鄉新建房屋建筑面積近20億平方米，其中80%以上為高能耗建筑，即有建筑面積近400億平方米，其中95%以上是高能耗建筑。
[0004]我國在建筑節能方面起步較晚，建筑不僅能耗高，而且能源利用效率很低，單位建筑能耗比同等氣候條件下的國家高出2-3倍。早期的大型公共建筑對節能相關問題考慮不多，建筑的節能量監測、審查確認缺乏必要的技術手段，需要定期派員到現場檢測，耗費大量精力和費用。本世紀初，隨著能源價格的上漲、環境問題的凸顯，政府對節能服務發展的支持力度逐年增大，國內逐漸開始重視建筑節能。但當前大多數建筑存在“重建設，輕維護”的問題，節能改造完成后缺乏對節能成果、效果的分析和跟進，造成節能效果難以持續的問題。隨著建筑節能改造的深入，對于建筑節能，未來不再僅僅關注節能改造的監測和分析，更重要的是節能后評估，如何運用大數據技術，最大限度的挖掘節能潛力，使節能效益最大化。
[0005]數據挖掘是當前信息領域的重點方向，國內外根據數據挖掘的多樣性和不同特征維度，已出現了包括查詢分析、批處理計算、迭代計算、圖計算在內的多種典型大數據計算模式，研發了與不同計算模式相適應的數據挖掘系統和工具。總體而言，當前數據挖掘技術發展的雛形已經成型，但尚未形成完備的技術體系及成熟的標準框架，國家電網公司內部對數據挖掘的研究也正處于起步階段。本專利將在此技術與應用背景下，開展一種基于大數據的建筑能效管理系統的典型場景應用研究工作。
[0006]以往能耗數據統計往往只通過人工對電、水、熱、煤、油等能源費用單據的審核進行統計，這種統計的缺點在于:缺乏實時性:往往只能通過月末的各種能源費用單據進行統計，無法得知實時的動態用電信息；缺乏分類細項:往往只能統計總量，對分類分項的用能無法得知；缺乏持續性:每年都要進行統計，缺乏長期有效的監測體系。以上的缺點造成了能耗數據的不準確，既無法完整的描述建筑的用能特征，也無法為能源審計、能耗分析診斷等工作提供更多的依據。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供一種基于大數據的建筑能效管理的方法。
[0008]本發明的目的是這樣實現的，所述的一種基于大數據的建筑能效管理的方法，包括基于大數據的建筑能效管理系統架構，其分為用戶層、主站層、接口層、設備層等4個層次；
1)所述用戶層為:用戶通過系統門戶單點登錄或直接登錄到主站系統；
2)所述主站層:分為應用層和數據層；
所述應用層主要包括建筑能效管理系統及大數據平臺，A)建筑能效管理系統包括信息總覽、能耗監測、節能量評估、節能分析決策、能耗分析、電能質量、節能管理、告警管理、系統管理子功能模塊，主要實現對建筑節能的各類能耗信息進行抽取、分類和預處理，并提供能耗統計分析功能，為國網節能公司項目管控、節能對標分析和節能改造服務提供數據支撐；B)大數據平臺包括數據整合、數據分析、數據計算、數據存儲等子功能模塊，作為平臺服務，主要負責數據的整合、分析和處理；
所述數據層主要包括基礎數據、能耗數據、設備數據和運行數據；
3)接口層:主要包括前置機部分，前置機作為中間件負責數據采集、數據同步、與數據處理，同時需要通過數據讀寫模塊與設備層進行對接通信；
4)設備層:主要由各種前端的采集設備組成，包括前端表計，前端表計包括電表、水表、電能質量表和環境監測儀；
其建筑能效管理方法包括如下步驟:1)通過電表、水表采集設備進行實時采集建筑基礎能耗數據、重點耗能設備運行數據；而環境數據通過環境監測儀進行定時采集；電能質量數據通過電能質量表進行實時采集；2)上述前端表計通過RS-485線與采集器連接，將前端表計的采集數據傳送到采集器，進行數據的集中、整合；3)采集器與前置機進行對接，將集中的基礎能耗數據傳至前置機，前置機進行簡單的數據采集、數據同步和數據處理；4)前置機與大數據平臺進行對接，將處理后的數據傳輸至大數據平臺，進行進一步深度的數據分析、挖掘，從而得出各類數據；5)大數據平臺與建筑能效管理系統主站進行對接，將各類數據上傳至建筑能效管理系統，建筑能效管理系統最終進行各類數據的實時展示、歷史分析對比、形成報表、節能診斷意見，為節能改造提供相關的分析建議。
[0009]所述大數據平臺可以對輸到其中的數據進行下發，也可以進行進一步的數據分析處理，為更高級的功能應用提供數據依據。
[0010]本發明的特點和優點是:本發明針對目前建筑能耗大，能源存在大量浪費問題，究其原因主要是沒有可靠的技術手段支持建筑能耗的監控管理，更沒有建立相適應的能耗評估體系，導致建筑能耗難監控、節能效果難評估、節能改造難進行的局面。
[0011]本發明基于大數據的建筑能效管理系統，可以實現能源數據遠程實時傳輸、能源動態監測、分項分類分戶計量、能耗定額和指標考核、能效分析評估、能源使用可視化管理、用能情況分析、配網運行管理、設備運行控制、節能目標預測與控制、用能優化策略和能源管理決策支持。從而可提高建筑能源管理運營素質，大大降低能源費用實現綠色建筑創建和管理的目標；
本發明采用多維度的分析對比方法能夠提供多種能耗分析如同比、環比、排名等方式，可實現對區域能耗、具體能耗類型、設備類型能耗進行分析，分析時段可提供日分析、周分析、月分析、年分析以及任意指定時段內的數據分析； 本發明能夠建立多種能耗評估標準，如建筑能耗密度標準值、建筑能耗評分等級標準、設備運行狀態評分標準等評估標準，根據現實中建筑的能耗情況與能耗評估標準之間的比較得出評估結論；
本發明基于大數據平臺及對應的數據挖掘算法，能夠提供可優化的策略方案，給管理決策者主動調整建筑運行能耗的改善性措施和方向，實現建筑能源使用效率逐步優化的目的。系統提供對不同能源使用管理方案的能耗評估，不斷完善最優能源使用路線。
[0012]本發明的建筑能效管理系統，通過對主要用能設施、設備進行能耗分項計量，包括電量、水量、氣量、冷量、暖量等，為建筑用能情況進行診斷。對空調機組、水栗、風機、照明回路等安裝分類能耗計量表，可以實時、準確、詳細地掌握每個用能終端的能源消耗數據。在此基礎上，通過有線/無線網絡，將實時數據傳送至后臺數據庫，后臺大型數據庫對實時獲取和傳輸的能耗數據按能耗數據庫模型進行存儲并建立能耗模型，對建筑物從多個角度進行統計、分析、評判，采用動態曲線、圖表的形式，及時反饋能耗漏洞，協助建筑管理人員發現建筑用能系統存在的問題，找到能耗過高或者不合理運行的設備或系統，并給出改進節能運行管理的建議。最終目的就是通過智能化系統集成來實現對既有系統的能源消耗進行節約與改善。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的系統架構圖。
[0014]圖2為本發明的系統實施部署圖。
[0015]圖3為數據交互圖。
[0016]圖4為本發明的數據流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明:
如圖1、圖2、圖3所示，本發明所述的基于大數據的建筑能效管理的方法，包括基于大數據的建