一种智能化区域用电节能方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115933507A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211427889.2(22)申请日2022.11.15(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410073湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人王锐莫金元杨康张涛黄生俊史志超李凯文李文桦(74)专利代理机构长沙大珂知识产权代理事务所(普通合伙)43236专利代理师伍志祥(51)Int.Cl.G05B19/048(2006.01)G06Q10/04(2023.01)G06Q10/0639(2023.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种智能化区域用电节能方法及系统(57)摘要本发明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。CN115933507ACN115933507A权利要求书1/2页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Ys,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Ys,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；εs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,…,xn}，构建符合唯一变量高斯分布的每个元素xj的检测函数m(xj；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(xj；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：2CN115933507A权利要求书2/2页所述T为所述温度传感器检测得到的外部温度；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。4.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S3步骤中，所述检测函数m(xj；μ,δ)如下：其中，5.采用根据权利要求1‑4任一所述方法的一种智能化区域用电节能系统，所述智能化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，其特征在于，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