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专利号: 2024107330190
申请人: 江苏航运职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于数字孪生的建筑楼宇能源管理系统,其特征在于:包括:模型构建模块、数据采集模块、用电分析模块、预测模拟模块及安全预警模块;

模型构建模块用于收集和整理建筑楼宇的规格和构造数据,并将这些数据进行数字化处理,统一存储,在数字孪生技术支持下,建立建筑楼宇的三维模型,并将三维模型进行区域划分;

数据采集模块用于采集电能源参数,包括采集T时间内不同时段的电流 、电压 、温度及电表显示量 ,构建电能源参数数据库;

用电分析模块对数据采集模块采集得到的电表显示量 进行定向数据处理,得到每个T时间内的用电量 、T时间内不同时段的用电量的平均值 及用电评价指数Yd,用电分析模块包括第一分析单元、第二分析单元及第三分析单元;

预测模拟模块基于模型构建模块建立的建筑楼宇的三维模型、数据采集模块采集的电能源参数及用电分析模块计算得到的用电相关参数,构建建筑楼宇能源消耗预测模型,并依据建筑楼宇消耗模型对建筑楼宇各个区域的能源消耗情况进行预测,获得能源消耗预测值Ny;

安全预警模块根据预测模拟模块得到能源消耗预测值Ny与预设的第一阈值和第二阈值之间的关系,选择不同的安全预警处理策略;其中电流 通过电流传感器进行实时监测,电压 通过电压传感器进行实时监测,温度 通过温度传感器进行实时监测,电表显示量通过采集电力仪表获得,i表示T时间内不同时段的电流、电压、温度及电表显示量的编号,i=1、2、3、4、……、n,n为正整数;第一分析单元对于数据采集模块采集得到的电表显示量 进行定向数据处理,获得每个T时间内的用电量 ,计算公式如下:;

其中,t表示每个T时间内用电量的顺序编号,t=1、2、3、4、……、n,n为正整数;第二分析单元对于第一分析单元处理得到的每个T时间内的用电量 进行定向数据处理,依照如下计算公式:;

获得T时间内不同时段用电量的平均值 ;第三分析单元对于第二分析单元处理得到的T时间内不同时段的用电量 和用电量的平均值 进行相关联,依照如下关联公式:;

获得用电分析指标Yd;构建建筑楼宇能源消耗预测模型需要将数据采集模块采集的电能源参数和用电分析模块计算得到的用电相关参数作为样本数据,基于监督学习算法构建初始建筑楼宇能源消耗预测模型,对建筑楼宇各个区域每个T时间内的能源消耗情况进行预测,获得初始能源消耗预测值;

将初始能源消耗预测值 和实际每个T时间内的用电量 进行误差分析,依照如下计算公式:;

获得预测偏离指数Yc。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的建筑楼宇能源管理系统,其特征在于:根据建筑楼宇的楼层和空间大小,将其划分为不同的租用单元,将楼层划分为多个独立的办公空间,或将大型写字楼划分为多个出租单位,对于一些共享资源如会议室、厨房、储藏室和接待区,将其划分为共享的区域,方便写字楼内的租户共同使用。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的建筑楼宇能源管理系统,其特征在于:建筑安全预警模块根据预测模拟模块得到能源消耗预测值Ny与预设的第一阈值和第二阈值之间的关系,选择不同的安全预警处理策略,具体地:当 阈值时,说明当前监测周期内的能源消耗处于较低水平,不会

造成安全隐患问题,对应地,模拟预警模块向外发出低能耗信号;

当 时,说明当前监测周期内的能源消耗处于正常水平,可能

对建筑楼宇造成轻度安全隐患问题,对应地,模拟预警模块向外发出正常工作信号;

当 时,说明当前监测周期内的能源消耗处于异常水平,当前

建筑楼宇相应区域处于危险能耗状态,对应地,模拟预警模块向外发出预警信号。