国网山西省电力公司营销服务中心高梁方获国家专利权
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龙图腾网获悉国网山西省电力公司营销服务中心申请的专利结合用能数据分析的能效优化调控方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120338448B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510819930.8,技术领域涉及:G06Q10/0631;该发明授权结合用能数据分析的能效优化调控方法及系统是由高梁方;高晋峰;李俊午;张丽;杨志萍;赵轶彦;康振宁;侯鹏鑫;肖春设计研发完成,并于2025-06-19向国家知识产权局提交的专利申请。
本结合用能数据分析的能效优化调控方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种结合用能数据分析的能效优化调控方法及系统,涉及能效优化调控技术领域;本发明通过结合用能数据分析和支持向量机模型,精准捕捉设备与区域用能之间的关系,预测未来能效变化趋势,并利用粒子群优化算法进行全局最优化,实时调整设备的使用时长、负载率和功率等参数,优化能效管理,提升精度和灵活性;与传统静态调控方法相比,本发明能够动态响应不同工况下的能效需求;通过实时采集用能数据并进行小波滤波和归一化处理,确保数据准确性与一致性,并通过粒子群优化减少资源浪费和运行成本,降低能源消耗和运营成本;结合PID控制器对调度过程进行平滑控制,避免了系统不稳定问题。
本发明授权结合用能数据分析的能效优化调控方法及系统在权利要求书中公布了:1.结合用能数据分析的能效优化调控方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤一、数据采集与预处理; 通过传感器获取和实时采集各区域用能设备的设备用能信息,包括使用时长、负载率、功率和环境温度;使用传感器和智能仪表采集各个区域内的区域用能数据,包括电力、热能、气体和水的消耗数据;对采集的数据进行同步和滤波降噪处理,通过小波变换去除噪声,并进行数据归一化处理; 采集设备用能信息和区域用能数据的具体过程为: 获取安装在各个区域的不同设备的设备用能信息,包括累计使用时长Ti(t)、负载率Li(t)、功率Pi(t)和设备环境温度H(i);其中i为用能设备顺序编号,其中i=1,2,...,n;其中n为用能设备总数;其中t为采集时刻; 通过安装在各个区域的传感器与智能仪表,对不同区域的区域用能数据进行实时采集,包括电力消耗Ej(t)、热能消耗Qj(t)、气体消耗Vj(t)和水消耗Wj(t);其中j为监控区域顺序编号,其中j=1,2,...,m;其中m为监控区域总数;其中t为采集时刻; 在用能设备顺序编号i和监控区域顺序编号j之间建立从属映射关系,若用能设备i属于监控区域j,则令映射关系C(i,j)=1;否则令映射关系C(i,j)=0; 步骤二、建立能效预测模型; 通过支持向量机模型分析设备用能信息与区域用能数据之间的关系,建立能效预测模型;对历史数据进行训练,利用支持向量机预测区域用能数据的未来变化趋势; 建立支持向量机的能效预测公式: ;其中f(x)是通过支持向量机预测的输出向量,表示区域用能数据的预测值,f(x)={,,,}; 其中为归一化后的电力消耗;为归一化后的热能消耗;为归一化后的气体消耗;为归一化后的水消耗; 其中xi为输入向量,即各个设备i的设备用能信息,xi={,,,};其中为拉格朗日乘子,表示每个支持向量的重要性,其中为核函数,用于计算输入向量xi与当前样本向量x之间的相似度;其中b是偏置项,用于调整预测值的位置; 其中、、和分别为归一化后的累计使用时长、负载率、功率和设备环境温度; 通过对支持向量机的训练计算拉格朗日乘子和偏置项b的具体数值; 利用建立的基于支持向量机的设备用能信息-区域用能数据分析模型,结合实时采集的数据,对未来一段时间内的用能数据进行预测;通过粒子群算法对能效进行全局最优化分析,找出能效最优操作方案; 步骤三、能效预测与优化分析; 通过支持向量机模型进行能效预测,结合实时数据对未来能效变化进行预测;使用粒子群算法进行能效的全局最优化分析,找到最佳的能效调控方案; 粒子群算法的优化目标函数和粒子群算法的停止规则具体为: 建立粒子群算法的优化目标函数: ;其中β1、β2、β3和β4为各个消耗项的权重系数,且β1、β2、β3和β4的和为1;β1、β2、β3和β4的具体数值用来控制不同优化目标,即电力消耗、热能消耗、气体消耗、水消耗之间的相对重要性;调整这些系数的值,意味着改变优化过程中对各个资源消耗的优先级,影响最终优化结果; 建立粒子群算法的停止规则:如果迭代次数q达到预设的迭代次数N或优化结果满足优化目标函数,则终止优化过程,输出最后一次迭代运算中的粒子位置,作为最优能效调控方案; 每隔预设的能效优化调度周期T,重复步骤一到步骤三,得到各个能效优化调度周期的最优能效调控方案; 步骤四、能效优化调控; 根据粒子群优化结果制定具体的调控策略,通过PID控制器平滑调控设备的使用时长、负载率、功率和环境温度参数;对设备的开关时长、负载率和功率进行调度,同时调节区域内空调设备的环境温度,确保能效优化方案得以有效执行。
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