基于BIM数据管理的数字工厂节能管理方法及系统与流程

本发明涉及数字工厂管理，具体为基于bim数据管理的数字工厂节能管理方法及系统。

背景技术：

1、节能降耗技术，指通过汰旧换新、改进工艺、错峰用电等节能措施，来降低工厂的能源损耗的技术；节约能源广义上还包括采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费，有效、合理地利用能源。

2、现有的用于工厂的节能降耗的改进，通常是对工厂能源消耗进行预测以及对能源参数的综合计算，从而进行能源消耗和成本的优化，从而提高节能效率，比如公开号为cn117291312a的中国专利申请公开了一种基于智慧工厂的数字化管理平台及其管理方法，该方案就是能源消耗预测和能源参数的综合计算，工厂可以更有效地管理能源资源，降低能源消耗和成本，通过实时调度和库存优化，工厂能够更好地满足客户需求，确保按时交付客户订单，解决了库存优化和供应链管理以及资源利用和节能的问题，其他的用于节能降耗的改进通常是通过汰旧换新或改进工艺的方式实现能源的高效利用，而现有的改进方法中缺少对通过智能调度实现错峰用电的分析，导致高峰时段的用电负荷较大，高压用电会对电网的稳定性产生影响，而低谷时段能源使用较少，导致存在能源浪费，鉴于此，有必要对现有的工厂节能降耗进行改进。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的技术问题之一，通过对工厂节能降耗进行改进，用于解决现有技术中因缺少通过智能调度实现错峰用电的分析，导致高峰时段用电会影响电网的稳定性，而低谷时段能源使用较少，导致存在能源浪费的问题。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供基于bim数据管理的数字工厂节能管理方法，包括：

3、获取bim模型，所述bim模型包括耗电模型以及储电模型，所述耗电模型包括历史耗电数据，对历史耗电数据进行分组处理；对分组处理结果进行计算分析，基于计算分析结果输出日均耗电量；

4、获取电网的高压时间区间，基于高压时间区间对时间进行划分，输出压力用电分组；基于压力用电分组对历史耗电数据进行计算，输出功率百分比以及优先级序列；

5、对功率百分比进行计算分析，基于计算分析结果输出比例信息；

6、基于功率百分比以及比例信息进行负载协调处理，输出实存电量；基于实存电量控制储电模型进行供电。

7、进一步地，获取bim模型，对历史耗电数据进行分组处理包括：

8、获取历史耗电数据，所述历史耗电数据包括具体日期、时间段以及每个时间段的耗电量；

9、将相同具体日期内的所有的耗电量划分至同一分组，标记为日耗电分组。

10、进一步地，对分组处理结果进行计算分析，基于计算分析结果输出日均耗电量包括：

11、计算日耗电分组内所有耗电量的和，标记为日耗电量；

12、按递增的方式对日耗电量进行排序，得到耗电序列；

13、将耗电序列中最左侧的第一数量的日耗电量进行删除处理；

14、计算剩余的日耗电量的平均值，标记为日均耗电量。

15、进一步地，所述压力用电分组包括高压用电分组以及常态用电分组，获取电网的高压时间区间，基于高压时间区间对时间进行划分，输出压力用电分组包括：

16、获取电网的若干高压时间，将最小的高压时间至最大的高压时间标记为高压时间区间；

17、将时间段位于高压时间区间内的耗电量标记为高压电量；

18、将所有的高压电量按时间段进行分组，输出高压用电分组；

19、将剩余的耗电量按时间段进行分组，输出常态用电分组。

20、进一步地，所述功率百分比包括高压功率百分比以及常态功率百分比，基于压力用电分组对历史耗电数据进行计算，输出功率百分比以及优先级序列包括：

21、分别计算每个高压用电分组内高压电量的平均值，标记为高压期望耗电量；

22、获取耗电模型的额定功率，利用功率计算公式对额定功率以及高压期望耗电量进行计算，输出高压功率百分比；

23、所述功率计算公式配置为：pb1=；其中pb1为高压功率百分比，ep为额定功率，sp为高压期望耗电量。

24、进一步地，基于压力用电分组对历史耗电数据进行计算，输出功率百分比以及优先级序列还包括：

25、分别计算每个常态用电分组内耗电量的平均值，标记为常态期望耗电量；

26、利用功率计算公式对额定功率以及常态期望耗电量进行计算，输出常态功率百分比；

27、所述功率计算公式配置为：pb2=；其中pb2为常态功率百分比，cp为常态期望耗电量；

28、对所有的常态功率百分比按递增的方式进行排序，并按从左向右递增的方式进行编号，输出优先级序列。

29、进一步地，所述比例信息包括可调比例、需调比例以及剩余比例，对功率百分比进行计算分析，基于计算分析结果输出比例信息包括：

30、计算每个常态功率百分比与稳定功率百分比的差值，标记为上调比例；

31、对上调比例的正负性进行判断，当上调比例为负数或零时，将上调比例进行删除；当上调比例为正数时，不做处理；

32、计算所有上调比例的和，标记为可调比例。

33、进一步地，对功率百分比进行计算分析，基于计算分析结果输出比例信息还包括：

34、计算每个高压功率百分比与低压功率百分比的差值，标记为下调比例；

35、计算所有下调比例的和，标记为需调比例；

36、计算可调比例与需调比例的差，标记为剩余比例。

37、进一步地，基于功率百分比以及比例信息进行负载协调处理，输出实存电量包括：

38、设置初始值为1的i；

39、执行负载协调处理，所述负载协调处理包括：

40、将编号为i的常态功率百分比的数值更新为稳定功率百分比；

41、将编号为i的常态功率百分比对应的上调比例标记为计算比例；

42、将需调比例更新为需调比例-计算比例；

43、将i更新为i+1；

44、判断需调比例是否小于或等于0，当判断结果为否时，再次执行负载协调处理；

45、当判断结果为是时，计算所有常态功率百分比与高压功率百分比的和，标记为总功率百分比；

46、计算总功率百分比与额定功率的乘积，标记为当前日耗电量；

47、计算日均耗电量与当前日耗电量的差，标记为存储判断值；

48、执行能源存储处理。

49、进一步地，能源存储处理包括：

50、计算额定功率与计算比例的乘积，标记为可存电量；

51、比较存储判断值与可存电量的大小，当存储判断值大于可存电量时，结束能源存储处理以及负载协调处理；

52、当存储判断值小于或等于可存电量时，将存储判断值更新为存储判断值-可存电量；将可存电量标记为实存电量；

53、将i更新为i+1，将编号为i的常态功率百分比对应的上调比例标记为计算比例，再次执行能源存储处理。

54、进一步地，基于实存电量控制储电模型进行供电包括：

55、计算所有实存电量的和，标记为总存电量；

56、计算高压时间区间内时间段的数量，标记为划分量；

57、计算总存电量与划分量的比值，标记为高压协调量；

58、在高压时间区间内的每个时间段控制储电模型供给耗电模型高压协调量的电量。

59、第二方面，本发明还提供基于bim数据管理的数字工厂节能管理系统，包括模型计算模块、时耗分析模块以及负载优化模块；

60、所述模型计算模块用于获取bim模型，所述bim模型包括耗电模型以及储电模型，所述耗电模型包括历史耗电数据，对历史耗电数据进行分组处理；对分组处理结果进行计算分析，基于计算分析结果输出日均耗电量；

61、所述时耗分析模块用于获取电网的高压时间区间，基于高压时间区间对时间进行划分，输出压力用电分组；基于压力用电分组对历史耗电数据进行计算，输出功率百分比以及优先级序列；

62、所述负载优化模块用于对功率百分比进行计算分析，基于计算分析结果输出比例信息；基于功率百分比以及比例信息进行负载协调处理，输出实存电量；基于实存电量控制储电模型进行供电。

63、本发明的有益效果：本发明通过获取历史耗电数据，再计算日均耗电量；再获取高压时间区间并对时间进行划分，输出压力用电分组；再计算功率百分比、优先级序列以及比例信息；最后进行负载协调处理，输出实存电量；根据实存电量控制储电模型进行供电；这样的好处在于，通过分析历史耗电数据，能够预测日均耗电量，再依据预测的日均耗电量制定负荷平衡策略，将高压时间区间内的高能耗操作分散到低谷时段进行，从而平衡全天的用电负荷，减少高峰时段的用电负荷，降低电费成本；此外，通过布置储电模型，在用电低谷时段充电、高峰时段放电，能够优化电能使用，进一步平衡电力供需。