一种空调系统能耗评估诊断系统的制作方法

本发明涉及能耗评估，尤其涉及一种空调系统能耗评估诊断系统。

背景技术：

1、目前空调系统能耗评估方法的指标为年单位面积能耗强度kwh/(a·㎡)。但现有能耗评估并没有与节能诊断相结合。另外，现有能耗评估方法通过收集建筑空调系统一年或一个供冷季节的空调系统能耗值除以设置空调系统的建筑面积从而得到建筑年空调系统单位面积能耗强度，该能耗值包括：冷源能耗、输配系统能耗以及末端系统能耗等。但该方法存在以下缺陷：1、只能对建筑空调系统的整个供冷季的累计耗电量进行评估，无法评估空调系统实际运行性能；不同气候区的建筑案例，由于建筑全年空调系统运行时间不同、气象参数不同等原因而无法比较空调系统能耗强度，现行年空调能耗评价指标需根据气候区给出。然而气候区的划分是人为界定，最终导致评价出现很大偏差。2、对于同一建筑案例而言，不同年份的年单位面积能耗强度受到每年的气象参数不同的影响，纵向比较也会出现较大偏差，给建筑空调系统节能运行改造的性能评估带来难题。

2、专利申请号为202110291191.1的发明专利公开了一种空调系统能耗评估诊断方法，根据历史能耗数据计算单位面积空调系统能耗集，结合历史温度数据进行拟合，获得能耗温度曲线，从而确定各个空调系统对应的最大能耗值，构建数据库，然后基于排序后的数据库确定第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值，进行空调系统运行状态以及节能诊断位置。

3、但是，对于每个空调系统，均根据其历史单位面积能耗值及其对应的温度得到大量数据进行拟合得到能耗温度曲线，依据拟合的原理过程，可能存在相同温度对应的能耗值相差较大却被拟合在一起成为曲线上的一个点（某些历史数据可能平均室外温度相同，但是可能由于这个空调系统在历史不同的环境或者场景的工作时间或者工作类型导致该室外温度对应差异较大的能耗值），从而产生一定的误差后果，即忽略了同样温度对应的其他可能得能耗值，对于该空调系统的能耗与室外温度之间的关系并不能非常正确全面地反映在能耗温度曲线上，那么也可能造成后续依据特定温度对应能耗值确定的误差、非真实性，虽然实现了非人工标注，但是准确度却不尽人意的可能性；另外，由于在实际的建筑空调系统的场景中，不同的空调系统由于其设计、设备性能、使用条件、工作环境等因素存在复杂的差异化，如果这样一刀切的将所有空调系统存储在一个数据库中进行能耗值判断区间的选择必然会产生判断误差，对于建筑场景中所有的空调系统没有一个规整的划分或者针对性的管理。

技术实现思路

1、本技术通过提供一种空调系统能耗评估诊断系统，对建筑空调系统内的空调系统进行针对性多元化管理，提高能耗评估的准确性和适应性。

2、本技术提供了一种空调系统能耗评估诊断系统，包括采集模块、能耗拟合模块、评估表确定模块、确定模块；

3、采集模块用于：s101，采集建筑空调系统内所有空调系统在预设时段内每个时间单元的历史能耗关联数据，每个历史能耗关联数据包括每个时间单元对应的单位面积能耗值、室外温度值；

4、能耗拟合模块用于：s102，基于每个空调系统，根据其所有历史能耗关联数据、每个历史能耗关联数据确定的工作属性值，得到三维能耗曲面；

5、评估表确定模块用于：s103，基于每个空调系统的三维能耗曲面，确定其能耗关联元素集，能耗关联元素集包括三维能耗曲面中最大单位面积能耗值、标定温度点、标定温度点对应的所有工作属性值以及每个工作属性值对应的单位面积能耗值；s104，将建筑空调系统内的所有空调系统进行区域划分，得到若干空调系统组；s105，基于每个空调系统组，根据其所有空调系统的能耗关联元素集，得到对应的评估表；s106，基于每个空调系统组对应的评估表，确定最大单位面积能耗阈值、温度能耗阈值；

6、确定模块用于：s107，基于待评估空调系统，根据其在短期时间段内的所有历史能耗关联数据，确定待评估空调系统的最新工作属性值；s108，在待评估空调系统的三维能耗曲面中，确定标定温度点在最新工作属性值处对应的单位面积能耗值e，获得待评估空调系统的最大单位面积能耗值emax，并定位至待评估空调系统所在空调系统组的评估表，利用对应的最大单位面积能耗阈值、温度能耗阈值进行能耗评估。

7、优选地，所述预设时段设置为近两年，每个时间单元设置为每天，每个空调系统由冷水机组、冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、空调机组和空调系统末端六个组件构成，空调系统的每个时间单元内的单位面积能耗值为：时间单元内所有时间节点组件产生的能耗之和与该空调系统所覆盖的面积值的比值，室外温度值为：时间单元内的平均室外温度值。

8、优选地，所述每个历史能耗关联数据确定的工作属性值，具体为：

9、a1、基于每个时间单元内每个时间节点组件产生的能耗，根据以下公式计算得到每个历史能耗关联数据确定的工作属性值：

10、

11、其中，w为对应历史能耗关联数据的工作属性值，为对应时间单元内所有时间节点的组件产生的能耗的波动指数，为对应时间单元内所有时间节点的室外温度值的波动指数，为能耗-温度协变指数，n为时间单元内所有时间节点的总数量，为第i个时间节点的组件产生的能耗值，为时间单元内组件产生的平均能耗值，第i个时间节点的室外温度值，时间单元内的平均室外温度值。

12、优选地，所述s102具体包括：

13、b1、基于所有历史能耗关联数据分别对应的工作属性值，得到空调系统的所有数据点（室外温度值，工作属性值，单位面积能耗值）；

14、b2、利用预设的拟合算法，将所有数据点进行拟合，得到三维能耗曲面，x轴坐标为拟合后的室外温度值，y轴坐标为拟合后的工作属性值，z轴坐标为拟合后的三维面积能耗值。

15、优选地，所述空调系统组的评估表包括第一评估表和第二评估表，第一评估表表征最大单位面积能耗值，第二评估表表征标定温度点对应的单位面积能耗值；所述s105具体包括：

16、c1、将所有空调系统的最大单位面积能耗值进行升序排序，得到第一评估列表；

17、c2、将所有空调系统的所有工作属性值进行升序排序得到工作属性数组，利用预设的窗口从工作属性数组的开头进行滑动检索跳脱点，滑动步长设置为1，每滑动一次计算当前窗口内的跳脱指数，当跳脱指数大于预设阈值时，在当前窗口内确定跳脱点，并从跳脱点的下一个工作属性值进行滑动检索，直至窗口滑动检索完工作属性数组内所有工作属性值，得到所有跳脱点；

18、c3、基于所有跳脱点，将工作属性数组划分为m个工作属性区间，m为跳脱点的数量加上1；

19、c4、基于每个工作属性区间，将其中所有工作属性值对应的单位面积能耗值构成子评估表，将所有工作属性区间分别对应的子评估表组成第二评估表，每个子评估表以工作属性区间标签进行区分；

20、其中，当前窗口内的跳脱指数根据以下公式计算得到：

21、

22、为当前窗口的跳脱指数，为当前窗口内工作属性值的最大值与最小值之差，即当前窗口的差异值，为窗口滑动过程中所有窗口差异值的平均值，为当前窗口内所有相邻工作属性值之差的绝对值之和，即当前窗口的变化幅度，为窗口滑动过程中所有窗口变化幅度的平均值，是预设的权重系数。

23、优选地，所述s106具体包括：基于每个空调系统组对应的评估表，根据第一评估表确定最大单位面积能耗阈值，包括第一最大单位面积能耗阈值、第二最大单位面积能耗阈值，根据第二评估表确定每个工作属性区间标签对应的温度能耗阈值，包括第一温度能耗阈值、第二温度能耗阈值；

24、其中，将第一评估表中前25%处对应的最大单位面积能耗值确定为第一最大单位面积能耗值e1，后25%处对应的最大单位面积能耗值确定为第二最大单位面积能耗值e2；将对应子评估表中前25%处对应的能耗值确定为第一温度能耗阈值r1，后25%处对应的能耗值确定为第二温度能耗阈值r2；

25、所述s108中，利用对应的最大单位面积能耗阈值、温度能耗阈值进行能耗评估，具体包括：

26、当e≤r1且e＜emax＜∞时，待评估空调系统能耗评估危险等级为低；

27、当r2＜e＜emax且emax＞e1时，待评估空调系统能耗评估危险等级为高，发送预警检修信息至管理员；

28、否则，待评估空调系统能耗评估危险等级为中。

29、优选地，在所述s104中，将建筑空调系统内的所有空调系统进行区域划分，得到若干空调系统组，具体包括：

30、s201，基于每个空调系统的三维能耗曲面，获得室外温度值方向上的一个切面，根据切面上的室外温度值及其对应的单位面积能耗值，得到温度敏感度，具体为：

31、

32、其中，为空调系统的温度敏感度，为切面上两个相邻数据点构成曲面的斜率值，为该切面上最小斜率值，为该切面上最大斜率值，为预设的室外温度值步长，k为切面上数据点的总数量；

33、s202，根据所有空调系统的温度敏感度，基于预设的聚类算法对所有空调系统进行划分，得到若干个空调系统组。

34、优选地，在所述a1中，所述方法还包括：对每个历史能耗关联数据的工作属性值进行调整，具体包括：

35、s301，基于每个时间单元，计算各个组件的单位面积能耗值占该空调系统的单位面积能耗值的比例：，为该空调系统第m个时间单元内第n个组件的单位面积能耗值，为该空调系统所有组件的单位面积能耗值之和，为第m个时间单元内第n个组件的单位面积能耗占比，得到第m个时间单元内的组件能耗占比序列（，...，）；

36、s302，基于组件能耗占比序列，利用预设的量化函数，得到每个时间单元内的组件能耗联动值：

37、

38、其中，为对应时间单元内的组件能耗联动值，为第n个组件的能耗占比对于组件能耗联动值的影响权重系数；

39、s303，基于每个时间单元，利用其组件能耗联动值对工作属性值进行调整，得到新的工作属性值替代原来的工作属性值。

40、优选地，当待评估空调系统的能耗评估危险等级为中时，所述确定模块还用于：

41、s401，获得待评估空调系统在短期时间段内每个时间单元的组件能耗占比序列及其对应的组件能耗联动值；

42、s402，分析待评估空调系统在短期时间段内的所有组件能耗联动值，确定与其他组件能耗联动值差异最大的一个组件能耗联动值对应的时间单元，作为目标时间单元；

43、s403，将目标时间单元的组件能耗占比序列与其他时间单元的组件能耗占比序列进行比对，将差异值大于预设差异阈值的组件确定为关键组件集；

44、s404，利用所述a1的方法计算得到目标时间单元内的工作属性值，将其确定为标定切面值，并生成更新指令传输至评估表确定模块；

45、所述评估表确定模块还用于：

46、在接收到更新指令时，跳转至步骤s201，更新所有空调系统的切面、温度敏感度，具体包括：利用接收到的标定切面值作为y轴上固定的工作属性值，获得室外温度值方向上的标定切面，该标定切面为三维能耗曲面中工作属性值为标定切面值的切面；

47、依据所有空调系统新的温度敏感度，执行步骤202，得到新的空调系统组，执行步骤s105至s106，得到新的评估表，并生成二次验证指令传输至确定模块。

48、优选地，所述确定模块接收到二次验证指令时，执行步骤s108得到待评估空调系统的最终评估危险等级，附上其关键组件集，生成评估报告发送至管理员。

49、本技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

50、通过根据每个空调系统的历史能耗关联数据，确定空调系统的工作属性值，结合历史能耗关联数据，在温度与能耗的拟合关系中考虑空调系统在不同工作状态下的能耗行为，得到更为全面展示该空调系统实际能耗运行情况的三维能耗曲面，从而多元化多维度地进行空调系统能耗性能的展示，避免较大实际误差；依据待评估空调系统的最新工作属性值定位至对应三维能耗曲面中得到标定温度点和最新工作属性值对应的单位面积能耗值，结合其最大单位面积能耗值，用对应的评估表进行评估能耗危险等级，为后续的能耗优化提供科学指导和依据；

51、通过基于所有空调系统的三维能耗曲线得到的温度敏感度进行区域划分，而不是依赖于传统的认为规定的空调系统划分区域，使得区域划分更加适应多变复杂的环境，减少了人为干预，提高工作效率；

52、通过对空调系统的组件能耗占比序列进行量化得到组件能耗联动值，适应性调整对应时间单元内的工作属性值，能够更精细地反映空调系统的能耗行为，特别是不同组件之间的能耗联动情况；基于调整后的工作属性值和其他相关数据，重新拟合的三维能耗曲面，能够更加准确地反映空调系统的实际能耗情况，从而提高能耗评估的准确性，考虑了不同组件在不同时间单元内的能耗关联度变化，使得三维能耗曲面能够适应更复杂多变的运行环境和不同的工作状态；

53、依据待评估空调系统的初次评估结果，以及对应短期时间段内的组件能耗占比序列及其对应的组件能耗联动值，对所有空调系统的区域划分的条件进行适应性调整，使其调整规则适应待评估空调系统的实际运行状况特征，并进一步对待评估空调系统进行评估核验，从而提高评估准确性，避免初始评估模糊性存在的潜在误差，增强待评估空调系统的能耗评估的适应性。