用于确定系统中能量负荷分布的计算机实现方法与流程

本发明涉及用于确定系统中能量负荷分布的计算机实现方法，涉及在能量管理系统中的多个系统的所分解的单独的能量负荷数据的使用，涉及在图形用户界面上的多个系统的所分解的单独的能量负荷数据的使用，涉及数据处理系统，涉及计算机程序产品以及涉及计算机可读介质。

背景技术：

1、建筑物的能量消耗或建筑物的能量需求在建筑物运行的效率考虑方面起着关键作用。建筑可以是商业、住宅和/或工业建筑。此类建筑物的能量管理系统在最先进的技术中是众所周知的，并且处理此类建筑物中的多个不同实体。

2、现在很明显，还需要提供用于在能量方面管理这种建筑的方法。

技术实现思路

1、鉴于以上所述，本发明的目的是提供用于确定系统中能量负荷分布的方法，本发明的目的特别是提供用于确定系统中能量负荷分布的改进的方法。

2、这些和其他目的，在阅读下面的描述时变得明显，通过独立权利要求的主题来解决。从属权利要求提及本发明的优选实施例。

3、在本公开的一方面，提供用于确定系统中能量负荷分布的计算机实现方法，包括以下步骤：接收系统的总能量负荷数据，其中总能量负荷数据包括多个资产的单独的能量负荷数据；确定总能量负荷数据中的至少一个能量负荷峰值；将总能量负荷数据分解为多个资产的单独的能量负荷数据；提供多个资产的所分解的单独的能量负荷数据用于进一步处理。可以有利地使用所分解的单独的能量负荷数据来控制多个资产中的一个或多个，以便消除能量负荷峰值。这在分析系统方面可以是有利的。这可以有利于提供对系统的进一步见解。这可以有利地允许为多个资产制定控制策略。

4、在本方法的实施例中，确定至少一个能量负荷峰值可以基于模式识别算法。这在能量负荷峰值的有效检测方面可以是有利的。这可以有利地防止系统在进一步的能量负荷峰值之前或防止已检测的能量负荷峰值继续。能量峰值的信息可以进一步用于选择系统中的新硬件或更改生产计划。能量峰值的信息通常可以给予新的见解。能量经理或能量管理系统可以使用这些见解来制定具体步骤(例如，更改生产计划)。

5、在本方法的实施例中，确定至少一个能量负荷峰值可以基于经训练的机器学习算法。这在能量负荷峰值的有效检测方面可以是有利的。这可以有利地防止系统在进一步的能量负荷峰值之前或防止已检测的能量负荷峰值继续。

6、在本方法的实施例中，分解总能量负荷数据可以包括估计算法。在缺乏一个或多个资产的单独的能量负荷数据的情况下，这可能是有利的。

7、在本方法的实施例中，分解总能量负荷数据可以包括通过测量设备接收多个资产的一个或多个单独的能量负荷。这在确定的已分解的能量负荷数据的准确性和质量方面是有利的。

8、在本方法的实施例中，该方法还可以包括提供多个资产的追踪记录，其中该追踪记录基于多个资产的所分解的单独的能量负荷数据。这在用户友好性和分析能力方面可以是有利的。

9、在本方法的实施例中，该方法还可以包括将多个资产标记为可控资产和不可控制资产。这可能是有利的，因为它进一步提供了控制可控资产的可能性。这在效率、反应速度和自动化能力方面可能是有利的。

10、在该方法的实施例中，多个资产可以包括以下的一个或多个：加热器、ev充电器、电池、hvac(加热、通风和空调设备)。

11、本公开的另一方面涉及通过上文描述的方法，多个系统的所分解的单独的能量负荷数据的使用在能量管理系统中被实现。

12、本公开的另一方面涉及通过上文描述的方法，多个系统的所分解的单独的能量负荷数据的使用在图形用户界面上被实现。

13、本公开的另一方面涉及数据处理设备，该数据处理设备包括用于执行上文描述的方法的装置。

14、本公开的另一方面涉及计算机程序产品，该计算机程序产品包括指令，当程序由计算机执行时，使计算机执行上文描述的方法。

15、本公开的最后一方面涉及计算机可读介质，该计算机可读介质包括指令，当指令由计算机执行时，使计算机执行上文描述的方法。

16、定义

17、术语能量负荷分布必须被广泛地理解并且涉及一个或多个资产随时间变化的一个或多个单独的能量负荷。优选地，能量负荷分布包括多个资产的单独的能量负荷。能量负荷分布可以以表格或图表来描述。能量负荷分布可以包括与能量负荷消耗和相应时间有关的数据值。时间可以是秒、小时、天、周、月和/或年。术语能量负荷必须被广泛地理解并且与能量负荷消耗或资产的功率有关。能量负荷优选地用瓦特表示。能量或功率可以来自一个或多个能量源。能量可以包括电能、热能和/或机械能。

18、术语系统必须被广泛地理解并且涉及包括一个或多个资产的任何实体，其中资产消耗电能。优选地，系统可以是住宅、工厂、办公楼。该系统可以包括子系统，例如厂房1和厂房2。

19、术语资产必须被广泛地理解并且涉及与系统相关的任何电能消耗实体。该资产可能包括建筑物中的灯、加热器、hvac、ev充电器。术语资产并不局限于给出的示例。

20、术语总能量负荷数据必须被广泛地理解，特别是本质上涉及系统的整个能量负荷消耗。例如，总能量负荷数据由建筑物的整体电表获取，其中电表可由电力供应商通过整体电表的接口提供。总能量负荷数据由多个能量消费者(即资产)组成。总能量负荷数据至少包括能量负荷值和时间值，优选地随时间变化的能量值曲线。总能量负荷数据可以以数字、表格、图形等形式表示。总能量负荷数据可通过接口从各系统的能量管理系统接收。

21、术语单独的能量负荷数据被广泛地理解并且优选地涉及资产的单独的能量负荷消耗。

22、术语能量负荷峰值被广泛地理解并且优选地涉及在一段时间内消耗的最高功率。

23、术语多个资产的所分解的单独的能量负荷数据必须被广泛地理解并且涉及一个或多个相应资产的一个或多个单独的能量负荷消耗。换句话说，所分解的单独的能量负荷数据涉及单独的资产的总能量负荷数据的分布，例如，在周二上午11点13分的能量负荷峰值处，加热器消耗了30％的能量负荷，灯消耗了20％的能量负荷以及ev充电器消耗了50％的能量负荷。

24、术语模式识别算法必须被广泛地理解并且可以涉及配置为确定总能量负荷数据中的能量负荷峰值的任何模式分析算法。模式识别算法可以包括分类算法、人工智能算法、机器学习算法。术语模式识别算法优选地涉及自动识别总能量负荷数据中的某些模式和规律的技术。

25、术语机器学习算法必须被广泛地理解并且可以优选地涉及经训练的机器学习模型。机器学习模型可以基于标记的数据进行训练，例如，使用建筑物的历史能量需求日志。机器学习算法优选地可以包括决策树、朴素贝叶斯分类、最近邻、神经网络、卷积神经网络、生成对抗网络、支持向量机、线性回归、逻辑回归、随机森林和/或梯度增强算法。

26、术语估计算法被广泛地理解并且可以涉及配置为基于系统中一个或多个资产的信息和/或一个或多个资产的一些测量的单独的能量负荷和总能量负荷数据(一个资产的单独的能量负荷或多个资产的单独的能量负荷)估计的算法。估计算法可以是分解算法。这样的分解算法可以按照以下步骤工作：首先，可以在系统内识别所有单独的资产(例如建筑物：冰箱，洗衣机，监测器等)，然后，可以在较长时间内(例如，1年)频繁地(例如，每秒)收集所有资产以及整个建筑物的能耗。这些数据可以用来训练ai模型(在训练阶段)。然后，该算法可以从已收集的数据中提取相关的所谓特征或特点。用于这些特征的示例可以是功率使用模式、频谱、电压波动、一天中的时间等。

27、通过历史数据和提取的特征，可以训练ml模型来学习分类和识别负责特定能量模式的资产。最后，在分解过程阶段，可以取当前总能量需求，研究具体特征和特点，并且ml模型可以将分解预测为单独的资产的负荷分布。

28、术语测量设备被广泛地理解并且涉及配置为用于测量资产的能量负荷消耗的任何设备。测量设备可以是电表、分流电阻或类似设备。测量设备可以包括用于将测量值传输到例如中央处理单元的另一实体的接口。

29、术语追踪记录被广泛地理解并且涉及多个资产的随时间变化的所分解的单独的负荷数据。追踪记录可以被显示在屏幕上用于进一步分析。追踪记录可以包括数字、表格、能量负荷值。

30、术语可控资产必须被广泛地理解并且涉及可以控制自身的能量负荷消耗的资产。可控资产可以包括ev充电器。用户可以根据多个资产的所分解的单独的能量负荷数据决定在深夜通过ev充电器启动电动汽车的充电。对于某些资产，电力负荷至少在一定程度上可以由外部系统动态控制，例如能量管理系统。ev充电器可以打开和关闭，某些ev充电器甚至允许连续控制，即充电功率可以在最小和最大充电率范围内取任何值。hvac系统也可以提供一定的灵活性。例如，提供给加热或冷却系统的功率可以根据房间的温度动态调节。相反，有些资产无法从外部控制，诸如传统的电加热系统只能手动控制。

31、术语不可控制资产必须被广泛地理解并且涉及通常无法控制自身的能量负荷消耗的资产。非可控资产可以包括安全设备，例如必须永久激活的火灾报警设备。将资产标记为可控资产和不可控资产可以有利于提高方法的效率。该信息可以允许用户或上级控制切换依赖于所分解的单独的负荷数据的资产。

32、术语能量管理系统被广泛地理解并且涉及用于分析、控制或预测系统能量行为的任何软件。能量管理系统可以提供下列数据中的一个或多个：总能量负荷数据、一个或多个资产的一个或多个已测量的单独的能量负荷。

33、根据一个或多个示例实施例的单元和/或设备可以使用硬件、软件和/或其组合来实现。例如，硬件设备可以使用处理电路来实现，这些处理电路包括但不限于诸如处理器、中央处理单元(cpu)、控制器、算术逻辑单元(alu)、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程门阵列(fpga)、片上系统(soc)、可编程逻辑单元、微处理器或能够以定义的方式响应和执行指令的任何其他设备。

34、单元或设备可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接到局域网(lan)、因特网、广域网(wan)或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定设备或单元的功能可以分布在经由接口电路连接的多个单元或设备之间。

35、本文描述的任何公开和实施例涉及上面列出的方法、系统、设备、计算机程序元件，反之亦然。有利地，任何实施例和示例提供的益处同样适用于所有其他实施例和示例，反之亦然。

36、如本文所用，“确定”还包括“启动或导致确定”，“产生”还包括“启动或导致产生”，“提供”还包括“启动或导致确定、生成、选择、发送或接收”。“启动或导致执行操作”包括触发计算设备执行相应操作的任何处理信号。