一种基于物联网的施工现场临时用电动态负荷调控方法与流程

本申请属于施工现场安全管理与节能，具体地说，涉及一种基于物联网的施工现场临时用电动态负荷调控方法。

背景技术：

1、水利水电工程施工现场普遍具有作业面分散、用电设备种类繁杂、施工工序切换频繁、工况变化快的特点，现场临时用电系统覆盖起重设备、焊接机具、照明系统、动力机械等多类用电负载，用电负荷随施工进度、作业班次及设备启停状态呈现出强波动性与非线性特征。由于临时用电网络多为临时性规划搭建，负荷分配的合理性直接关系到施工现场的用电安全与运行成本，若线路或设备长期过载运行，易引发线路过热、跳闸甚至电气火灾等安全隐患；而部分设备长时间处于低负载运行状态，则会造成电能浪费、用电效率低下，给施工现场的用电管控带来较大难度。

2、传统的施工现场临时用电管理多采用人工定期巡查、抄表核算的方式，对用电负荷的状态监测存在明显的时间滞后性，难以及时捕捉负荷突变与异常工况；且负荷调控通常依赖管理人员的经验判断，具有较强的主观性与粗放性，无法根据现场实时用电情况生成量化、精准的调控策略。该模式既难以适配施工现场复杂多变的用电需求，无法在过载风险出现前进行前瞻性干预，也不能对低负载运行状态进行针对性优化，难以兼顾用电安全保障与节能降耗的双重目标。

技术实现思路

1、为解决施工现场传统临时用电管理方法存在的滞后性、主观性与粗放性问题，实现施工现场临时用电负荷的精准、量化、动态管控，本申请提供一种基于物联网的施工现场临时用电动态负荷调控方法。

2、在一个方案中，一种基于物联网的施工现场临时用电动态负荷调控方法，包括如下步骤：

3、部署物联网感知终端与传输模块，构建覆盖施工现场临时用电全场景的物联网用电监测感知网络；

4、通过物联网用电监测感知网络采集施工现场生产、生活、办公全区域多维度的用电数据，并对采集的用电数据进行预处理；

5、利用预处理后的用电数据设置训练集、验证集和测试集，建立并训练由lstm长短期记忆网络结合粒子群优化算法构建的用电负荷预测与动态调控模型，对施工现场用电负荷进行预测与调控；

6、基于用电负荷预测与动态调控模型，结合负荷分配公式、过载调控公式、负载率优先公式计算，进行施工现场临时用电负荷的动态分配、过载预警与智能调控。

7、进一步的，物联网感知终端与传输模块的部署包括：

8、在施工现场临时用电的总配电柜、分配电箱、用电设备端分别部署电流、电压、功率、温度监测的物联网传感器设备；在生产、生活、办公区域分别部署用电计量终端，对施工现场的用电数据进行点面结合采集。

9、搭建施工现场用电数据的云平台或本地服务器，并采用无线传输技术搭配有线传输设备构建物联网数据传输网络，供感知终端数据向云平台或本地服务器进行实时传输。

10、进一步的，采集的多维度的用电数据包括实时用电运行数据、用电设备基础数据、施工现场工况数据及历史用电数据。

11、进一步的，用电负荷预测与动态调控模型的建立逻辑为：

12、采用lstm长短期记忆网络结合粒子群优化算法构建用电负荷预测子模型，同时基于多目标优化算法构建负荷调控子模型，形成融合时间序列预测与智能调控的复合模型。

13、进一步的，用电负荷预测与动态调控模型的训练逻辑为：

14、将预处理后的用电数据按比例划分为训练集、验证集和测试集，将训练集数据输入复合模型，通过前向传播计算负荷预测值与调控策略，通过反向传播计算预测误差与调控偏差；同时采用正则化、超参数寻优的方式防止过拟合。

15、进一步的，用电负荷预测与动态调控模型的验证和测试逻辑为：

16、将测试集数据输入模型，计算模型的负荷预测精度，采用平均绝对误差、均方根误差、平均绝对百分比误差作为评价指标。

17、模拟施工现场满负荷、高峰负荷、低负荷及设备频繁启停的用电工况，测试模型调控策略的有效性；通过持续输入实时用电数据，测试模型在持续运行状态下的响应速度、指令准确性及无故障运行时长，验证模型稳定性。

18、以模型的负荷预测精度、调控有效性及稳定性表现作为模型性能的综合评价指标；若模型性能达到预设目标，判定模型训练合格；若模型性能未达到预设目标，重新调整模型参数进行二次训练。

19、进一步的，负荷分配公式的计算逻辑为：当负荷达到预警阈值时，模型根据施工工序用电优先级，通过负荷动态分配公式生成负荷分配策略，对低优先级用电设备进行变频调速、分时启停，将负荷控制在安全范围内。

20、进一步的，过载调控公式的计算逻辑为：当负荷达到超限阈值时，模型在保障核心施工工序用电的前提下，通过过载调控公式自动计算需切断的非必要用电设备负荷，防止电路过载、短路等安全事故。

21、进一步的，负载率优先公式的计算逻辑为：模型实时监测各用电设备的负载率，通过负载率优化公式判定设备运行状态，对额定功率大于使用功率、维持低负载持续运行的设备发出调整提示，提出设备使用优化策略，指导现场工作人员优化设备使用方式，提升用电效率。

22、本申请的有益效果：

23、本申请通过搭建物联网用电监测感知网络实现施工现场临时用电全场景覆盖，结合实时总负荷计算逻辑完成从总配电柜到单台设备的多维度用电数据实时量化采集与计算，能够及时、精准识别施工现场用电异常，提升负荷监测的实时性与精细化程度；采用lstm结合粒子群优化算法的复合模型实现负荷前瞻性预测，结合多目标优化算法与量化调控公式生成科学调控策略，可实现用电负荷的动态分配与过载精准削荷，有效规避用电安全风险；还可依据施工现场用电实际反馈持续调整模型参数与调控公式核心参数，使调控体系适配施工工序、用电设备的动态变化，提升调控体系的长期应用价值，实现施工现场临时用电负荷的精准、量化、动态管控。

1.一种基于物联网的施工现场临时用电动态负荷调控方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于物联网的施工现场临时用电动态负荷调控方法，其特征在于，物联网感知终端与传输模块的部署包括：

3.根据权利要求1所述的基于物联网的施工现场临时用电动态负荷调控方法，其特征在于，采集的多维度的用电数据包括实时用电运行数据、用电设备基础数据、施工现场工况数据及历史用电数据。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的施工现场临时用电动态负荷调控方法，其特征在于，所述用电负荷预测与动态调控模型的建立逻辑为：

5.根据权利要求4所述的基于物联网的施工现场临时用电动态负荷调控方法，其特征在于，所述用电负荷预测与动态调控模型的训练逻辑为：

6.根据权利要求5所述的基于物联网的施工现场临时用电动态负荷调控方法，其特征在于，所述用电负荷预测与动态调控模型的验证和测试逻辑为：

7.根据权利要求1所述的基于物联网的施工现场临时用电动态负荷调控方法，其特征在于，所述负荷分配公式的计算逻辑为：

8.根据权利要求1所述的基于物联网的施工现场临时用电动态负荷调控方法，其特征在于，所述过载调控公式的计算逻辑为：

9.根据权利要求1所述的基于物联网的施工现场临时用电动态负荷调控方法，其特征在于，所述负载率优先公式的计算逻辑为：