一种限电模式下智慧园区低功耗运行方法

1.本发明涉及园区能源利用技术领域，具体为一种限电模式下智慧园区低功耗运行方法。


背景技术：

2.能源紧缺和环境恶化已经成为全球面临的最大问题，持续高速的经济增长的同时也引发了能源供应危机及环境严重污染等问题，面临能源紧张的危机，制订正确的能源政策显得尤为重要。近年以来，能源消费总量不断上升，资源需求持续增加，建筑能耗特别是大型园区的能耗在城市总能耗中占了较大比例，因此如何有效监控和分析建筑能耗，并对大型园区进行智能化、节能化管理，减少能源消耗，已成为各大企业的主要关注点。
3.调查显示，建筑能耗占国民经济总能耗的1/3，空调和照明则占总耗能的80％以上，如何有效解决能源浪费对于园区耗能管理具有十分重大的意义。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种限电模式下智慧园区低功耗运行方法，限电模式下有效监控和分析园区能耗，并对园区进行智能化、节能化管理，减少能源消耗。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种限电模式下智慧园区低功耗运行方法，包括以下步骤：
6.步骤一、信息采集：采集时间信息、光线强度、空气湿度、功能系统信息、设备层各设备能耗和园区总能耗；
7.步骤二、模型分析：通过计算模型停启园区内各设备；
8.步骤三、综合能耗管理：判断是否是紧急情况，若是，则选择经济设备能耗处理单元，若否，则按照模型分析的计算模型管理能耗。
9.优选的，所述模型分析的计算模型为：m＝uwbt，m代表能耗等级，w代表紧急状态引入量，在非紧急状态w取值为1，在紧急状态下w取值为5，u代表光线强度，b代表空气湿度，t代表时间替代值，白天是1，夜晚是2，所述白天和夜晚依据信息采集系统采集的位置信息中的经纬度和月份天数信息，根据经纬度确定该地区的时间信息，按照其月份和天数划分白天时间和夜晚时间。
10.优选的，所述步骤一中信息采集包括：利用信息采集系统采集储能模块的能源信息，在储能模块存储百分之七十额定能源后开始释放能源，在能源存储低于六十的时候不再释放能源，释放的能源优先供给给充电桩和基础办公设备，在夜晚的时候释放的能源优先供给给灯光系统。
11.优选的，在夜晚的时候释放的能源优先供给给灯光系统具体包括：利用温度感知器用于感知温度，在夜晚温度感知器感知到周围有接近人体温度的物体移动的时候激活声控开关，这时声控开关采集到声音激活光源。
12.优选的，所述综合能耗管理包括以下步骤：通过存储模块存储有低功耗模式，储能
系统运行低功耗模式进行以下步骤：
13.在白天的时候光线强度高，这时光照强度一般在300流明以上，湿度一般在45％-55％，所以在m计算大于等于75且小于325的情况下，在该状态下园区所有灯光、风暖、空调等高耗能设备全部关停，只保障应急系统运行和基础办公设备运行；
14.在白天光线强度底的时候，这时光照强度一般在100-300流明，湿度一般在45％-55％，所以在m大于等于25且小于75的时候，该状态下，灯光系统采用光控开关，风暖、空调等高耗能设备全部关停，应急系统运行和基础办公设备运行；
15.在夜晚，这时光照强度一般在0.2流明以下，湿度一般在45％-55％，所以在m小于等于0.25的时候，所有基础办公设备供能调整为白天的百分之一，所有的灯光全部采用温控和声控双联动开关；
16.在紧急状态下，白天光线强度高，所以m大于325，该状态下，所有基础办公设备、灯光、风暖、空调等设备全部停止运行，只保障紧急保障系统运行；
17.在夜晚，紧急状态下，m大于0.25且小于1.25，该状态下，所有设备停止运行，值保障紧急系统和灯光系统运行，且灯光系统半数运行；
18.在夜晚，紧急状态下，空气湿度高，m大于等于1.25且小于25的时候，该状态下所有设备停止运行，只保障紧急系统和全部灯光系统运行。
19.所述一种限电模式下智慧园区低功耗运行方法的系统，包括基础设备层、设备层、存储模块；
20.所述基础设备层还包括新能源系统和储能系统，所述新能源系统包括分布式风力发电装、光伏发电模块和储能模块，信息采集系统采集储能模块的能源信息，在储能模块存储百分之七十额定能源后开始释放能源，在能源存储低于六十的时候不再释放能源，释放的能源优先供给给充电桩和基础办公设备，在夜晚的时候释放的能源优先供给给灯光系统；
21.所述设备层包括灯光系统，所述灯光系统包括线路、光源和开关系统，所述开关系统由声控开关、光控开关和温度感知器组成，所述温度感知器用于感知温度，在夜晚温度感知器感知到周围有接近人体温度的物体移动的时候激活声控开关，这时声控开关采集到声音激活光源；
22.通过存储模块存储有低功耗模式，储能系统运行低功耗模式。
23.进一步的，所述设备层需要使用的灯具的灯具能耗值的公式为：
[0024][0025]
其中，k为正整数，dk为灯具总量度，s为灯具数量，t为时间，w0为点亮的灯具的总额定功率，tk为额定时间，tk＝t*0.1％。
[0026]
优选地，所述储能模块包括电池部分和热回收部分，所述电池部分包括第一电池组和第二电池组，所述第一电池组为常用电池组，所述第二电池组为备用电池组，所述第一电池组和第二电池组容量一致，且满足以下条件：容量的60％大于等于灯光系统8小时的耗能；所述第一电池组在容量低于60％时，切换第二电池组供能，第一电池组开始充电直至其容量大于第二电池组，且第一电池组的容量大于70％，切回第一电池组供能，第二电池组充电；
[0027]
所述热回收部分用于收集园区厂房外部环境的热能，收集的热能在特定季节进行再利用，所述热回收部分包括风道组件、水路组件和光伏组件，所述光伏组件设置在所述光伏发电模块，所述水路组件与光伏组件连接，所述风道组件与所述空调和风暖连接。
[0028]
优选地，所述系统还包括通信模块，所述通信模块用于将基础设备层、设备层和存储模块的各个设备通信连接，所述通信模块包括光纤组网和无线组网，所述通信模块设置在各个设备处的装置随设备的工作状态启停。
[0029]
本发明提供了一种限电模式下智慧园区低功耗运行方法。具备以下有益效果：
[0030]
本发明通过对用能情况进行及时跟踪采集和有效管理，提升节能工作的管理水平，达到节约能源、供需互动的多种能源耦合目的，实现了对能源的集中监控、管理以及分散控制，有效监控、分析和节约园区能耗，并在紧急限电模式下园区进行智能化、节能化管理，减少了能源消耗。
具体实施方式
[0031]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]
实施例一：
[0033]
本发明实施例提供一种限电模式下智慧园区低功耗运行方法，包括以下步骤：
[0034]
步骤一、信息采集：采集时间信息、光线强度、空气湿度、功能系统信息、设备层各设备能耗和园区总能耗；
[0035]
步骤二、模型分析：通过计算模型停启园区内各设备；
[0036]
步骤三、综合能耗管理：判断是否是紧急情况，若是，则选择经济设备能耗处理单元，若否，则按照模型分析的计算模型管理能耗。
[0037]
模型分析的计算模型为：m＝uwbt，m代表能耗等级，w代表紧急状态引入量，在非紧急状态w取值为1，在紧急状态下w取值为5，u代表光线强度，b代表空气湿度，t代表时间替代值，白天是1，夜晚是2，白天和夜晚依据信息采集系统采集的位置信息中的经纬度和月份天数信息，根据经纬度确定该地区的时间信息，按照其月份和天数划分白天时间和夜晚时间。
[0038]
步骤一中信息采集包括：利用信息采集系统采集储能模块的能源信息，在储能模块存储百分之七十额定能源后开始释放能源，在能源存储低于六十的时候不再释放能源，释放的能源优先供给给充电桩和基础办公设备，在夜晚的时候释放的能源优先供给给灯光系统。
[0039]
在夜晚的时候释放的能源优先供给给灯光系统具体包括：利用温度感知器用于感知温度，在夜晚温度感知器感知到周围有接近人体温度的物体移动的时候激活声控开关，这时声控开关采集到声音激活光源。
[0040]
综合能耗管理包括以下步骤：通过存储模块存储有低功耗模式，储能系统运行低功耗模式进行以下步骤：
[0041]
在白天的时候光线强度高，这时光照强度一般在300流明以上，湿度一般在45％-55％，所以在m计算大于等于75且小于325的情况下，在该状态下园区所有灯光、风暖、空调
等高耗能设备全部关停，只保障应急系统运行和基础办公设备运行；
[0042]
在白天光线强度底的时候，这时光照强度一般在100-300流明，湿度一般在45％-55％，所以在m大于等于25且小于75的时候，该状态下，灯光系统采用光控开关，风暖、空调等高耗能设备全部关停，应急系统运行和基础办公设备运行；
[0043]
在夜晚，这时光照强度一般在0.2流明以下，湿度一般在45％-55％，所以在m小于等于0.25的时候，所有基础办公设备供能调整为白天的百分之一，所有的灯光全部采用温控和声控双联动开关；
[0044]
在紧急状态下，白天光线强度高，所以m大于325，该状态下，所有基础办公设备、灯光、风暖、空调等设备全部停止运行，只保障紧急保障系统运行；
[0045]
在夜晚，紧急状态下，m大于0.25且小于1.25，该状态下，所有设备停止运行，值保障紧急系统和灯光系统运行，且灯光系统半数运行；
[0046]
在夜晚，紧急状态下，空气湿度高，m大于等于1.25且小于25的时候，该状态下所有设备停止运行，只保障紧急系统和全部灯光系统运行。
[0047]
通过对用能情况进行及时跟踪采集和有效管理，提升节能工作的管理水平，达到节约能源、供需互动的多种能源耦合目的，实现了对能源的集中监控、管理以及分散控制，有效监控、分析和节约园区能耗，并在紧急限电模式下园区进行智能化、节能化管理，减少了能源消耗。
[0048]
实施例二：
[0049]
本发明实施例提供一种限电模式下智慧园区低功耗运行方法的系统，包括基础设备层、设备层、存储模块；
[0050]
基础设备层还包括新能源系统和储能系统，新能源系统包括分布式风力发电装、光伏发电模块和储能模块，信息采集系统采集储能模块的能源信息，在储能模块存储百分之七十额定能源后开始释放能源，在能源存储低于六十的时候不再释放能源，释放的能源优先供给给充电桩和基础办公设备，在夜晚的时候释放的能源优先供给给灯光系统；
[0051]
设备层包括灯光系统，灯光系统包括线路、光源和开关系统，开关系统由声控开关、光控开关和温度感知器组成，温度感知器用于感知温度，在夜晚温度感知器感知到周围有接近人体温度的物体移动的时候激活声控开关，这时声控开关采集到声音激活光源；
[0052]
通过存储模块存储有低功耗模式，储能系统运行低功耗模式。
[0053]
所述设备层需要使用的灯具的灯具能耗值的公式为：
[0054][0055]
其中，k为正整数，dk为灯具总量度，s为灯具数量，t为时间，w0为点亮的灯具的总额定功率，tk为额定时间，tk＝t*0.1％。
[0056]
其中用于计算损耗做工，w0*tk用于计算灯具耗能，所述储能模块包括电池部分和热回收部分，所述电池部分包括第一电池组和第二电池组，所述第一电池组为常用电池组，所述第二电池组为备用电池组，所述第一电池组和第二电池组容量一致，且满足以下条件：容量的60％大于等于灯光系统8小时的耗能；所述第一电池组在容量低于60％时，切换第二电池组供能，第一电池组开始充电直至其容量大于第二电池组，且第一电池组
的容量大于70％，切回第一电池组供能，第二电池组充电；
[0057]
所述热回收部分用于收集园区厂房外部环境的热能，收集的热能在特定季节进行再利用，所述热回收部分包括风道组件、水路组件和光伏组件，所述光伏组件设置在所述光伏发电模块，所述水路组件与光伏组件连接，所述风道组件与所述空调和风暖连接。
[0058]
所述系统还包括通信模块，所述通信模块用于将基础设备层、设备层和存储模块的各个设备通信连接，所述通信模块包括光纤组网和无线组网，所述通信模块设置在各个设备处的装置随设备的工作状态启停。
[0059]
上述系统的负荷调节方法如下表一所示：
[0060]
表一：
[0061][0062]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。