采用溫度分布加權(quán)的測量和驗(yàn)證的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】采用溫度分布加權(quán)的測量和驗(yàn)證的方法和系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用和優(yōu)先權(quán)要求
[0002]本申請是于2012 年 5 月 4 日提交的題為“Methods and Systems for ImprovedTime Cost and Accuracy of Energy Usage Baselining(用于改善的時(shí)間成本和能量用量基線的準(zhǔn)確度的方法和系統(tǒng))”的申請?zhí)枮?3/463，901的美國申請的部分繼續(xù)申請并且要求其優(yōu)先權(quán)，其通過引用合并到本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開內(nèi)容總體上涉及能量用量，并且更具體地，涉及使用溫度分布加權(quán)來改進(jìn)能量用量測量和驗(yàn)證。
【背景技術(shù)】
[0004]為了對通過實(shí)施管理系統(tǒng)和產(chǎn)品所提供的能量節(jié)省進(jìn)行測量，采用能量用量基線來測量當(dāng)前能量用量情況是有幫助的。以前使用的解決方案包括在安裝任何能量節(jié)省產(chǎn)品之前在相對較長的一段時(shí)間(例如，一整年的時(shí)間)對能耗進(jìn)行計(jì)量。針對用于計(jì)量的這種較長時(shí)間的要求是基于獲取溫度和季節(jié)性能量用量變化的足夠的數(shù)據(jù)的需要。用于建立這種能量用量基線的一種解決方案包括在能量消費(fèi)者的位置處不實(shí)施能量節(jié)省管理系統(tǒng)和產(chǎn)品，直到采集到一年的數(shù)據(jù)。這種解決方案使得該位置的所有的溫度變化和操作行為能夠被包括在能量用量基線中。
[0005]然而，從商業(yè)角度來看，在安裝能量節(jié)省產(chǎn)品之前對能量用量進(jìn)行建模是不合理的。客戶不希望在實(shí)現(xiàn)能量節(jié)省之前需要等待很長時(shí)間。商業(yè)上的考慮提倡減少用于建立這種能量用量基線的時(shí)間范圍，以使消費(fèi)者享受能量節(jié)省產(chǎn)品的好處。另外，難以使所有的非溫度變量(諸如交通水平、操作條件和裝置效率)保持恒定達(dá)一年。如果這些變量中的一些變量變化，則根據(jù)對能量用量進(jìn)行監(jiān)測而獲得的數(shù)據(jù)中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)或全部數(shù)據(jù)可能會變得無效。
[0006]測量和驗(yàn)證是用來對所實(shí)施的能量效率措施的結(jié)果與另外公開的性能進(jìn)行比較的方法。這種方法試圖對主要變量是環(huán)境溫度的各種獨(dú)立變量進(jìn)行控制。經(jīng)溫度調(diào)整的能量節(jié)省計(jì)算使用有限的一組數(shù)據(jù)(例如數(shù)周或數(shù)月的有價(jià)值數(shù)據(jù))來預(yù)計(jì)為期一年的節(jié)約。使用有限的一組數(shù)據(jù)容易產(chǎn)生誤差，這是因?yàn)樵谟邢薜臅r(shí)間內(nèi)可能發(fā)生變化而在給定的一年時(shí)間中發(fā)生變化的頻率沒有那么高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]所公開的各種實(shí)施方式涉及用于在能量用量測量中進(jìn)行溫度加權(quán)的系統(tǒng)和方法。
[0008]各種實(shí)施方式包括自動化系統(tǒng)、方法和介質(zhì)。系統(tǒng)、方法和介質(zhì)在能量用量測量中使用溫度加權(quán)。該方法包括確定多個(gè)不同溫度中的每個(gè)溫度在一段時(shí)間內(nèi)在位置處的出現(xiàn)的天數(shù)。該方法包括確定位于該位置的建筑物處的初始能量用量的基線。該方法包括接收對建筑物處的能量用量的測量。該方法包括通過對能量用量的測量執(zhí)行回歸分析，生成作為溫度的函數(shù)的被測能量用量的表達(dá)。該方法包括確定初始能量用量的基線與被測能量用量的表達(dá)之間的差。另外，該方法包括基于在該一段時(shí)間內(nèi)一個(gè)或多個(gè)溫度出現(xiàn)的天數(shù)生成對一個(gè)或多個(gè)溫度下的基線能量用量與被測能量用量之間的差的加權(quán)。
[0009]前面已經(jīng)相當(dāng)廣泛地概述了本公開內(nèi)容的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和特征，從而使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解下面的詳細(xì)描述。構(gòu)成權(quán)利要求的主題的本公開內(nèi)容的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在下文進(jìn)行描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，他們可以容易地使用所公開的構(gòu)思和具體實(shí)施例作為修改或設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)本公開內(nèi)容的相同目的的其他結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識到，這種等同構(gòu)造并不脫離本公開內(nèi)容在其最廣泛的形式下的精神和范圍。
[0010]在進(jìn)行以下的【具體實(shí)施方式】之前，闡述本專利文獻(xiàn)中通篇使用的特定詞語或短語的定義會是有利的:術(shù)語“包括”和“包含”以及其派生詞指沒有限制的包括；術(shù)語“或”是包括性的，指的是和/或；短語“相關(guān)聯(lián)”和“與其相關(guān)聯(lián)”以及它們的派生詞可以指包括、被包括在內(nèi)、與…互連、包含、被包含在內(nèi)、連接到或與…連接、耦接于或與…耦接、與…可通信、與…合作、交織、并列、接近、綁定到或與…綁定、具有、或具有…的性質(zhì)等；而術(shù)語“控制器”指控制至少一個(gè)操作的任何裝置、系統(tǒng)或其一部分，不論這樣的裝置是否通過硬件、固件、軟件或上述中至少兩者的組合來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)注意，與任何具體控制器相關(guān)聯(lián)的功能性，無論本地地或遠(yuǎn)程地，均可以是集中式或分布式的。本專利文獻(xiàn)通篇中提供對特定詞語和短語的定義，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，這樣的定義適用于許多(如果不是大多數(shù)的話)現(xiàn)有實(shí)例以及這樣定義的詞語和短語的將來用法中。盡管有些術(shù)語可能包括各種各樣的實(shí)施例，但是所附權(quán)利要求可以明確地將這些術(shù)語限制為特定實(shí)施例。
【附圖說明】
[0011]現(xiàn)在結(jié)合附圖參照下述說明更全面地理解本公開內(nèi)容及其優(yōu)點(diǎn)，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的對象，以及在附圖中:
[0012]圖1示出了實(shí)施本公開內(nèi)容的各種實(shí)施方式的能量監(jiān)測環(huán)境的框圖；
[0013]圖2示出了實(shí)施本公開內(nèi)容的各種實(shí)施方式的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖；
[0014]圖3示出了實(shí)施本公開內(nèi)容的各種實(shí)施方式的建筑物管理系統(tǒng)的框圖；
[0015]圖4描繪了根據(jù)所公開的實(shí)施方式用來生成經(jīng)調(diào)整的能量用量基線的處理的流程圖；
[0016]圖5描繪了根據(jù)所公開的實(shí)施方式在能量用量測量中進(jìn)行溫度加權(quán)的處理的流程圖；
[0017]圖6A和圖6B示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的各種實(shí)施方式生成的能量用量基線的曲線圖；
[0018]圖7示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的各種實(shí)施方式的歷史溫度分布、基線溫度分布以及控制數(shù)據(jù)溫度分布的曲線圖；以及
[0019]圖8示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的各種實(shí)施方式的基線能量用量與被測能量用量之間的差的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]在本專利文獻(xiàn)中，下面所討論的圖1至圖8以及用來描述本公開內(nèi)容的原理的各種實(shí)施方式僅用于說明，而不應(yīng)被以任何方式解釋為限制本公開內(nèi)容的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，本公開內(nèi)容的原理可以以適當(dāng)布置的任何設(shè)備或系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
[0021]所公開的實(shí)施方式認(rèn)識到數(shù)周或數(shù)月收集的能量用量數(shù)據(jù)可能是偏斜或偏頗的。例如，樣本分布(例如，在每個(gè)溫度下有多少能量用量數(shù)據(jù)點(diǎn))會與整年的有價(jià)值數(shù)據(jù)的分布并不相同并且通常是相當(dāng)不同的。所公開的實(shí)施方式認(rèn)識到大多數(shù)的日溫度都嚴(yán)重地趨向范圍的中部并且較少的數(shù)據(jù)點(diǎn)位于熱和冷的極端。
[0022]所公開實(shí)施方式使用歷史溫度分布在能量用量預(yù)測的測量和驗(yàn)證中對能量用量數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)。例如，可認(rèn)為常見溫度下的能量用量數(shù)據(jù)點(diǎn)對于測量和驗(yàn)證是更可靠的。類似地，在溫度分布的極端處的能量用量數(shù)據(jù)點(diǎn)的出現(xiàn)頻率較低并且可能對年度能量用量的影響較小。因此，所公開的實(shí)施方式改進(jìn)了對能量用量預(yù)測的測量和驗(yàn)證的準(zhǔn)確度并且可以減少用于數(shù)據(jù)收集以獲得足夠準(zhǔn)確的結(jié)果所需的時(shí)間量。
[0023]所公開的實(shí)施方式減少了建立建筑物中的能量用量的基線所需的時(shí)間量，并且改進(jìn)了能量用量基線的準(zhǔn)確度。能量用量基線是作為溫度的函數(shù)的、針對特定位置處的能量用量的數(shù)學(xué)關(guān)系式。由于能量用量可以根據(jù)溫度而變化，所以能量用量基線是以對溫度進(jìn)行調(diào)整的方式來表示能耗的有效方式。
[0024]所公開的實(shí)施方式通過將歷史能量用量數(shù)據(jù)與來自位置的當(dāng)前能量用量測量的樣本相結(jié)合以提供在溫度范圍上延伸的準(zhǔn)確的能量用量基線來減少數(shù)據(jù)采集時(shí)間。所公開的實(shí)施方式利用這個(gè)能量用量基線來測量能量效率措施、操作變化以及裝置變化的效果。
[0025]圖1示出了其中實(shí)施多種實(shí)施方式的能量監(jiān)測環(huán)境100的框圖。在這個(gè)說明性的實(shí)施方式中，能量監(jiān)測環(huán)境100包括經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)108連接至存儲裝置104和建筑物106的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)102。網(wǎng)絡(luò)108是用來在能量監(jiān)測環(huán)境100中的各種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與其他設(shè)備之間提供通信鏈路的介質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)108可以包括任意數(shù)目的合適連接，諸如有線鏈路、無線鏈路或光纖鏈路。網(wǎng)絡(luò)108可以被實(shí)施為許多不同類型的網(wǎng)絡(luò)，諸如因特網(wǎng)、局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)。
[0026]本公開內(nèi)容的元件可以被實(shí)施在與網(wǎng)絡(luò)108連接的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)102和存儲裝置104中。例如，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)102可以從存儲裝置104中獲得針對建筑物106的歷史能量用量數(shù)據(jù)和當(dāng)前能量用量測量兩者，以生成能量用量基線。建筑物106是能量用量被監(jiān)測的位置。例如，建筑物106的操作者會希望能夠?qū)Ξ?dāng)前能量用量進(jìn)行建模，以用于與將來的能量用量進(jìn)行比較。
[0027]數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)102可以從歷史設(shè)施數(shù)據(jù)中獲得建筑物106的歷史能量用量數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)102可以從存儲在存儲裝置104內(nèi)的數(shù)據(jù)庫中的有關(guān)設(shè)施票據(jù)或設(shè)施賬單的信息中獲得在一段時(shí)間內(nèi)建筑物106處有關(guān)能量用量的歷史能量用量數(shù)據(jù)。
[0028]數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)102還獲得在針對歷史設(shè)施數(shù)據(jù)的一段時(shí)間內(nèi)建筑物106所在位置處的歷史溫度數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)102可以獲得歷史能量用量數(shù)據(jù)所涵蓋的一段時(shí)間內(nèi)的天、周、月和/或年的平均溫度、高溫和/或低溫。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)102可以從存儲關(guān)于不同位置處的溫度的信息的一個(gè)或更多個(gè)氣象數(shù)據(jù)庫(例如，國家氣象局)中獲得歷史溫度數(shù)據(jù)。
[0029]數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)102將歷史能量用量數(shù)據(jù)與歷史溫度數(shù)據(jù)相結(jié)合，以生成歷史能量用量基線。這個(gè)歷史能量用量基線表示作為溫度的函數(shù)的在先前一段時(shí)間內(nèi)建筑物處的能量用量。
[0030]所公開的實(shí)施方式認(rèn)識到在先前一段時(shí)間內(nèi)在建筑物106處獲得的數(shù)據(jù)可能不準(zhǔn)確。例如，歷史能量用量數(shù)據(jù)可能不準(zhǔn)確。建筑物106處的變化會影響能耗。例如，設(shè)備維護(hù)、能量用量習(xí)慣、季節(jié)性變化、建筑物交通和使用、建筑物維修以及保養(yǎng)問題會改變建筑物106處所消耗的能量的量。所公開的實(shí)施方式對這個(gè)歷史能量用量基線進(jìn)行修改，以解決能量用量的變化。
[0031]為了解決能量用量的變化，在監(jiān)測時(shí)間段期間，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)102經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)108獲得來自建筑物106的能量用量測量。例如，建筑物106接收來自能量源(例如，電力線110)的電能。傳感器112對建筑物106處接收的能量的量進(jìn)行測量。建筑物106處的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)114接收來自傳感器112的能量用量測量，并且經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)108將能量用量測量發(fā)送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)102。
[0032]數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)102還獲得在監(jiān)測時(shí)間段內(nèi)建筑物106所處的位置處的溫度數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)102可以獲得已獲得能量用量測量的天、周和/或月的平均溫度、高溫和/或低溫。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)102可以從存儲有關(guān)于不同位置處的溫度的信息的一個(gè)或更多個(gè)氣象數(shù)據(jù)庫(例如，國家氣象局)中獲得這個(gè)溫度數(shù)據(jù)，或者