基于云計算的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于云計算的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)中的能源管理控制系統(tǒng)通常采用傳統(tǒng)的電氣自動化技術(shù)，對單個對象(如商場、商店、酒店、辦公樓工業(yè)廠房)的各個能耗設(shè)備進(jìn)行能耗管理控制，屬于現(xiàn)場級的控制。廠家不同其使用的管理節(jié)能平臺也不同，通常無法不兼容，相互之間也缺乏通信，從而無法形成一個統(tǒng)一的平臺集中進(jìn)行統(tǒng)一的能耗管理控制，以最大程度地實現(xiàn)節(jié)能的目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明旨在提供基于云計算的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

提供了基于云計算的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，包括電源子系統(tǒng)、現(xiàn)場控制中心、參數(shù)采集子系統(tǒng)和云計算管理平臺，所述電源子系統(tǒng)與現(xiàn)場控制中心連接，現(xiàn)場控制中心與所述云計算管理平臺之間、所述參數(shù)采集子系統(tǒng)與所述云計算管理平臺之間均通過通訊網(wǎng)絡(luò)相互通信；所述現(xiàn)場控制中心，用于根據(jù)用戶設(shè)定參數(shù)對各個能耗設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場控制并將所述用戶設(shè)定參數(shù)傳送給云計算管理平臺；所述參數(shù)采集子系統(tǒng)，用于采集與所述各個能耗設(shè)備的能耗有關(guān)的參數(shù)并傳送給云計算管理平臺；所述云計算管理平臺，用于根據(jù)所述采集到的與所述各個能耗設(shè)備的能耗有關(guān)的參數(shù)和所述用戶設(shè)定參數(shù)調(diào)整所述現(xiàn)場控制中心對所述各個能耗設(shè)備的現(xiàn)場控制模式。

本發(fā)明的有益效果為：能夠在一個統(tǒng)一的平臺下對很多個能耗設(shè)備集中進(jìn)行監(jiān)控，實現(xiàn)最大限度的節(jié)能降耗管理和網(wǎng)絡(luò)化自動控制，從而實現(xiàn)能源的最優(yōu)化配置，達(dá)到更好的節(jié)能效果。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接示意圖；

圖2是本發(fā)明參數(shù)采集子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)連接示意圖。

附圖標(biāo)記：

電源子系統(tǒng)1、現(xiàn)場控制中心2、參數(shù)采集子系統(tǒng)3、云計算管理平臺4、傳感器5、單片機(jī)6。

具體實施方式

結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參見圖1、圖2，本實施例的基于云計算的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，包括電源子系統(tǒng)1、現(xiàn)場控制中心2、參數(shù)采集子系統(tǒng)3和云計算管理平臺4，電源子系統(tǒng)1與現(xiàn)場控制中心2連接，現(xiàn)場控制中心2與云計算管理平臺4之間、參數(shù)采集子系統(tǒng)3與云計算管理平臺4之間均通過通訊網(wǎng)絡(luò)相互通信；現(xiàn)場控制中心2，用于根據(jù)用戶設(shè)定參數(shù)對各個能耗設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場控制并將用戶設(shè)定參數(shù)傳送給云計算管理平臺4；參數(shù)采集子系統(tǒng)3，用于采集與各個能耗設(shè)備的能耗有關(guān)的參數(shù)并傳送給云計算管理平臺4；云計算管理平臺4，用于根據(jù)采集到的與各個能耗設(shè)備的能耗有關(guān)的參數(shù)和用戶設(shè)定參數(shù)調(diào)整現(xiàn)場控制中心2對各個能耗設(shè)備的現(xiàn)場控制模式。

優(yōu)選的，參數(shù)采集子系統(tǒng)3包括用于采集各個能耗設(shè)備的能耗有關(guān)的參數(shù)的傳感器5。

優(yōu)選的，參數(shù)采集子系統(tǒng)3還包括用于對各個能耗設(shè)備的能耗有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行處理的單片機(jī)6。

本發(fā)明上述實施例能夠在一個統(tǒng)一的平臺下對很多個能耗設(shè)備集中進(jìn)行監(jiān)控，實現(xiàn)最大限度的節(jié)能降耗管理和網(wǎng)絡(luò)化自動控制，從而實現(xiàn)能源的最優(yōu)化配置，達(dá)到更好的節(jié)能效果。

優(yōu)選的，電源子系統(tǒng)1包括超級電容組、電池組、雙向dc/dc變換器、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一二極管和第二二極管，其中，超級電容組由多個超級電容器組成，電池組由多個鋰電池組成，其中雙向dc/dc變換器的高壓端與超級電容組連接，雙向dc/dc變換器的低壓端與電池組連接，超級電容組通過并聯(lián)的第一開關(guān)和第一二極管與負(fù)載連接，電池組通過并聯(lián)的第二開關(guān)和第二二極管與負(fù)載連接。本優(yōu)選實施例利用超級電容組和電池組作為電源子系統(tǒng)1的組成部分，使電源子系統(tǒng)1具有復(fù)合儲能的功能，能夠不斷為現(xiàn)場控制中心2提供動力，保證現(xiàn)場控制中心2對能耗設(shè)備的控制，節(jié)能環(huán)保。

優(yōu)選的，電源子系統(tǒng)1的超級電容組和電池組的參數(shù)采用參數(shù)優(yōu)化匹配的方法選擇，具體包括：

(1)選擇電源子系統(tǒng)1的總質(zhì)量、總體積、損耗、容量以及電池組的平均充放電倍率作為電源子系統(tǒng)1的參數(shù)優(yōu)化匹配的優(yōu)化目標(biāo)，選擇電池組并聯(lián)鋰電池數(shù)量以及電池組的功率限值作為優(yōu)化變量；

(2)設(shè)定電池組并聯(lián)鋰電池數(shù)量的取值范圍為[2,10]，設(shè)定電池組的功率限值的取值范圍為[0,100kw]，分別計算每個電池組并聯(lián)鋰電池數(shù)量和電池組的功率限值組成的方案的電源子系統(tǒng)1的總質(zhì)量、總體積、損耗、容量以及電池組的平均充放電倍率；

(3)預(yù)先設(shè)定總質(zhì)量、總體積、損耗、容量以及電池組的平均充放電倍率的閾值，剔除超出各參數(shù)閾值的電池組并聯(lián)鋰電池數(shù)量和電池組的功率限值組成的方案對應(yīng)的數(shù)據(jù)；

(4)設(shè)由電池組并聯(lián)鋰電池數(shù)量取值為α和電池組的功率限值取值為β時組成的方案的能源供給模塊的總質(zhì)量為O_αβ、總體積為S_αβ、損耗為E_αβ、容量為G_αβ以及電池組的平均充放電倍率為N_αβ，對剩余的數(shù)據(jù)按照下式進(jìn)行無量綱化處理：

在該公式中，α＝2,3,…,10，β＝0,10,…,100，α、β的取值排除已剔除的數(shù)據(jù)；X_1αβ表示對O_αβ進(jìn)行無量綱化處理后的結(jié)果，X_2αβ表示對S_αβ進(jìn)行無量綱化處理后的結(jié)果，X_3αβ表示對E_αβ進(jìn)行無量綱化處理后的結(jié)果，X_4αβ表示對N_αβ進(jìn)行無量綱化處理后的結(jié)果，X_5αβ表示對G_αβ進(jìn)行無量綱化處理后的結(jié)果。

另外，max(O)為能源供給模塊4的總質(zhì)量O的極大值，max(S)為能源供給模塊4的總體積的極大值，max(E)為能源供給模塊4的損耗的極大值，max(N)為能源供給模塊4的平均充放電倍率的極大值，max(G)為能源供給模塊4的容量的極大值；

(5)對α和β做優(yōu)化。

本優(yōu)選實施例在能夠保留上述5個優(yōu)化目標(biāo)的變異程度和相互影響的信息的前提下按照上述公式進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理和無量綱化處理，保證了電源子系統(tǒng)1的超級電容組和電池組的參數(shù)優(yōu)化處理的精度，從而使得電源子系統(tǒng)1能夠更高效地為現(xiàn)場控制中心2提供所需的動力，節(jié)能環(huán)保。

優(yōu)選的，雙向dc/dc變換器為半橋結(jié)構(gòu)雙向dc/dc變換器。

優(yōu)選的，按以下條件對α和β做優(yōu)化：

在該公式中，α＝2,3,…,10，β＝0,10,…,100，α、β排除了已剔除的數(shù)據(jù)，T_αβ為電池組并聯(lián)鋰電池數(shù)量取值為α、電池組的功率限值參數(shù)取值為β時的優(yōu)化值，X_kαβ表示在{X_1αβ,X_2αβ,X_3αβ,X_4αβ,X_5αβ}中與k對應(yīng)的取值，k＝1,…,5，τ_k為對應(yīng)X_kαβ的加權(quán)系數(shù)的加權(quán)系數(shù)，可以采用專家打分方法獲得該的加權(quán)系數(shù)，ω_k為對應(yīng)X_kαβ的加權(quán)系數(shù)，可以采用歷史經(jīng)驗確定該加權(quán)系數(shù)，另外，上述加權(quán)系數(shù)的設(shè)置應(yīng)滿足

選擇T_αβ為最小時所對應(yīng)的α和β作為最終的優(yōu)化變量參數(shù)。

本優(yōu)選實施例能夠更為精確地進(jìn)行優(yōu)化變量參數(shù)的選擇，從而進(jìn)一步提高電源子系統(tǒng)1的工作效率，保證現(xiàn)場控制中心2的動力供應(yīng)，這對解決邊遠(yuǎn)地區(qū)等電力供應(yīng)困難地區(qū)的設(shè)備監(jiān)控的供電問題起到了很好的效果。

優(yōu)選的，電源子系統(tǒng)1還包括分配模塊，用于對電池組和超級電容組的功率進(jìn)行最優(yōu)分配。本優(yōu)選實施例通過最有分配，有利于減輕電池組和超級電容組各自的負(fù)荷，從而延長壽命。

優(yōu)選的，對電池組和超級電容組的功率進(jìn)行最優(yōu)分配的策略包括：

(1)設(shè)在下一時刻μ的預(yù)測負(fù)載功率限值為M_y(μ)，參數(shù)優(yōu)化后選擇的電池組的功率限值為P_dN′，可能出現(xiàn)下一時刻μ的負(fù)載功率為M_dN(μ)，下一時刻μ負(fù)載功率M_dN(μ)出現(xiàn)的概率為N(μ)，預(yù)測負(fù)載功率限值：

1)P_dN′<M_dN(μ)×N(μ)時

2)P_dN′≥M_dN(μ)×N(μ)時

M_y(μ)＝P_dN′

(2)當(dāng)負(fù)載需求的電功率P超過M_y(μ)時，分配電池組承擔(dān)功率M_y(μ)，分配超級電容組承擔(dān)的功率為P-M_y(μ)；當(dāng)P小于M_y(μ)時，由分配電池組承擔(dān)全部的P。

在上述優(yōu)選例中，對電池組的功率限值和預(yù)測負(fù)載功率限值均作了優(yōu)化，從而實現(xiàn)將電池組充放電功率限制在設(shè)定值內(nèi)，使得能夠更合理地分配電池組和超級電容組的功率負(fù)荷，達(dá)到了提高電源子系統(tǒng)1效率、并延長電池組的壽命的目的。發(fā)明人根據(jù)上述各優(yōu)選實施例的方案進(jìn)行了一系列測試，通過測試得到的節(jié)能降耗率和故障率的實驗數(shù)據(jù)如下：

上述實驗數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明能夠明顯地降低功率消耗，而且還在試驗中沒有發(fā)生任何故障，由此可見，本發(fā)明廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備監(jiān)控的場合將會產(chǎn)生非常顯著的有益效果。作為另一優(yōu)選實施例，電功率分配策略為：

(1)當(dāng)M_dN(θ+1)>M_dN(θ)>0時，則當(dāng)前由超級電容組輸出20％的電功率；當(dāng)M_dN(θ)>M_dN(θ+1)>0and Y_SUP≥Y_T時，則當(dāng)前由超級電容組輸出80％的電功率，其中Y_T為超級電容組的額定電壓，其中，M_dN(θ)為當(dāng)前時刻θ的負(fù)載的功率需求，Y_SUP為當(dāng)前時刻θ超級電容組的電壓；

(2)當(dāng)M_dN(θ+1)>0and M_dN(θ)<0and Y_SUP<Y_T時，則提高并維持超級電容組的電壓到Y(jié)_T；當(dāng)M_dN(θ+1)>0and M_dN(θ)<0and Y_SUP≥Y_T時，則當(dāng)前由超級電容組輸出10％的電功率；

(3)當(dāng)M_dN(θ+1)<0and M_dN(θ)>0and Y_SUP<Y_T時，則提高超級電容組輸出的功率；當(dāng)M_dN(θ+1)<0and M_dN(θ)<0，則平衡當(dāng)前超級電容組和電池組的回收功率，當(dāng)M_dN(θ+1)<0and M_dN(θ)>0and Y_SUP>Y_T時，則降低并維持超級電容組的電壓到Y(jié)_T。

本優(yōu)選實施例可以進(jìn)一步提高電源子系統(tǒng)1效率，并延長電池組的壽命，保證現(xiàn)場控制中心2的電力供應(yīng)，防止設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)工作時電力供應(yīng)方面發(fā)生故障。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。