[发明专利]一种基于数字孪生技术的智能建筑节能管理方法及系统

说明书

本发明提供一种基于数字孪生技术的智能建筑节能管理方法及系统，所述方法包括以下步骤：确定智能建筑的能源消耗指标类型；依据能源消耗指标选取能效管理系统需求；根据能效管理系统需求，利用数字孪生技术优化设备节能模式。本发明将智能建筑节能管理与数字孪生技术相结合，提供了基于数字孪生技术的智能建筑节能管理构思。本发明还采用依据能源利用效率进行优化设备节能模式，能源利用效率的提出为校准建筑物中的人类能源消耗提供了解决方案。本发明利用能源利用效率将建筑能耗与人类行为相结合，可以准确反映人类能源利用的程度，为能源利用的有效性提供一种定量的评价方法，为进一步计算建筑基准能耗奠定了基础。

技术领域

本发明属于智能建筑节能技术领域，特别涉及一种基于数字孪生技术的智能建筑节能管理方法及系统。

背景技术

大中型建筑特别是公共建筑的能耗非常高，能源浪费现象十分明显。造成浪费的原因可分为两类：一类是系统设计不够优化，设备和系统效率低下，如“大马拉小车”导致设备运行效率低下。二是人为浪费，如办公室“开灯”、长时间无人时不关空调等。目前，对系统设计优化不足造成的浪费，有很多理论成果和技术手段进行控制和管理。由于建筑物的能量为人体服务，如果以人体使用的能量为标准，则人体使用的能量视为有效能量，非人体使用的能量视为无效能量。然后将该评价方法推广到空调、水泵、冰箱等设备。然而，该方法不能有效地评价设备在整个工作周期内的能效。

目前，最常用的评价方法是比较平均能耗或总能耗。显然，这种评估方法存在很大偏差。无论何种耗能设备，对于特定的建筑负荷，只要设备的能效或整个建筑的系统能效保持在最佳状态，可以说此时的能耗最低。因此，将能源效率作为衡量能源效率的指标更为科学。仅仅提高组成设备的能效并不能有效地降低能耗，因此有必要建立一个能够反映系统能效状态变化的新模型来解决当前存在的问题。目前，建筑节能优化的研究主要集中在两个方面：一是针对设备，如国家推广的机电设备能效标识系统，通过选择更高效的设备来提高能效；二是对多设备组成的系统进行能效优化研究。虽然能源效率的研究取得了一些进展，但进展相对缓慢，需要改进。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于数字孪生技术的智能建筑节能管理方法及系统。为了实现上述目的，采用以下技术方案：

一种基于数字孪生技术的智能建筑节能管理方法，包括以下步骤：

确定智能建筑的能源消耗指标类型；

依据能源消耗指标选取能效管理系统需求；

根据能效管理系统需求，利用数字孪生技术优化设备节能模式。

优选地，利用样本均值编制所述能源消耗指标所需的样本量的计算公式如下：

其中，W表示样本量，E表示允许误差，a表示标准正态分布值。

优选地，所述能源消耗指标的平均指标的计算公式如下：

其中，q表示社会产品能耗高于平均值的样本建筑数量，β表示社会产品能耗高于平均值的样本建筑的社会产品能耗平均数量，n表示示例智能建筑的数量。

优选地，所述利用数字孪生技术优化设备节能模式包括：

将建筑总荷载需求分为稳定载荷和波动载荷；

计算建筑总荷载；

依据建筑总荷载计算能源利用效率；

依据能源利用效率优化设备节能模式。

优选地，所述计算建筑总荷载的公式为：

P(r)＝P_b(r)+P_c(r) (3)