[发明专利]一种基于物理网的建筑能源管理方法

权利要求书

1.一种基于物理网的建筑能源管理方法，其特征在于，所述基于物理网的建筑能源管理系统包括：

能源供应模块、数据采集模块、中央控制模块、能源调度模块、云服务模块、能源分析模块、能源告警模块、显示模块；

能源供应模块，与中央控制模块连接，用于通过太阳能、风能、地热能、生物能对建筑进行功能；

数据采集模块，与中央控制模块连接，用于对能源的使用情况进行数据采集；

中央控制模块，与能源供应模块、数据采集模块、能源调度模块、云服务模块、能源分析模块、能源告警模块、显示模块连接，用于调度各个模块正常工作；

能源调度模块，与中央控制模块连接，用于对能源的供应进行合理的调度分配；

云服务模块，与中央控制模块连接，用于通过云服器集中大数据资源对能源数据信息进行处理；

能源分析模块，与中央控制模块连接，用于对能源的能耗进行分析；

能源告警模块，与中央控制模块连接，用于根据能源分析模块6的结果，对超标能源用量进行统计，同时标记超标能源用量的建筑楼宇；

显示模块，与中央控制模块连接，用于显示能源使用、调度分配信息。

2.一种基于物理网的建筑能源管理方法包括以下步骤：

步骤一，通过能源供应模块将太阳能、风能、地热能、生物能对建筑进行功能；通过数据采集模块对能源的使用情况进行数据采集；

步骤二，中央控制模块调取能源调度模块对能源的供应进行合理的调度分配；

步骤三，通过云服务模块集中大数据资源对能源数据信息进行处理；通过能源分析模块对能源的能耗进行分析；

步骤四，通过能源告警模块根据能源分析模块的结果，对超标能源用量进行统计，同时标记超标能源用量的建筑楼宇；

步骤五，通过显示模块显示能源使用、调度分配信息。

3.如权利要求1所述的基于物理网的建筑能源管理方法，其特征在于，所述数据采集模块包括温度检测模块、能耗检测模块、使用量检测模块；

温度检测模块，用于通过温度传感器检测能源供应时的温度数据；

能耗检测模块，用于对建筑能耗、设备能耗数据进行检测；

使用量检测模块，用于对能源使用量进行检测。

4.如权利要求1所述的基于物理网的建筑能源管理方法，其特征在于，所述能源分析模块包括建筑能耗分析模块、设备能效分析模块、报表生成模块；

建筑能耗分析模块，用于通过能耗的同比、环比分析建筑的能耗情况，利用动态图表展示建筑的用能状况；

设备能效分析模块，用于根据检测设备的能效状况，并对检测的能效结果进行分析，并制定改进设备能效的方案；

报表生成模块，用于根据能源消耗、设备消耗、使用量等数据信息，融合生成建筑楼宇的能源报表。

5.如权利要求4所述的基于物理网的建筑能源管理方法，其特征在于，建筑能耗分析模块通过获得建筑的海量历史能耗数据，建立其能耗动态预测模型；假设因变量y随着m组观测数据(y_k，x_k1，x_k2，…x_kn),k＝1，2，…，m的变化而变化，则其一般形式为：

Y＝β₀+β₁x_k1+β₂x_k2+…+β_nx_kn+e (1)

式中，n为解释变量个数，β₀，β₁，…，β_n为回归系数，e为回归残差；x_k1，x_k2，…，x_kn为影响因变量Y的因素；其中：

则将式(1)写成对应的矩阵形式为：

Y＝Xβ+e，E(e)＝0，Cov(e)＝σ²I_n (3)

根据以上建模方法及用能耗数据，可以对模型进行回归系数估计、显著性检验及残差自相关分析等，最终得出建筑的能耗动态预测模型。

6.如权利要求5所述的基于物理网的建筑能源管理方法，其特征在于，对能耗模型的回归系数进行估计时，采用最小二乘法进行参数估计，参数β₀，β₁，…，β_n的最小二乘估计值应使得全部观测值y_k与回归值的偏差平方和P达到最小，即：

求解可得到β的估计值

为了减少计算量以及数据在计算机中所占的存储量，同时也可以实时地辨识出动态系统的特性，采用递推最小二乘法RLS进行参数估计，递推最小二乘法的思想可以概括为：新的递推参数估计值是在旧的递推估计值的基础上修正而成，该算法不仅可以减少计算量和存储量，而且能实现在线的实时辨识，由RLS得：

取初始参数和P(0)：

取ε＝[0.001，0.001，…，0.001]^-1，α＝10³，另外可用下式作为递推算法的停机标准：

E是适当小的数 (8)

取E＝5×10^-9，意味着当所有参数估计值变化不大时，即可停机；式(6)表明，k时刻的参数估计值等于(k-1)时刻的参数估计值加上修正项，在递推最小二乘参数估计算法中，根据前次观测数据得到的P(k-1)及新的观测数据，可以计算出K(k)，从而由递推算出