[发明专利]一种边云协同的供水设备能耗监测与能效评价系统和方法

权利要求书

1.一种边云协同的供水设备能耗监测与能效评价系统，其特征在于，包括边缘计算装置和云服务平台；其中，

所述边缘计算装置包括数据采集模块、数据分析模块、通讯模块；

数据采集模块，用于采集二次供水设备的运行数据，包括进水压力数据、出水压力数据和电量计量数据；

数据分析模块，用于对二次供水设备的运行数据进行分析从而提取出相应的能耗特征数据和识别出设备能耗状态；

所述数据分析模块包括能耗数据提取模块和能耗状态识别模块；所述能耗数据提取模块，用于从设备运行数据中提取出二次供水设备的能耗特征数据，包括用能强度比数据的中位值、偏度值、15分位点值与85分位点值；所述能耗状态识别模块，用于识别二次供水设备的能耗状态；

通讯模块，用于边缘计算装置和云服务平台进行无线/有线通信；

所述云服务平台包括能效评分模块以及显示模块；

能效评分模块，用于根据边缘计算装置上传的能耗特征数据对二次供水设备进行能效评分，并将评分结果以列表的形式通过显示模块进行显示；

所述能效评分模块包括中位值评分模块、偏度值评分模块、分布宽度值评分模块以及加权系数计算模块；其中，

中位值评分模块，用于为每台二次供水设备的用能强度比的中位值进行评分；

偏度值评分模块，用于为每台二次供水设备的用能强度比的偏度值进行评分；

分布宽度值评分模块，用于为每台二次供水设备的用能强度比的分布宽度值进行评分；

加权系数计算模块，用于确定每台二次供水设备能效评分中的加权系数。

2.一种边云协同的供水设备能耗监测与能效评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：边缘计算装置采集二次供水设备的运行数据，所述运行数据包括进水压力数据、出水压力数据和电量计量数据，并从运行数据中提取出能耗数据，对设备的能耗状态进行识别，再将能耗数据传输到云服务平台；所述能耗数据包括能耗特征数据和能耗状态识别数据，所述能耗特征数据包括用能强度比的中位值、偏度值、15分位点值与85分位点值；

所述S1中，所述能耗特征数据的提取步骤如下：

S1-1:定义用能强度比来反映二次供水设备的用电负荷强度，即X＝{X₁,X₁,...,X_n}，X_n表示第n个用能强度比：

公式(2)中，X_n表示第n个用能强度比；E_n表示二次供水设备的第n个每小时用电量，单位kwH；maxE表示二次供水设备历史上的每小时用电量的最高值，单位kwH；

S1-2：采用中位值表示用能强度比数据分布中心，采用偏度值表示用能强度比数据分布的偏斜情况，采用15分位点与85分位点之间的距离表示用能强度比数据分布的宽度：

中位值的计算公式如下：

公式(3)中，O表示中位值，表示第个用能强度比，表示第个用能强度比，表示第个用能强度比，N表示用能强度比的数量；

偏度值的计算公式如下：

公式(4)中，b表示偏度值，S表示用能强度比的标准差，表示用能强度比的平均值，N表示用能强度比的数量，X_i表示第i个用能强度比；

15分位点值的计算公式：

公式(5)中，P₁₅表示15分位点值，L₁₅表示15分位点所在数值区间的下端点值，F₁₅为15分位点所在数值区间的向上数据累积次数，f₁₅表示15分位点所在数值区间的数据个数，d为区间的宽度；

85分位点值的计算公式：

公式(6)中，P₈₅表示85分位点值，L₈₅为85分位点所在数值区间的下端点值，F₈₅为85分位点所在数值区间的向上数据累积次数，f₈₅表示85分位点所在数值区间的数据个数，d为区间的宽度；

S2：云服务平台基于二次供水设备的能耗特征数据进行评分，并形成能效评分列表进行显示；能效评分的计算公式如下：

公式(1)中，Y表示能效评分；j表示24小时中的第j个小时；C_jr表示第r台设备第j个小时的用能强度比的中位值评分；B_jr表示第r台设备第j个小时的用能强度比的偏度值评分；P_jr表示第r台设备第j个小时的用能强度比的分布宽度值的评分；a和b是两个调整参数，取值均为1；k_jr表示第r台设备第j个小时的加权系数。