采用溫度分布加權的測量和驗證的方法和系統的制作方法
【專利說明】采用溫度分布加權的測量和驗證的方法和系統
[0001]相關申請的交叉引用和優先權要求
[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(用于改善的時間成本和能量用量基線的準確度的方法和系統)”的申請號為13/463，901的美國申請的部分繼續申請并且要求其優先權，其通過引用合并到本文中。
技術領域
[0003]本公開內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來改進能量用量測量和驗證。
【背景技術】
[0004]為了對通過實施管理系統和產品所提供的能量節省進行測量，采用能量用量基線來測量當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省產品之前在相對較長的一段時間(例如，一整年的時間)對能耗進行計量。針對用于計量的這種較長時間的要求是基于獲取溫度和季節性能量用量變化的足夠的數據的需要。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者的位置處不實施能量節省管理系統和產品，直到采集到一年的數據。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，從商業角度來看，在安裝能量節省產品之前對能量用量進行建模是不合理的。客戶不希望在實現能量節省之前需要等待很長時間。商業上的考慮提倡減少用于建立這種能量用量基線的時間范圍，以使消費者享受能量節省產品的好處。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)保持恒定達一年。如果這些變量中的一些變量變化，則根據對能量用量進行監測而獲得的數據中的一部分數據或全部數據可能會變得無效。
[0006]測量和驗證是用來對所實施的能量效率措施的結果與另外公開的性能進行比較的方法。這種方法試圖對主要變量是環境溫度的各種獨立變量進行控制。經溫度調整的能量節省計算使用有限的一組數據(例如數周或數月的有價值數據)來預計為期一年的節約。使用有限的一組數據容易產生誤差，這是因為在有限的時間內可能發生變化而在給定的一年時間中發生變化的頻率沒有那么高。

【發明內容】

[0007]所公開的各種實施方式涉及用于在能量用量測量中進行溫度加權的系統和方法。
[0008]各種實施方式包括自動化系統、方法和介質。系統、方法和介質在能量用量測量中使用溫度加權。該方法包括確定多個不同溫度中的每個溫度在一段時間內在位置處的出現的天數。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行回歸分析，生成作為溫度的函數的被測能量用量的表達。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之間的差。另外，該方法包括基于在該一段時間內一個或多個溫度出現的天數生成對一個或多個溫度下的基線能量用量與被測能量用量之間的差的加權。
[0009]前面已經相當廣泛地概述了本公開內容的技術優點和特征，從而使得本領域技術人員可以更好地理解下面的詳細描述。構成權利要求的主題的本公開內容的其他特征和優點將在下文進行描述。本領域技術人員應理解，他們可以容易地使用所公開的構思和具體實施例作為修改或設計用于實現本公開內容的相同目的的其他結構的基礎。本領域技術人員還應認識到，這種等同構造并不脫離本公開內容在其最廣泛的形式下的精神和范圍。
[0010]在進行以下的【具體實施方式】之前，闡述本專利文獻中通篇使用的特定詞語或短語的定義會是有利的:術語“包括”和“包含”以及其派生詞指沒有限制的包括；術語“或”是包括性的，指的是和/或；短語“相關聯”和“與其相關聯”以及它們的派生詞可以指包括、被包括在內、與…互連、包含、被包含在內、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…的性質等；而術語“控制器”指控制至少一個操作的任何裝置、系統或其一部分，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現。應注意，與任何具體控制器相關聯的功能性，無論本地地或遠程地，均可以是集中式或分布式的。本專利文獻通篇中提供對特定詞語和短語的定義，并且本領域技術人員將理解，這樣的定義適用于許多(如果不是大多數的話)現有實例以及這樣定義的詞語和短語的將來用法中。盡管有些術語可能包括各種各樣的實施例，但是所附權利要求可以明確地將這些術語限制為特定實施例。
【附圖說明】
[0011]現在結合附圖參照下述說明更全面地理解本公開內容及其優點，其中相同的附圖標記表示相同的對象，以及在附圖中:
[0012]圖1示出了實施本公開內容的各種實施方式的能量監測環境的框圖；
[0013]圖2示出了實施本公開內容的各種實施方式的數據處理系統的框圖；
[0014]圖3示出了實施本公開內容的各種實施方式的建筑物管理系統的框圖；
[0015]圖4描繪了根據所公開的實施方式用來生成經調整的能量用量基線的處理的流程圖；
[0016]圖5描繪了根據所公開的實施方式在能量用量測量中進行溫度加權的處理的流程圖；
[0017]圖6A和圖6B示出了根據本公開內容的各種實施方式生成的能量用量基線的曲線圖；
[0018]圖7示出了根據本公開內容的各種實施方式的歷史溫度分布、基線溫度分布以及控制數據溫度分布的曲線圖；以及
[0019]圖8示出了根據本公開內容的各種實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。
【具體實施方式】
[0020]在本專利文獻中，下面所討論的圖1至圖8以及用來描述本公開內容的原理的各種實施方式僅用于說明，而不應被以任何方式解釋為限制本公開內容的范圍。本領域技術人員應理解，本公開內容的原理可以以適當布置的任何設備或系統來實現。
[0021]所公開的實施方式認識到數周或數月收集的能量用量數據可能是偏斜或偏頗的。例如，樣本分布(例如，在每個溫度下有多少能量用量數據點)會與整年的有價值數據的分布并不相同并且通常是相當不同的。所公開的實施方式認識到大多數的日溫度都嚴重地趨向范圍的中部并且較少的數據點位于熱和冷的極端。
[0022]所公開實施方式使用歷史溫度分布在能量用量預測的測量和驗證中對能量用量數據進行加權。例如，可認為常見溫度下的能量用量數據點對于測量和驗證是更可靠的。類似地，在溫度分布的極端處的能量用量數據點的出現頻率較低并且可能對年度能量用量的影響較小。因此，所公開的實施方式改進了對能量用量預測的測量和驗證的準確度并且可以減少用于數據收集以獲得足夠準確的結果所需的時間量。
[0023]所公開的實施方式減少了建立建筑物中的能量用量的基線所需的時間量，并且改進了能量用量基線的準確度。能量用量基線是作為溫度的函數的、針對特定位置處的能量用量的數學關系式。由于能量用量可以根據溫度而變化，所以能量用量基線是以對溫度進行調整的方式來表示能耗的有效方式。
[0024]所公開的實施方式通過將歷史能量用量數據與來自位置的當前能量用量測量的樣本相結合以提供在溫度范圍上延伸的準確的能量用量基線來減少數據采集時間。所公開的實施方式利用這個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示出了其中實施多種實施方式的能量監測環境100的框圖。在這個說明性的實施方式中，能量監測環境100包括經由網絡108連接至存儲裝置104和建筑物106的數據處理系統102。網絡108是用來在能量監測環境100中的各種數據處理系統與其他設備之間提供通信鏈路的介質。網絡108可以包括任意數目的合適連接，諸如有線鏈路、無線鏈路或光纖鏈路。網絡108可以被實施為許多不同類型的網絡，諸如因特網、局域網(LAN)或廣域網(WAN)。
[0026]本公開內容的元件可以被實施在與網絡108連接的數據處理系統102和存儲裝置104中。例如，數據處理系統102可以從存儲裝置104中獲得針對建筑物106的歷史能量用量數據和當前能量用量測量兩者，以生成能量用量基線。建筑物106是能量用量被監測的位置。例如，建筑物106的操作者會希望能夠對當前能量用量進行建模，以用于與將來的能量用量進行比較。
[0027]數據處理系統102可以從歷史設施數據中獲得建筑物106的歷史能量用量數據。例如，數據處理系統102可以從存儲在存儲裝置104內的數據庫中的有關設施票據或設施賬單的信息中獲得在一段時間內建筑物106處有關能量用量的歷史能量用量數據。
[0028]數據處理系統102還獲得在針對歷史設施數據的一段時間內建筑物106所在位置處的歷史溫度數據。例如，數據處理系統102可以獲得歷史能量用量數據所涵蓋的一段時間內的天、周、月和/或年的平均溫度、高溫和/或低溫。數據處理系統102可以從存儲關于不同位置處的溫度的信息的一個或更多個氣象數據庫(例如，國家氣象局)中獲得歷史溫度數據。
[0029]數據處理系統102將歷史能量用量數據與歷史溫度數據相結合，以生成歷史能量用量基線。這個歷史能量用量基線表示作為溫度的函數的在先前一段時間內建筑物處的能量用量。
[0030]所公開的實施方式認識到在先前一段時間內在建筑物106處獲得的數據可能不準確。例如，歷史能量用量數據可能不準確。建筑物106處的變化會影響能耗。例如，設備維護、能量用量習慣、季節性變化、建筑物交通和使用、建筑物維修以及保養問題會改變建筑物106處所消耗的能量的量。所公開的實施方式對這個歷史能量用量基線進行修改，以解決能量用量的變化。
[0031]為了解決能量用量的變化，在監測時間段期間，數據處理系統102經由網絡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行測量。建筑物106處的數據處理系統114接收來自傳感器112的能量用量測量，并且經由網絡108將能量用量測量發送至數據處理系統102。
[0032]數據處理系統102還獲得在監測時間段內建筑物106所處的位置處的溫度數據。例如，數據處理系統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。數據處理系統102可以從存儲有關于不同位置處的溫度的信息的一個或更多個氣象數據庫(例如，國家氣象局)中獲得這個溫度數據，或者