本发明属于综合能源运行控制技术领域，涉及一种城市社区综合能源的协同控制与预警系统及方法。
背景技术：
21世纪以来，能源的广泛利用为人民的生活、城市发展带来了突飞猛进的进步。广大居民享受着各类能源带来的便捷。然而能源消耗、全球的环境问题也日益突出。特别是大规模城市中大量人群聚集，在城市社区中天然气等引起的火灾、自来水泄露等等问题频发。
目前，城市中电、气、水等居民常用的能源控制与运行均是独立进行的，构建和谐集成的城市综合能源系统，提高综合能源的有效利用率，同步实现各种故障的提前预警，避免天然气泄漏引发的火灾、自来水泄露等问题发生，成为目前相关学科研究的核心问题之一，也是日常城市居民生活需要优化解决的问题之一。
技术实现要素：
为解决现有技术中的不足，本申请提供一种城市社区综合能源的协同控制与预警系统及方法，兼容现有的数据采集及数据上传技术，实现城市社区的电力、水利、天然气能源的综合采集、判断及分析，完成数据上报及数据指令下发，实现故障预警，还可通过移动通信下发至相关城市社区居住居民；该申请实现了数据之间的交互及不同层级之间的协同控制，满足了综合能源多种类型的协同高效运行、不同时间尺度的需求及调用等。
为了实现上述目标，本申请的第一件发明采用如下技术方案：
一种城市社区综合能源的协同控制与预警系统，所述系统包括数据分析模块、数据通信模块、数据上传模块、指令执行模块、数据采集接入模块和上级调度管控机构；
所述数据采集接入模块，用于采集城市社区居民用户的综合能源数据；
所述数据分析模块，用于对综合能源数据进行故障分析；
所述数据通信模块，用于将故障信息下发至对应的社区居民和管理人员；
所述数据上传模块，用于将城市社区居民用户的综合能源数据上传至相对应的上级调度管控机构，由上级调度管控机构根据各综合能源的需求预测，得出综合能源的多时间尺度综合优化运行指令；
所述指令执行模块，用于根据综合能源的多时间尺度综合优化运行指令，对城市社区居民用户各综合能源控制单元进行远程控制，实现城市社区综合能源统一协同调度控制。
本发明进一步包括以下优选方案：
优选地，所述综合能源包括电力、水利和天然气；
所述综合能源控制单元包括电力开关、水利开关和天然气开关。
优选地，所述数据分析模块采用位嵌入式芯片完成对采集的综合能源数据的实时计算及不同时段历史数据的计算；实时计算的结果用于实现故障的诊断及预警，完成以天为尺度的优化运行，实时计算结果结合不同时段历史数据的计算结果用于实现综合能源需求预测及以年或月为尺度的优化运行。
优选地，所述数据通信模块通过基础电信业务运营商向社区居民和管理人员发送故障信息短信，实现故障信息的下发。
优选地，所述指令执行模块还用于实现城市社区居民用户各综合能源控制单元报警，用于管理人员、专业消防人员进行故障处理。
本申请还公开了另一件发明，即一种城市社区综合能源的协同控制与预警方法，所述方法包括：
步骤(1)：数据采集接入模块采集城市社区的综合能源数据并将其传输到数据分析模块；
步骤(2)：数据分析模块对数据采集接入模块采集到的综合能源数据进行筛选分析，得出异常数据，将异常数据与历史故障数据进行比对，对可能出现的综合能源的故障进行判断；
接收到的数据均为正常数据时，通过数据上传模块将其上传至对应的上级调度管控机构，上级调度管控机构结合各类能源对应的现有的需求预测系统，得到综合能源多时间尺度综合优化运行指令，优化运行指令通过数据分析模块传输至指令执行模块，实现城市社区综合能源统一协同调度控制；
接收到的数据中存在异常故障数据时，异常故障数据通过数据上传模块上传至对应的上级调度管控机构，并向故障数据对应的上级调度管控机构重点反馈该异常故障数据，进入步骤(3)；
步骤(3)：数据分析模块将异常故障数据对应的数据采集节点与综合能源控制单元进行再一次核对，确认异常后，通过数据通信模块将故障信息发送至对应的管理人员和用户，以便及时处理故障；
步骤(4)：上级调度管控机构结合故障信息及各类能源对应的现有的需求预测系统，得到综合能源多时间尺度综合优化运行指令后通过数据分析模块传输至指令执行模块，对各综合能源控制单元进行控制，实现城市社区综合能源统一协同调度控制。
优选地，所述多时间尺度综合优化运行指令为月和/或年长时间尺度及每天短时间尺度综合优化运行指令。
优选地，步骤(2)中，通过对应界面闪烁灯图标的形式向异常故障数据对应的上级调度管控机构重点反馈该异常故障数据。
本申请所达到的有益效果：
(1)本申请集成电力数据采集、水利数据采集、天然气数据采集，适用场景、实现功能更为广泛；
(2)本申请可以实现电力数据、水利数据、天然气数据的月、年长时间尺度及每天等短时间尺度综合优化运行；
(3)本申请可实现城市社区的电力、水、天然气能源之间的综合优化运行；
(4)本申请可以与电力、水利、天然气三个专业行业进行同步采集分析，并能与城市社区居民、物业管理人员、消防人员进行点对点对接，更加有利于智慧城市的城市建设。
附图说明
图1是本申请一种城市社区综合能源的协同控制与预警系统的系统结构示意图；
图2是本申请一种城市社区综合能源的协同控制与预警方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
如图1所示，本申请的一种城市社区综合能源的协同控制与预警系统，包括数据分析模块1、数据通信模块2、数据上传模块3、指令执行模块4、数据采集接入模块5和上级调度管控机构6；
所述数据采集接入模块5，用于采集城市社区居民用户的综合能源数据(包括电力数据、自来水等水利数据和天然气数据)；
实施例中，电力数据采集节点采集社区不同用户的电力数据；
水利数据采集节点采集社区不同用户的自来水数据；
天然气数据采集节点采集社区不同用户的天然气使用数据。
所述数据分析模块1，用于执行预警算法逻辑控制部分，对综合能源数据进行故障分析；
本申请实施例中，所述数据分析模块1采用32位嵌入式芯片完成对采集的电力数据、自来水数据和天然气数据的实时计算及不同时段历史数据的计算；实时计算实现故障的及时诊断及预警、完成每天等短时间尺度优化运行，结合不同时段历史数据实现电力、水利、天然气需求预测及年、月长时间尺度优化运行。
所述数据通信模块2，用于实现与外部的通信，将故障信息下发至对应的社区居民和管理人员；
具体的，所述数据通信模块2通过移动、电信和联通等不同运营商向社区居民和管理人员发送故障信息短信，实现故障信息的下发，同时，数据通信模块2可以伴随运营商进行系统升级；
所述数据上传模块3，用于将城市社区居民用户的电力数据、水利数据和天然气数据上传至相对应的上级调度管控机构6，由上级调度管控机构6根据各综合能源的需求预测，得出综合能源的多时间尺度综合优化运行指令；
所述指令执行模块4，用于根据综合能源的多时间尺度综合优化运行指令，对城市社区居民用户各综合能源控制单元(即电力开关、自来水开关、天然气开关)进行远程控制，实现城市社区综合能源统一协同调度控制。
所述指令执行模块4还用于实现城市社区居民用户的电力开关、自来水开关、天然气开关的报警，用于社区管理人员、专业消防人员等进行故障处理。
如图2所示，本申请的一种城市社区综合能源的协同控制与预警方法，所述方法包括：
步骤(1)：数据采集接入模块5采集城市社区的电力数据、自来水等水利数据和天然气数据并将其汇总后传输到数据分析模块1；
步骤(2)：数据分析模块1对数据采集接入模块5采集到的电力数据、水利数据和天然气数据进行筛选分析，得出异常数据，将异常数据与历史故障数据进行比对，对可能出现的电力、水、天然气的故障进行判断；
接收到的数据均为正常数据时，通过数据上传模块3将数据上传至对应的上级调度管控机构6，上级调度管控机构6结合各类能源对应的现有的需求预测系统，得到综合能源月和/或年长时间尺度及每天等短时间尺度综合优化运行指令，优化运行指令通过数据分析模块1传输至指令执行模块4，对电力开关、水利开关、天然气开关进行有效控制，实现城市社区综合能源统一协同调度控制；
接收到的数据中存在异常故障数据时，数据分析模块1将异常故障数据通过数据上传模块3将数据上传至对应的上级调度管控机构6，并通过对应界面闪烁灯图标的形式向异常故障数据对应的上级调度管控机构6重点反馈该异常故障数据，进入步骤(3)；假设该社区有一用户电力数据采集节点处采集的数据出现异常，则向上级电力调度管控机构重点反馈该异常故障数据，水利数据采集节点、天然气数据采集节点的故障情况类同，可同时对于多个故障点同时并发均同样处理方式进行。
步骤(3)：数据分析模块1将异常故障数据对应的数据采集节点与综合能源控制单元进行再一次核对，确认异常后，与外部进行通信，通过数据通讯模块2将故障信息发送至对应的管理人员和用户，以便及时处理故障；
步骤(4)：上级调度管控机构6结合故障信息及各类能源对应的现有的需求预测系统，得到综合能源月和/或年长时间尺度及每天等短时间尺度综合优化运行指令后通过数据分析模块1传输至指令执行模块4，对电力开关、水利开关、天然气开关进行有效控制，实现城市社区综合能源统一协同调度控制。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
1.一种城市社区综合能源的协同控制与预警系统，所述系统包括数据分析模块(1)、数据通信模块(2)、数据上传模块(3)、指令执行模块(4)、数据采集接入模块(5)和上级调度管控机构(6)；其特征在于：
所述数据采集接入模块(5)，用于采集城市社区居民用户的综合能源数据；
所述数据分析模块(1)，用于对综合能源数据进行故障分析；
所述数据通信模块(2)，用于将故障信息下发至对应的社区居民和管理人员；
所述数据上传模块(3)，用于将城市社区居民用户的综合能源数据上传至相对应的上级调度管控机构(6)，由上级调度管控机构(6)根据各综合能源的需求预测，得出综合能源的多时间尺度综合优化运行指令；
所述指令执行模块(4)，用于根据综合能源的多时间尺度综合优化运行指令，对城市社区居民用户各综合能源控制单元进行远程控制，实现城市社区综合能源统一协同调度控制。
2.根据权利要求1所述的一种城市社区综合能源的协同控制与预警系统，其特征在于：
所述综合能源包括电力、水利和天然气；
所述综合能源控制单元包括电力开关、水利开关和天然气开关。
3.根据权利要求1所述的一种城市社区综合能源的协同控制与预警系统，其特征在于：
所述数据分析模块(1)采用32位嵌入式芯片完成对采集的综合能源数据的实时计算及不同时段历史数据的计算；
实时计算的结果用于实现故障的诊断及预警，完成以天为尺度的优化运行，实时计算结果结合不同时段历史数据的计算结果用于实现综合能源需求预测及以年和/或月为尺度的优化运行。
4.根据权利要求1所述的一种城市社区综合能源的协同控制与预警系统，其特征在于：
所述数据通信模块(2)通过基础电信业务运营商向社区居民和管理人员发送故障信息短信，实现故障信息的下发。
5.根据权利要求1所述的一种城市社区综合能源的协同控制与预警系统，其特征在于：
所述指令执行模块(4)还用于实现城市社区居民用户各综合能源控制单元报警，用于管理人员、专业消防人员进行故障处理。
6.一种城市社区综合能源的协同控制与预警方法，其特征在于：
所述方法包括：
步骤(1)：数据采集接入模块(5)采集城市社区的综合能源数据并将其传输到数据分析模块(1)；
步骤(2)：数据分析模块(1)对数据采集接入模块(5)采集到的综合能源数据进行筛选分析，得出异常数据，将异常数据与历史故障数据进行比对，对可能出现的综合能源的故障进行判断；
接收到的数据均为正常数据时，通过数据上传模块(3)将其上传至对应的上级调度管控机构(6)，上级调度管控机构(6)结合各类能源对应的现有的需求预测系统，得到综合能源多时间尺度综合优化运行指令，优化运行指令通过数据分析模块(1)传输至指令执行模块(4)，实现城市社区综合能源统一协同调度控制；
接收到的数据中存在异常故障数据时，异常故障数据通过数据上传模块(3)上传至对应的上级调度管控机构(6)，并向故障数据对应的上级调度管控机构(6)重点反馈该异常故障数据，进入步骤(3)；
步骤(3)：数据分析模块(1)将异常故障数据对应的数据采集节点与综合能源控制单元进行再一次核对，确认异常后，通过数据通信模块(2)将故障信息发送至对应的管理人员和用户，以便及时处理故障；
步骤(4)：上级调度管控机构(6)结合故障信息及各类能源对应的现有的需求预测系统，得到综合能源多时间尺度综合优化运行指令后通过数据分析模块(1)传输至指令执行模块(4)，对各综合能源控制单元进行控制，实现城市社区综合能源统一协同调度控制。
7.根据权利要求6所述的一种城市社区综合能源的协同控制与预警方法，其特征在于：
所述多时间尺度综合优化运行指令为月和/或年长时间尺度及每天短时间尺度综合优化运行指令。
8.根据权利要求6所述的一种城市社区综合能源的协同控制与预警方法，其特征在于：
步骤(2)中，通过对应界面闪烁灯图标的形式向异常故障数据对应的上级调度管控机构(6)重点反馈该异常故障数据。
技术总结