多傳感器信息系統(tǒng)在能源計量管網中的應用

一、 背景

近幾年我國經濟快速增長，各項建設取得巨大成就，但也付出了很大的資源和環(huán)境代價，經濟發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳。因此從源頭預防污染,有效減少資源消耗, 實施節(jié)能減排的意義重大。

“能源是國策、計量是基礎”，節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展，首先要以計量技術為基礎，采用智能化并具有物聯網功能的能源計量器具，并借助現代工業(yè)現場總線技術、計算機信息技術、通信技術等高科技手段，建立能源計量傳感網絡及數據管理平臺，進行能源計量活動，增強能源計量監(jiān)督管理、提升能效及能源管理水平，從而實現信息化、智能化、數字化節(jié)能減排目標。

二、概述

節(jié)能減排以能源計量技術為基礎，作為分支計量學科的能源計量是技術與管理結合體的、復雜的、邊沿性的重要社會活動。以量、質、損、殘、存等的能源計量系統(tǒng)是能源量及使用程度的計量系統(tǒng)。

（1）多傳感器的能源計量信息場：

能源計量信息既是根據測量對象的用能屬性來分類的信息，又是復雜的多輸入多維的信息；涉及了幾何量、電學、力學、熱學、光學、化學等多學科的電學量、力學量、熱工量、光學量、化學量等參量，由這些專業(yè)參量同歸到能源計量的理論及工程應用，形成了特定的信息內容及形式，具有確定和不確定、過程各異、同步和非同步、同類和異類的復雜信息場的特點，這不是其他計量學科所能代替的。這樣的不確定信息需要用特定的定義及處理（算法）解決。舉例圖示：

實現可測量的途徑：

　　明確原始信息源元素，形成基于能流的數字信息鏈；
　　量值轉換、傳遞的融合預處理算法集成；
　　建立融合的數學模型，實現互補、綜合的信息提煉、再生；

（2）計量管理單元

能源計量脫離不了能源管網的基礎建設，探討計量管理單元的最小單元的形態(tài)及特征，有助于推廣經濟、適用、可靠的系統(tǒng)產品。

根據能源計量理論及任務，最小單元應該是以用能屬性劃分、多專業(yè)參量有機結合的、具有一種融合數學模型的單元。

用能單位的全過程及工藝多數是非常復雜的，如何保證連續(xù)的能流環(huán)節(jié)的能源計量不出現“偽信息”是個艱難的研究課題。計量過程表具的簡單組合解決不了全過程的量化跟蹤的可信度低的問題。所以采用自適應、自學習的智能技術的計量管理單元及單元間組網才能使全過程量化跟蹤“可控制“成為可能。如圖所示：

（3）能源基礎數據：

能源計量以能量守恒定律及熵增原理來考核用能設備、用能系統(tǒng)的用能狀況，能源基礎數據管理要為決策系統(tǒng)服務。在這樣的多專業(yè)參量的信息系統(tǒng)中基礎數據的管理首先要解決能源數據的關聯及融合問題。關聯處理快速、可靠、低錯誤率，建立基于各層次的融合數學模型、統(tǒng)計方法、動態(tài)特性描述的統(tǒng)一信息融合框架和結構，是能源基礎數據管理的關鍵技術。融合技術在分層數據管理上的實現才能將能源基礎數據有機結合、相互滲透、相互關聯地管理，才能給決策者管理帶來實用價值。