专利名称：一种设备能效性能监测方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及设备性能评估领域，特别是指一种设备能效性能监测方法和装置。
背景技术：
自然界中没有可以直接利用的电能，雷电等自然现象虽然会产生一定的电能，但 难以作为电源来利用。因此，人类所使用的电能都是通过机械能、热能、化学能、太阳能等转 化而来。在很多情况下，这种通过机械能、热能、化学能、太阳能转化得到的电能并不符合使 用的要求，需要进行再一次变换，把一种形态的电能变换为另一种形态的电能。能量转化和 能量转移设备在人们的日常生活中普遍存在，应用非常广泛。电能可以分为交流(AC)和直流(DC)两大类，电能变换设备可以分为四种类型 AC-AC变换、AC-DC变换、DC-AC变换、DC-DC变换。AC-DC变换、DC-AC变换比较容易理解。 对于AC-AC变换，可以变换的对象有频率、相数、电压和电流。对于DC-DC变换，可以变换的 对象有电压和电流。现在对于用电设备的性能监测、性能评价方法大致可以分为两类一类是监测设备是否有能量输出，以此进行粗放型管理。这种方法原理简单、监测 方便，缺点是无法实现设备的精细化管理。另一类是通过在设备内部设计智能监控单元，实时监测设备内部的输入电路、输 出电路的通断状态、电压高低、电流大小、温度高低等信息，将相关信息传送给上一级智能 监控设备，进行精细化管理。缺点是智能监控单元结构复杂，且工作在相对恶劣的环境下， 例如高温、高湿、强干扰、静电等环境下，可靠性将得不到保证，这样，智能监控单元本身的 可靠性本身就是一个需要解决的问题。无论是第一类方法，还是第二类方法，对于那些由于使用环境恶劣、材料老化等原 因造成的性能降低、损耗增大等被监测设备的亚健康状态，都无法给出准确的性能评估。

发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种设备能效性能监测方法和装置，基于 能量守恒定律，解决了设备内部监控单元不够可靠，并且需要复杂的结构才能实现精细化 管理的问题。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明提供了一种设备能效性能监测方法，所述方法包括连接被监测设备，获取被监测设备一段时间内的输入和输出能量，并计算被监测 设备的能效指标；结合被监测设备的标准能效指标得到能效偏差，根据能效偏差评定被监测设备的 状态。其中，所述根据能效偏差评定被监测设备的状态，具体包括根据能效偏差结合能 效偏差范围评定出设备的状态。
其中，所述状态，包括健康、亚健康或故障。其中，所述一段时间，具体包括根据设备能效的周期变化，选取一个或多个完整 的周期。其中，所述标准能效指标，具体是厂家给出的所述设备理想状态下标准的能效指 标。本发明还提供了一种设备能效性能监测装置，所述装置外接于被监测设备上，所 述性能监测装置包括输入能量监测模块、输出能量监测模块和能效判断模块，其中，所述输入能量监测模块，用于获取被监测设备一段时间内的输入能量，并将结果 发送给所述能效判断模块；所述输出能量监测模块，用于获取被监测设备一段时间内的输出能量，并将结果 发送给所述能效判断模块；所述能效判断模块，用于计算被监测设备的能效指标，结合被监测设备的标准能 效指标得到能效偏差，根据能效偏差评定被监测设备的状态。本发明所提供的设备能效性能监测方法和装置，先在一段时间内获取被监测设备 的输入和输出能量，这样能够保证采用的是能量累计的结果作为判断依据，排除了瞬间误 差产生的干扰。进而，根据输入输出能量计算能效指标，然后根据标准的能效指标得到能效 偏差，最后根据能效偏差范围评定被监测设备的状态，这样能够实现在第三方的角度给出 待监测设备的性能评价。同时，本发明的方法流程实现简单，装置结构也简单可靠，准确性 尚o


图1为本发明设备能效性能监测方法的流程示意图；图2为本发明设备能效性能监测装置结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。图1为本发明设备能效性能监测方法的流程示意图，如图1所示，所述设备能效性 能监测方法，具体包括以下步骤步骤101，连接被监测设备，获取被监测设备一段时间内的输入和输出能量；具体的，所述连接被监测设备是由于，本发明是需要监测时，才外接于被监测设备 上的。然后选定一个判断周期T，即时间点tl至时间点t2。所选定的判断周期的长短，可 以根据不同的设备特点进行选定。通常情况下，如果设备能效属于周期性变化的，选择一个 或多个完整的周期为判断周期。例如，冰箱的工作周期可以选择为第一次压缩机启动到第 二次压缩机启动。这样能够保证对能效结果有一个综合准确的评估。在tl至t2时间段内，先获取被监测设备的输入电压uin和输入电流iin，然后计算
被监测设备的输入能量El -.Ex = f ⑴论。同样，在tl至t2时间段内，先获取被监测设备的输出电压u。ut和输出电流i。ut，然 后计算被监测设备的输出能量E2 :E2 = ⑴⑴论。
步骤102，计算被监测设备的能效指标；具体的，所述能效指标n :7 = |*100%，其中，El为输入能量；E2为输出能量。
当输出能量E2减小时，能效指标降低；当输出能量E2增大时，能效指标提高。步骤103，结合被监测设备的标准能效指标得到能效偏差，根据能效偏差评定被监 测设备的状态。具体的，所述被监测设备的标准能效指标nMt由厂家提供。厂家会根据设备生产 的工艺和用料等设备内部的参数条件给出一个理想状态下标准的能效指标。所述标准的 能效指标可以是一个固定值，也可以是能效曲线。所述能效偏差的计算方法是A n = | n-nrat I，其中，A n为能效偏差，通过实际能效指标减去标准能效指标得到。所述根据能效偏差评定被监测设备的状态，具体包括根据厂家给出的能效偏差 范围进行评定。其中，能效偏差的范围由生产厂家根据设备生产的工艺、用料、产品类型和 使用环境等综合因素给出。用户也可以根据自身的使用情况进行调整。所述能效偏差范围 表示为(Ani，An2)，0<Ani<An2。所述评定的标准具体包括1、如果A n < A 1，则被监测设备性能达标，处于健康状态；2、如果A ni < A n < A n2，则被监测设备能效指标降低，能效偏差增加，性能 劣化，设备处于亚健康状态；3、如果A n2 < A n，则被监测设备能效指标严重降低，能效偏差大幅度增加，设 备故障。下面通过一个实例，进一步说明本发明设备能效性能监测方法。一个AC-DC变换设备，其输入参数输入电压范围80-300V，输入额定电压220V， 输入允许最大电流18A ；其输出参数输出电压范围42-58V，输出额定电压48V，输出最大 电流55A，输出额定电流50A。工作温度-20°C +50°C ；能效指标nrat = 94% ；能效偏 差范围是(A ni = 3%，A n2 = 5% )。假如采集到的输入能量El为2500焦耳，输出能量E2为2325焦耳时n约为 93%，则A n为1%，根据能效偏差范围可知，此时设备处于健康状态；假如采集到的输入能量E1为2500焦耳，输出能量E2为2250焦耳时n为90%， 则A n为4%，根据能效偏差范围可知，此时设备处于亚健康状态；假如采集到的输入能量E1为2500焦耳，输出能量E2为2075焦耳时n约为 83%,m A n为11%，根据能效偏差范围可知，此时设备处于故障状态。图2为本发明设备能效性能监测装置结构示意图，如图2所示，所述装置外接于被 监测设备上，所述性能监测装置包括输入能量监测模块21、输出能量监测模块22和能效 判断模块23，其中，所述输入能量监测模块21，用于获取被监测设备一段时间内的输入能量，并将结 果发送给所述能效判断模块23 ；具体的，所述一段时间的选取可以根据不同的设备特点进行选定。通常情况下，如 果设备能效属于周期性变化的，选择一个或多个完整的周期为判断周期。例如，冰箱的工作 周期可以选择为第一次压缩机启动到第二次压缩机启动。这样能够保证对能效结果有一个 综合准确的评估。
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所述输出能量监测模块22，用于获取被监测设备一段时间内的输出能量，并将结 果发送给所述能效判断模块23 ；具体的，所述输出能量E2的监测和监测输入能量E1同时进行。所述能效判断模块23，用于计算被监测设备的能效指标，结合被监测设备的标准 能效指标得到能效偏差，根据能效偏差评定被监测设备的状态。具体的，所述能效指标n = |^*100%，其中，E1为输入能量；E2为输出能量。
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当输出能量E2减小时，能效指标降低；当输出能量E2增大时，能效指标提高。所述被监测 设备的标准能效指标nrat由厂家提供。厂家会根据设备生产的工艺和用料等设备内部的 参数条件给出一个理想状态下标准的能效指标。所述标准的能效指标可以是一个固定值， 也可以是能效曲线。所述能效偏差的计算方法是A n = | n-nrat I，其中，A n为能效 偏差，通过实际能效指标减去标准能效指标得到。所述根据能效偏差评定被监测设备的状态，具体包括根据厂家给出的能效偏差 范围进行评定。其中，能效偏差的范围由生产厂家根据设备生产的工艺、用料、产品类型和 使用环境等综合因素给出。用户也可以根据自身的使用情况进行调整。所述能效偏差范围 表示为(Ani，An2)，0<Ani<An2。所述评定的标准具体包括1、如果A n彡A 1，则被监测设备性能达标，处于健康状态；2、如果A ni < A n < A n2，则被监测设备能效指标降低，能效偏差增加，性能 劣化，设备处于亚健康状态；3、如果A n2 < A n，则被监测设备能效指标严重降低，能效偏差大幅度增加，设 备故障。使用本发明的方法或装置具有以下优点1)本发明的装置结构简单可靠，准确性高；2)本发明在一个判断周期内即可得出判断结果，实时性好；3)本发明采用能量累计的结果作为判断依据，排除了瞬间误差产生的干扰，抗干 扰能力强；4)本发明描述的装置从第三方的角度给出待监测设备的性能评价，与待监测设备 相对独立，本发明介绍的性能监测装置正常与否并不影响待监测设备的正常工作，可靠性 尚；5)本发明适用于不同类型、不同厂家、不同能效等级的能量转化和转移设备，在能 量转化和能量转移领域具有普遍适用性；6)本发明能效偏差范围是可调因子，方便调整，灵活性好。本发明实时监测设备能效指标，给出待监测设备性能的整体评价健康、亚健康、 故障状态，具有如下有益效果1)识别出故障设备并进行维修、更换，有助于提高系统工作的稳定性；2)识别出能量变换设备的亚健康状态，有助于提前发现能耗较高的设备，着手启 动备件计划；剔除能耗较高的设备，有助于降低设备损耗，节约运营成本，保护投资者的利 益。在能源日益紧张的今天，节能减排，创建节能环保型社会，本发明意义重大；3)在电能变换领域，损耗的能量通常转换为热能，尽早发现过热或者潜在的着火点，可以提高设备运行的环境安全和人身安全，提高系统运行的可靠性，避免火灾、避免大 范围停电等恶性事故的发生，提前预警，避免故障蔓延。 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。
权利要求
一种设备能效性能监测方法，其特征在于，所述方法包括连接被监测设备，获取被监测设备一段时间内的输入和输出能量，并计算被监测设备的能效指标；结合被监测设备的标准能效指标得到能效偏差，根据能效偏差评定被监测设备的状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据能效偏差评定被监测设备的状 态，具体包括根据能效偏差结合能效偏差范围评定出设备的状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述状态，包括健康、亚健康或故障。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述一段时间，具体包括根据设备 能效的周期变化，选取一个或多个完整的周期。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述标准能效指标，具体是厂家给 出的所述设备理想状态下标准的能效指标。
6.一种设备能效性能监测装置，其特征在于，所述装置外接于被监测设备上，所述性能 监测装置包括输入能量监测模块、输出能量监测模块和能效判断模块，其中，所述输入能量监测模块，用于获取被监测设备一段时间内的输入能量，并将结果发送 给所述能效判断模块；所述输出能量监测模块，用于获取被监测设备一段时间内的输出能量，并将结果发送 给所述能效判断模块；所述能效判断模块，用于计算被监测设备的能效指标，结合被监测设备的标准能效指 标得到能效偏差，根据能效偏差评定被监测设备的状态。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述能效判断模块根据能效偏差评定被 监测设备的状态，具体包括根据能效偏差结合能效偏差范围评定出设备的状态。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述设备的状态，包括健康、亚健康或故障。
9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述输入能量监测模块和所述输出能 量监测模块获取能量的一段时间，包括根据设备能效的周期变化，选取一个或多个完整的 周期。
10.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述能效判断模块结合的标准能效 指标，具体是厂家给出的所述设备理想状态下标准的能效指标。
全文摘要
本发明公开了一种设备能效性能监测方法，所述方法包括连接被监测设备，获取被监测设备一段时间内的输入和输出能量，并计算被监测设备的能效指标；结合被监测设备的标准能效指标得到能效偏差，根据能效偏差评定被监测设备的状态。本发明还公开了一种设备能效性能监测装置。通过上述方法和装置，能够简单的实现对设备性能的精细评定。
文档编号G01R31/00GK101865960SQ20101019466
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者刘明明, 周保航, 孟燕妮, 滕凌巧, 韦树旺 申请人:中兴通讯股份有限公司