CN104303203B - 能源搜索引擎方法及系统 - Google Patents

Abstract

通过获取系统的最小能源消耗、以基本连续的方式接收系统的实际能源消耗的测量值，以及将所述最小能源消耗与所述实际能源消耗的测量值进行比较来计算基本连续的能源性能评估从而动态评估能源效率的系统及方法。该系统进一步提供至少部分基于系统组件的理论性能限制的理论最小能源消耗、至少部分基于系统组件的高能源有效等价物的规范的可实现最小能源消耗以及至少部分基于系统组件的规范的设计最小能源消耗中的至少一个。

Description

能源搜索引擎方法及系统

本申请根据35U.S.C§119(e)主张2011年11月28日提交的题为“Energy SearchEngine Methods and System”的美国临时申请No.61/564,219的优先权益，该美国临时申请通过引用将其全文合并于此以被视为该说明书的一部分。

背景技术

本公开总体涉及评估建筑物、建筑物系统和/或局部或大的地理区域上的建筑物的集合的能源性能。

当前的能源和温室气体测量和验证协议依靠四处走动(walk around)和遵守审计，该审计在诸如国际标准化组织(ISO)50001，美国采暖、制冷和空调工程师(ASHRAE)1级审核，ASHRAE 2级审核等中被限定。这些依赖于静态分析，并且不会产生精确的结果。

当前能源协议的另一示例是美国环境保护署的能源之星计划(Energyprogram)。能源之星计划已经针对几种商业和公共机构的建筑类型和生产设施开发了能源性能评级系统。这些评级(按照从1到100的尺度)基于国内平均提供用于比较特定建筑物和工业厂房的能源效率与相同空间类型的相似设施的能源性能的装置。可以基于建筑属性诸如平方英尺、每周的运作时间以及每月的能源消费数据来针对可评级的空间类型产生评级。能源之星评级依赖于静态分析、评估和预测，并且不会产生精确的结果，并难于验证。

由于缺少精确的和一贯可靠的测量和验证标准，碳信用的错误声明、正在进行兆瓦级(由于能源保护或者增加的效率而节省的能源)以及其他的能源减少。进一步，精确的和一致的能源评估的缺少使得难以精确地确定对设备和系统的纠正措施的好处、难以标准化能源保护投资、难以计算从能源节约投资和建筑物的改造中获得的收益，等等。

发明内容

需要动态地评估设施的能源可持续性，即该设施使用其能源的良好程度如何，以及识别一致的和精确的浪费能源。

实施例涉及使用动态分析算法的能源搜索引擎，该动态分析算法至少部分基于但不限于智能仪表数据、其他传感器数据、分项计量的能源测量数据、气象数据、燃气数据、实用率表、诸如建筑朝向的方向(北、南、东或西)、总的设施平方英尺、居住者安排、设施使用等基本设施信息，以便动态地评估设施的能源可持续性。

根据不同的实施例，评估能源使用的方法包括以基本连续的方式接收实际能源消耗的测量值、以基本连续的方式接收环境条件的测量值，以及将实际能源消耗的测量值与目标能源消耗作比较以计算基本连续的能源性能评估，其中目标能源消耗至少部分基于环境条件的测量值。该方法进一步包括以基本连续的方式接收设施占用和使用的测量值，其中目标能源消耗至少部分基于环境条件的测量值和设施使用。在一个实施例中，以基本连续的方式接收环境条件的测量值包括至少每15分钟接收环境条件的测量值。在一个实施例中，基本连续的能源性能评估包括至少每15分钟发生的实际能源消耗的测量值与目标能源消耗的比较。

某些实施例涉及动态地评估能源效率的方法。该方法包括获取系统的最小能源消耗、以基本连续的方式接收系统的实际能源消耗的测量值，以及比较最小能源消耗与实际能源消耗的测量值以计算基本连续的能源性能评估。该系统可以是建筑物围护结构、建筑物、建筑物内的区域、能源子系统、设施、相互邻近的建筑物的群组、地理上不同的建筑物的群组等等中的至少一个。

在实施例中，比较最小能源消耗与实际能源消耗的测量值包括下列中的至少一项：以基本连续的方式比较系统的理论最小能源消耗与实际能源消耗的测量值以确定系统的理论能源效率，其中理论最小能源消耗至少部分基于系统组件的理论性能限制；以基本连续的方式比较系统的可实现最小能源消耗与实际能源消耗的测量值以确定系统的可实现能源效率，其中可实现最小能源效率至少部分基于系统组件的高能源有效等价物的规范；以及以基本连续的方式比较系统的设计最小能源消耗与实际能源消耗的测量值以确定系统的设计能源效率，其中设计最小能源消耗至少部分基于系统组件的规范。

某些其他实施例涉及动态评估能源使用的方法。该方法包括获取具有安装的建筑物系统和负载分布的建筑物的期望能源使用；在为该建筑安装至少一种能源改进测量之后以基本连续的方式接收实际能源消耗；至少部分基于安装至少一种能源改进措施后所接收的测量值，建立具有负载分布的建筑的能源使用；以及确定至少一种能源改进措施的影响。该方法进一步包括通过确定收益计算、动机的付费、真实性能的评估及碳交易中使用的碳抵消中的至少一种来量化至少一种能源改进措施的有效性。所安装的建筑物系统可以包括HVAC系统、照明系统、至少一个插头负载、数据中心系统、水加热系统等等中的至少一种。所安装的能源改进措施可以包括安装可再生能源系统、改造设备、调试、负载移位、负载削减、安装能源存储，等等。

根据多个实施例，动态评估系统的能源使用的装置包括计算机硬件和计算机可读存储，其中计算机硬件包括至少一个计算机处理器，计算机可读存储包括计算机可读指令，当计算机可读存储被计算机处理器执行时使得计算机硬件执行由计算机可执行指令所限定的操作，这些操作包括获取系统的最小能源消耗、以基本连续的方式接收系统的实际能源消耗的测量值，以及比较最小能源消耗与实际能源消耗的测量值以计算基本连续的能源性能评估。

计算机可执行指令进一步包括下列项中的至少一项：以基本连续的方式比较系统的理论最小能源消耗与实际能源消耗的测量值以确定系统的理论能源效率，其中理论最小能源消耗至少部分基于系统组件的理论性能限制，以基本连续的方式比较系统的可实现最小能源消耗与实际能源消耗的测量值以确定系统的可实现能源效率，其中可实现最小能源消耗至少部分基于系统组件的高能源有效等价物的规范；以及以基本连续的方式比较系统的设计最小能源消耗与实际能源消耗的测量值以确定系统的设计能源效率，其中设计最小能源消耗至少部分基于系统组件的规范。

系统可以包括建筑物、建筑物围护结构、至少一个建筑物系统、建筑物内的区域、数据中心等等中的至少一个。以基本连续的方式接收系统的实际能源消耗的测量值可以包括至少每15分钟接收实际能源消耗的测量值。基本连续的能源性能评估可以包括至少每15分钟发生的最小能源消耗与实际能源消耗的测量值的比较，以及燃气能源碳足迹、电气能源碳足迹、所浪费的能源的估计、能源评级、能源效率及功率指数中的至少一种。

为了概述本发明的目的，本文已对本发明的某些方面、优势以及新颖性特征进行了描述。要理解的是，所有此类优势可以不必根据本发明的任何特定实施例来实现。因此，本发明可以以这样的方式来体现或执行，即实现或优化本文所教导的一种优势或者一组优势，而不必实现本文可能教导或者建议的其他优势。

附图说明

图1根据某些实施例描述用于评估和优化设施的能源使用的系统的示意图。

图2根据某些实施例描述能源管理系统的示例性示意图。

图3是根据某些实施例的评估用于冷却的能源的量和所影响的过度冷却的量的示例性能源搜索引擎过程的流程图。

图4是根据某些实施例的示例性基本连续的过度冷却性能评估。

图5是根据某些实施例的用于评估能源使用的示例性能源搜索引擎过程的流程图。

图6是根据某些实施例的用于动态评估能源效率的示例性能源搜索引擎过程的流程图。

图7是根据某些实施例的用于量化能源改进措施的有效性的示例性能源搜索引擎过程的流程图。

图8是根据某些实施例的示例性基本连续的能源性能评估。

图9是根据某些实施例的示例性连续的每年的关键性能指标评估。

图10是根据某些实施例的示例性连续的每月的关键性能指标评估。

具体实施方式

现将参考上述概述的附图对系统和方法的特征进行描述。在整个附图中，参考编号被重复使用以指示参考元件之间的对应项。提供附图、相关的描述以及具体的实施方式来说明本发明的实施例，并且不限制本公开的范围。

能源搜索引擎的实施例使用动态能源相关数据来确定设施使用能源的良好程度如何以及识别所浪费的能源。进一步的实施例动态地引导建物筑系统调整以减少能源浪费，并且验证这些措施的结果。例如，当代的采暖、通风以及空调系统(HVAC)使用冷冻的冷却剂或冷冻水、蒸发式线圈、强制通风管道以及被混合的热水的组合来向建筑物的居住者提供舒适和新鲜的空气。为了提供这种舒适性，许多建筑物HVAC系统由于同时加热和冷却建筑物空气而浪费能源，同时加热和冷却建筑物空气依赖于静态因素并且没有外部信息来动态的调节各种HVAC组件。

在一个实施例中，动态变化因素的组合被评价以便动态地调节HVAC或者其他建筑物系统，以便获得最佳的居住舒适性、最低的能源使用、最低的资费成本以及最低的GHG排放。这些因素包括但不限于自然和环境的因素、居住者因素、使用资费因素以及GHG排放因素。例如，建筑物附近的室外温度在整个工作日和晚上都在每小时地变化。在一整天中，太阳加热建筑的不同方位，这产生不同的加热分量。随着居住者进入和离开房间及其在工作日期间进入和离开建筑物，他们的热负荷贡献、新鲜空气需求、居住者舒适性需求以及经由建筑物中的照明、计算机以及其他办公设备或工业过程的能源使用都在变化。

能源搜索引擎将这些动态变量中的至少一种并入能源建模算法中，从而提供诸如以下项中的一项或多项：基准衡量能源使用，比较所要求的能源使用和成本与浪费的能源使用和成本，动态地引导建筑物系统的调整，验证这些措施的结果以及确定用于为建筑物产生能源的替换电能系统诸如太阳能、风力、燃料电池的最佳尺寸。

图1描述用于动态地评估和优化设施的能源子系统、多个设施104的设施或者网络的能源使用的系统100的示例性示意图。多个设施104可以包括一个或更多建筑物、住宅、工厂、商店、商业设施、工业设施、数据中心等，一个或更多房间、一个或更多办公室、设施中一个或更多划分区域、建筑中一个或更多的楼层、多个停车场、多个体育场、多个电影院等等，一个或更多系统、子系统和/或组件104a、建筑/设施104内的地带、建筑物围护结构等等，在本地上或地理上遥远的。

多个设施104的网络可以包括诸如地理区域、设施拥有者、物业管理者、校园、气象模式、气候区、设施活动类型、设施总平方面积、设施占用平方英尺、设施自由空间的体积、设施安排、设施活动等级(如生产量、学生数量等)、公共事业公司、适用的实用率表、能源的来源、本地发电系统的类型和尺寸、本地替换能源系统的类型和尺寸(如太阳能热、热存储、能源存储等)、所用的结构材料的类型、所用的能源系统的类型、所用的能源系统的模型、设施设计规范、需要的换气次数、测量的换气次数、所安装的能源管理系统的类型、所安装的能源管理系统的模型、任一现有能源管理系统的性能、适用的能源法规、适用的能源管制、适用的能源标准、适用的温室气体排放法规、适用的温室气体排放管制、适用的温室气体标准、为设施提供服务的能源服务公司、为设施提供服务的能源咨询公司，等等。

系统、子系统和/或组件104a的示例包括但不限于风扇、泵、汽车、冷水机、灯、加热器、热交换器、鼓风机、电动阀、空调设备、压缩机、热泵、HVAC系统、照明系统、电动机、水加热系统、插头负载、数据/电信公司、可变风量装置(VAV)、燃气系统、电气系统、机械系统、机电系统、电子系统、化工系统，等等。

下面讨论中的设施104和/或建筑物104是指设施、其系统、子系统、组件和/或上述的设施的网络。

进入设施104的能源可以具有多种形式，诸如热、机械、电气、化工、光，等等。最常见的形式通常是电力或功率、燃气、热质量(热或冷空气、人)，以及太阳辐照度。电能源可以从传统的矿物燃烧或发电的替换方式诸如太阳能电池、风力涡轮机、燃料电池、任一类型的电能发电机等中产生。环境气象条件诸如阴天或一天的时间诸如夜晚可能是辐射能转移(获得或失去)的原因。

设施104包括被配置以便实时测量实际能源使用的测量设备104b。例如，传感器诸如有线和/或无线传感器和/或传感器系统能够测量千瓦小时以及被用来为照明系统供电、为冷却系统中的空气压缩机供电以及加热盥洗室的水电能的能源尖峰，测量通过加热或HVAC系统所消耗的燃气的立方英尺，测量冷却或HVAC系统的压缩机中的气流的总量，等等。这些传感器可以包括电流传感器、电压传感器、EMF传感器、触摸传感器、触点闭合、电容式传感器、行程传感器、机械开关、扭矩传感器、温度传感器、空气流传感器、燃气流传感器、水流传感器、水传感器、加速器、振动传感器、GPS、风力传感器、太阳传感器、压力传感器、光传感器、张力仪表、传声器、湿度传感器、占用传感器、运动传感器、激光传感器、气体传感器(CO2、CO)、速度传感器(旋转、角度)、脉冲计数器，等等。

设施104进一步包括控制系统，诸如负荷削减继电器、负载转移继电器、能源管理系统(EMS)，建筑物管理系统(BMS)等等，以便控制设施104的能源消耗和能源节约组件。例如，一个或更多控制器能够升高或降低自动百叶窗，关掉/降低整个设施104或设施104的仅一个的房间中的HVAC系统中的加热或制冷，将电力的使用从常规的发电切换到由替换形式诸如风力或太阳能等等产生的电力。

系统100包括能源搜索引擎102和用户界面108。在实施例中，能源搜索引擎102是基于网络110诸如图1中所描述的互联网110的云计算系统。

在其它实施例中，能源搜索引擎102不是云计算系统，但是其通过网络110诸如互联网110、无线本地网络或者任何其他通信网络来接收和传输信息。在实施例中，能源搜索引擎102被托管在位于设施104内部的设备中。该设备直接从现有的传感器和智能仪表104b中获取传感器数据和/或智能仪表数据。该设备接收天气信息、实用率表、实用定价信息、电网使用信息、BIM信息，以及其他通过RF广播的信号。该设备在本地上计算能源性能、可行的信息，并且将控制信号传送到本地继电器104c、能源系统以及其他系统。

用户界面108允许用户传输信息到能源搜索引擎102并且接收来自能源搜索引擎102的信息。在实施例中，用户界面108包括Web浏览器和/或用来与互联网110之内的能源搜索引擎102进行通信或通过互联网110与能源搜索引擎102进行通信的应用程序。在实施例中，用户界面108与显示器和用户输入设备诸如键盘相关联。

能源搜索引擎102接收来自测量设备104b的能源使用信息，该测量设备104b以基本连续的方式测量设施104的系统、子系统以及组件104c的能源使用。测量设备104b传送数据输出，该数据输出可以包括但不限于电能消耗数据、燃气或可再生燃气数据、空气温度数据、空气流数据、空气质量数据、建筑物占用数据、建筑区等级占用数据、水数据、环境数据以及地理数据等。该数据可以从建筑104或其区域之内的单独的电路、关键的组件或者在外部服务于建筑物或建筑物的群组/网络的那些系统中获得。在另一实施例中，来自建筑物104内或者电机被用于工业或制造过程中的任何地方的关键电机组件等的振动、温度、声音的额外的测量被用来判定设施104内的电机和设备功能的健壮情况。

进一步，能源搜索引擎102以基本连续的方式从建筑物信息模型(BIM)106、电网112、公共事业公司114、建筑物管理116以及环境服务118中的一个或更多个中接收与能源使用相关的动态数据。例如，BIM106能够提供但不限于安装在设施104中的系统、子系统和组件104a的规范，可能已经安装在设施104中的具有更高的能源等级的系统、子系统和组件的规范，等等。电网112能够提供但不限于动态电网，其响应于可再生的能源来源、插件、规划的电网需求、电网负荷信息、能源供给能源，等等。公共事业公司或能源114的其他卖家能够提供但不限于实用率收费、实时能源定价、价格投标，等等。建筑物管理116能够提供但不限于设施104的设施和区域等级安排、占用信息、系统状态信息(例如，打开门、打开窗户、打开百叶窗等)，等等。环境服务诸如气象服务能够提供但不限于设施104的位置处的动态气象数据、设施104的位置处的预计天气、断开天气警报、地理因素，等等。

能源搜索引擎102分析以基本连续的方式接收到的静态数据和动态数据，并且提供基本连续的能源评估。基本连续的能源评估的示例包括但不限于报告、基准结果、设施104的能源性能评估、设施104的网络或任何其系统、子系统及组件104a、现场能源碳足迹、资源能源碳足迹、资源能源评估、建筑物和系统委托策略、照明策略、数据中心和电信公司策略、水性能评估、燃气性能评估、能源更新评估、可再生的能源评估，等等。

在实施例中，能源搜索引擎102向控制系统104c传输命令以控制系统、子系统以及组件104a来减少或优化设施104的能源使用。在实施例中，能源搜索引擎102以基本连续的方式控制系统、子系统以及组件104a。

在实施例中，基本连续包括在时间长度内或者不超出以有规律的间隔出现的时间的长度。在另一实施例中，以基本连续的方式接收的数据包括在由两种情况划分出的时间的确切长度内所接收的数据。也就是说，以基本连续的方式接收的数据是以有规律的时间间隔接收的数据，其中该时间间隔不会超出预先定义的时间间隔。在另一实施例中，该时间间隔近似位于预先定义的时间间隔内。在另一实施例中，该时间间隔至少部分基于所接收的信息的类型。例如，可以基本连续地每小时接收天气，可以基本连续地每15分钟接收智能电表信息，以及可以基本连续地每隔不超出一个小时的时间间隔接收电网负荷。

进一步，在实施例中，提供基本连续的能源评估包括在预先定义的时间间隔内、不超出预先定义的时间间隔等提供能源评估。进一步，以基本连续的方式控制以优化能源使用包括在预先定义的时间间隔内向控制系统104c发送命令，等等。再次，该时间间隔至少部分基于被控制的具体系统。例如，能源搜索引擎可以指导设施104以不超过5分钟的间隔来解除或重新分配电力，而指导百叶窗以不超过2小时的间隔来上升或降低。

在某些实施例中，基本连续的时间间隔包括不超过1分钟的时间间隔、不超过5分钟的时间间隔、不超过15分钟的时间间隔、不超过1小时的时间间隔、不超过1天的时间间隔，以及不超过1周的时间间隔中的一种。

图2描述了能源搜索引擎102的实施例的示例性框图。能源搜索引擎102包括一个或更多计算机或处理器202以及存储器204。存储器204包括模块206，模块206包括计算机可执行指令，当计算机可执行指令被计算机202执行时，使得能源搜索引擎102分析能源数据并且提供基本连续的能源评估度量。存储器204进一步包括数据存储208，数据存储208包括一个或更多数据库以由模块206存储动态和/或静态数据以便分析能源使用并且提供能源使用评估。

作为示例，计算机202包括处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SOC)、程序逻辑或表示数据和指令的其他衬底配置，这些依照本文所描述的来运行。在其他实施例中，处理器202可以包括控制器电路、处理器电路、处理器、通用单芯片或多芯片微处理器、数字信号处理器、嵌入式微处理器、微控制器等等。存储器204可以包括用于存储被处理器202使用的一个或更多逻辑和/或物理数据存储系统和应用程序。存储器204可以进一步包括界面模块，诸如图形用户界面(GUI)等，以便与用户界面108相连接。

在一个实施例中，能源搜索引擎102计算出反映设施104的能源性能的分数。在实施例中，该分数是至少部分基于一个或更多能源变量计算出的一个或更多度量的加权平均值。能源变量的示例包括但不限于由设施消耗的能源(电力、水、燃气)的时间史、现场所使用的能源的碳当量、在来源处产生的能源的碳当量、环境气象条件的时间史、设施活动类型、设施总的平方英尺、设施占用的平方英尺、设施中自由空间的体积、设施计划表、设施活动等级(如生产量、学生的数量，等等)、设施的位置、适用的实用率表、任何现有的本地(或现场)发电系统的输出、任何现有的本地替换能源系统(例如太阳能热、热存储、能源存储，等等)的输出、本地可再生生产的潜力、本地可替换能源系统的潜力、所使用的结构材料的类型、所使用的能源系统的类型、设施设计规范、需要的换气次数、测量的换气次数、所安装的能源管理系统的类型、任何现有能源管理系统的性能、来自任何现有能源、环境和安全监控系统的数据，等等。

设施104和/或建筑物104和/或子系统104a指的是设施、其系统、子系统及组件、包括位于本地或远程的设施的多个建筑物，以及下列讨论中的设施的网络中的一个或更多个。

在实施例中，分数或能源度量是基于过去的周、月、季度、年或更长的时间周期来计算的。

在实施例中，一个时间周期的数据被用于回填另一个时间周期中缺失的数据。例如，如果2012年2月的数据缺失，那么其可以使用下列方法被回填：

Y₂＝X₂/X₁*Y₁

其中，X₁是2011年1月的平均工作日能源消耗，X₂是2012年1月的平均工作日能源消耗，Y₁是在2011年2月中工作日的每15分钟、每小时、每天或每周的能源消耗，并且Y₂是在2012年2月中相应工作日的每15分钟、每小时、每天或每周的能源消耗。可以使用上面的方法来回填休息日的缺失能源数据。

在另一示例中，2012年2月的相同缺失数据可以使用下面的方法来回填：

Y₂＝2*(X₁Z₂+Z₁X₂)/(X₁Z₁)*Y₁

其中，X₁是2011年1月的平均工作日能源消耗，X₂是2012年1月的平均工作日能源消耗，Z₁是2011年3月的平均工作日能源消耗，Z₂是2012年3月的平均工作日能源消耗，Y₁是在2011年2月中工作日的每15分钟、每小时、每天或每周的能源消耗，并且Y₂是在2012年2月中相应工作日的每15分钟、每小时、每天或每周的能源消耗。可以使用上面的方法来回填休息日的能源缺失数据。

在实施例中，使用下面的等式来计算设施所使用的能源：

所使用的能源＝来源于公共事业的能源+

现场产生的能源-现场储存的能源

其中，来源于公共事业的能源是从公共事业公司购买的能源。现场(本地)产生的能源是由本地的能源产生系统如太阳能PV、风力涡轮机、燃料电池、燃气发电厂等产生的能源。现场储存的能源是从公共事业购买或者本地产生但是在购买或产生时就被存储在能源存储系统诸如电池、压缩空气、抽水、热存储等中以便日后使用的能源。如果能源存储系统正在放电，那么上述等式中所储存的能源的符号是负的。在上述等式中的每个分量都能够被测量、计算或者估计。

在实施例中，能源分数和度量可以与设施的能源性能成比例，该设施的能源性能在具体的时间周期中与其基本周期中的性能相比是相对的。在实施例中，基本周期为一年。

在实施例中，考虑到设施的所测量、所计算或所估计的能源使用、设施中系统的类型、设施安排、设施位置、环境气象条件等，相对于设施的源能源的最优构成，度量可以与源能源(太阳能PV、公共事业电能、燃料电池、太阳能热、燃气发电机、能源存储等)的构成成比例。

在实施例中，度量包括但不限于设施电能使用指数(kwHr/ft²)，设施燃气使用指数(therms/ft²)，以及设施电力需求指数(kw/ft²)。

在实施例中，指标可以与设施104中所用能源的等价温室气体排放成比例，与使用本地可再生能源系统所产生的能源成比例，与使用替换燃料系统(如氢燃料电池等)所产生的能源成比例，与替换能源系统的使用成比例，与休息时间期间所使用的能源和上班时间期间所使用的能源的比率成比例，与工作日期间所使用的能源和休息日期间所使用的能源的比率成比例，与一段时间内(天、月、年等)能源消耗的最小比率成比例，与可能在设施104中发生的同时加热和制冷成比例，等等。

在另一实施例中，度量可以与加热能源所使用的能源与加热需求之间的相关度成比例，与冷却所使用的能源与冷却需求之间的相关度成比例，与用于加热的所估计、所计算或所测量的能源除以受影响的加热量成比例，与用于冷却的所估计、所计算或所测量的能源除以受影响的冷却量成比例，等等。加热需求、冷却需求、受影响的加热量或者受影响的冷却量可以使用但不限于下列中一个或更多个来计算：环境气象、周围环境条件、期望的内部温度、通风率、外部空气循环、再循环率、再循环空气、由设施104内部的负荷所消耗的能源、由设施104内部的其他源产生的热量、通过质量或热转移进入或离开设施104的热量，等等。在一个实施例中，加热度时数(heating degree hours)、环境温度设施内部的供应空气温度之间的每小时的差值可以被用作受影响加热的测量值(加热kWhr/受热度)。在另一实施例中，冷却温度时数(cooling degree hours)、环境温度与设施104内部的供应空气温度之间的每小时的差值可以被用作受影响冷却的测量值(冷却kWhr/冷却度)。

在另一实施例中，所需的加热焓时数(heating enthalpy hours)、环境焓(ambient enthalpy)与目标温度之间的差值以及设施内部的湿度可以被用作所需加热的测量值。在另一实施例中，所需的冷却焓时数(cooling enthalpy hours)、环境焓与目标温度之间的差值以及设施内部的湿度可以被用作所需冷却的测量值。

在另一实施例中，受影响的加热焓时数、环境焓与设施内部的供应空气焓(supplyair enthalpy)之间的每小时的差值可以被用作受影响的加热的测量值(加热能源kWhr/kJ受热)。在另一实施例中，冷却焓时数、环境焓与设施104内部的供应空气温度之间的每小时的差值可以被用作受影响的冷却的测量值(冷却kWhr/KJ被冷却)。

图3是用来评估冷却所用的能源的量和受影响的过度冷却的量的示例性能源搜索引擎处理300的流程图。例如，在一年中的工作日期间用于冷却的能源的量可以从这一年中所使用的总能源的分布(profile)中估计。12个月的周期的间隔能源(以有规律的间隔消耗的能源，一般为15或30分钟，或任何其它有规律的间隔)被使用。在方框310和312中，针对每个月，分别计算工作日期间每个时间间隔的平均能源和平均冷却度需求。

在方框314中，工作日的最小能源分布被计算，并且在方框316中，用于冷却的平均能源被计算作为能源分布和工作日期间所用的最小能源之间的差值。

在方框318到方框324中，针对工作日期间的每一时间间隔，估计将设施冷却1度所需的最小能源。在方框326中，根据框322和324的结果，计算在一年期间冷却所需的最小能源。

在方框328中，计算用于过度能源的能源的量，即由于过度冷却所浪费的能源的量。在方框330中，假设冷却和加热系统在全年中都处于最高效率，计算这一年的能源分布。该过程可以被重复用于休息日期间的时间间隔。

图4是示例性基本连续的过度冷却性能评估400。该性能评估400是设施104的地形图，其示出在一年的每个月的全天中的平均一小时的所估计的过度冷却能源。如图3所述，过度冷却通过考虑建筑物内部的负荷和来自环境气象的冷却需求来估计。例如，性能评估400表明总的冷却成本被估计为117,000美元，其中在10AM和3AM之间的过度冷却为75,000美元，并且在3AM和10AM之间的过度冷却为19,000美元。过度冷却被估计为96,000美元，高达冷却成本的76％。在性能评估400的实施例中，颜色可以被用来表明能源强度，其中颜色的更亮的阴影表明更大的能源强度，而颜色的更深的阴影表示更弱的能源强度(或者反之亦然)。

在实施例中，度量可以与空气交换次的时间史成比例，与被引入到设施的那部分室外空气成比例，与被重新循环的那部分回流空气成比例，其中回流空气是指使用排风扇从设施中排出的空气，与设施内部的空气质量成比例，与设施的峰值需求和负载持续曲线成比例，该负载持续曲线表示在每个电力等级上从最低需求到峰值需求所花费的时间，与设施104或者任意一个其子系统104a符合当前和/或未来的能源管制、标准、规则、规范和指南等等中的一个或更多的程度成比例。

在另一实施例中，度量可以与响应于来自电网或公共事业的需求而开始的能源需求降低或负载削减的水平成比例。能源需求降低可以相对于基线来计算，该基线针对下列因素中的一个或更多个来调节：环境气象条件、周围环境条件、设施安排的变化、设施活动的变化、设施占用的变化，等等。在实施例中，所计划的设施104的能源需求降低可以通过估计如上述的将被用于冷却的能源的量以及假设一定比例的冷却能源将被减少来计算。

在又一实施例中，度量可以与设施104或任何其能源子系统的相比于能源基线、能源基准、所计算的能源使用、所估计的能源使用或所计划的能源使用的变化成比例。

在实施例中，可以针对任何所测量或所计算的度量来计算能源基线，并且能源基线可以与环境气象条件、设施使用以及设施安排相关。考虑到外界气象条件、设施使用、设施安排或能源系统变化的预计，所计算的基线可以被用来预计度量的值。

在实施例中，度量可以与在设备104中所使用的总能源的成本成比例，与在设施104中使用的燃气能源的成本成比例，与在设施104中使用的来自可再生能源的能源成本成比例，与在设施104中使用的来自替换能源来源的能源成本成比例，与在来源处产生能源的总成本成比例，与将能源从来源处传输到设施104的成本成比例，于在设施104中使用的电能的总成本成比例，与设施104中的峰值电能需求成本成比例，与设施104中的电能消耗成本成比例，与所避免的能源消耗成本成比例，与所避免的峰值需求成本成比例，等等。

在另一实施例中，度量可以与在设施104中消耗的能源成比例，与可以被传递到设施104中的总能源成比例，与可以在设施104中产生的总能源成比例，与可以在设施104中被减少的总能源成比例，与到设施104的能源来源的可靠性和一个或更多个设施的能源来源的总的正常运行时间成比例，与设施104或者任任何其能源子系统104a中的电力的电力质量(如电力因素、总的谐波失真、谐波频率中的能源、电压尖峰、电压降、电涌等)成比例，与作为对能源危机的响应而被避免的兆瓦(MW)或兆瓦-小时(MWhr)的数量成比例，等等。此类被避免的能源的示例是作为公共事业的需求响应程序的一部分被削减的负载。

在另一实施例中，可以每年地、每月地、每周地、每天地、每小时地或以基本连续的方式计算任何度量。

在进一步的实施例中，可以在基于云的服务器102中计算任何度量，并且其可以作为基于订阅的服务被提供。

图5、6和7是示例性搜索引擎过程的流程图，该搜索引擎过程在多个时间范围(包括实时)中积极地处理能源消耗数据、环境数据，以及建筑物使用数据(这些数据的示例在上文已做描述)，针对与设施104相关的唯一地理位置、使用、环境以及占用(这些示例在上文已做描述)提供与设施104及其关键子系统104a要求最小能源有关的一个或更多个度量。

在其他实施例中，能源搜索引擎算法为商业、市政、校园、国家以及联邦大厦提供能源和持续性的评级。另一实施例提供建筑物和设施的碳足迹。又一实施例通过评价其能源消耗和安装的系统和组件的有效性和效率来评价真实性能的值。进一步的实施例评价建筑物、设施、校园及其系统的即时需求响应、负载削减、负载转移，以及额外的本地发电潜能。又一进一步的实施例指导和评价可行的能源效率和需求响应改善测量、设备改进，以及调试策略。在实施例中，该技术能够符合被立法的能源效率命令和目标。

图5是用于评估设施104的能源使用的示例性能源搜索引擎过程500的流程图。设施104和/或建筑物104和/或子系统104指的是设施、其系统、子系统和组件、包括位于本地或远程的设施的多个建筑物以及在下面讨论的设施的网络中的一个或更多个。以方框510开始，过程500接收设施104的实际能源消耗的基本连续的测量值。在实施例中，过程500从测量设备104b接收与设备104的实际能源消耗有关的测量值。实际能源消耗的测量值的示例是智能仪表读数、电表读数、燃气表读数、电流测量、如上所述的设施能源变量，等等。

在另一实施例中，接收基本连续的测量值包括至少每15分钟接收测量。在另一实施例中，接收基本连续的测量值包括至少每5分钟接收测量值。在进一步的实施例中，接收基本连续的测量值包括至少每1小时接收测量值。

在方框512中，过程500接收基本连续的环境条件的测量值。例如，能源搜索引擎102能够接收包括室外空气温度、室外空气湿度、云覆盖、UV指数、降水量水平、蒸发蒸腾(ET)数量、天气预报，以及诸如此类的气象报告。在另一实施例中，与设施104相关的门、窗和百叶窗的状态能够随着时间改变，并且能够以基本连续的方式被接收。

在方框514中，过程500至少部分基于环境条件获取设施104的目标能源消耗。目标能源消耗可以是基于基线性能、设施内部的期望的环境条件(温度、湿度、空气质量等)、计划的设施安排、计划的设施使用，以及计划的气象条件而被计算出的能源消耗。基于历史数据，可以计算给定环境条件下和设施使用水平下的平均设施能源消耗。当相似的气象和设施使用被预期时，该均值可以被设置为设施的目标。

在方框516中，过程500将设施104的实际的能源消耗与目标能源消耗进行比较，并且在方框518中，过程500至少部分基于实际能源消耗的测量值与目标能源消耗的比较来计算基本连续的能源性能评估。

在性能评估上得到的度量可以包括但不限于下列中的一个或更多个：设施104的每平方英尺的总的燃气和电流能源成本，基线电能评级，峰值电能评级，燃气能源评级，使用燃气加热的效率，同时加热和冷却，夜间功率指数，周末功率指数，EMS安排，全时间加载，整体性能评估，每年所浪费的能源，所估计的每年浪费的能源的范围，在来源处产生能源的成本，传输能源到设施104的成本，所使用的总能源的浪费百分数，每年所浪费的燃气和电能的成本，电能碳足迹，燃气能源碳足迹，总能源碳足迹，设施104的每平方英尺中的目标能源使用成本，每年的能源节省目标，历史的电力和燃气使用，历史的每月对电力的峰值要求，示出每年的能源使用与使用发生那天的时间的历史能源图，基于加热需求与加热所使用的实际能源的比较的被浪费的加热，基于营业时间期间所估计的用于冷却的能源以及营业时间所估计的用于加热的能源的同时加热和冷却，基于在营业时间期间要求的相对冷却与在营业时间期间所估计的用于冷却的能源的比较的营业时间期间浪费的冷却，基于在非营业时间期间要求的相对冷却与在非营业时间期间所估计的用于冷却的能源的比较的非营业时间期间浪费的冷却，冷却度时数，加热度时数，峰值减小，能源节省建议，能源来源规划，包括但不限于燃料需求、并网太阳能、热储存、基于电池的峰值削减以及基于设施104的电力实用数据、燃气的实用数据、国家海洋和大气管理局的气象数据的实用性的能源来源投资收益，等等。

在另一实施例中，度量可以与符合一个或更多能源标准诸如ISO50001、LEED银级、LEED金级、LEED白金级等等的水平成比例。

在另一实施例中，度量可以与促使设施符合一个或更多能源标准的成本成比例。

在另一实施例中，度量可以与能源节约(消耗kWhr、需求kW或者能源成本＄)成比例，该能源节约可以通过促使设施符合一个或更多能源标准来实现。

在另一实施例中，度量可以与能源子系统或设施104的绝对效率成比例。该能源子系统104的绝对效率可以是测量、计算或者估计的由子系统104所消耗的能源与如果子系统104在其理论极限上运行将会消耗的能源之间的比率。

在另一实施例中，度量可以与能源子系统或设施104的可实现效率成比例。能源子系统104的可实现效率可以是测量、计算或者估计的由子系统104所消耗的能源与如果子系统104在此类子系统104的可实现的最高效率上运行将由子系统104消耗的能源之间的比率。

在另一实施例中，度量可以与能源子系统或设施104的设计效率成比例。能源子系统或设施104的设计效率可以是测量、计算或者估计的由子系统104消耗的能源与如果子系统104按照制造商的设计规范运行将会消耗的能源之间的比率。

在实施例中，如果一个或更多能源子系统在其理论、绝对或者设计效率上运行，则度量可以与实现的节约(消耗kWHr、需求KW、能源成本为＄)成比例。

图6是用于动态评估设施104的能源效率的示例性能源搜索引擎过程400的流程图。能源搜索引擎算法分析测量的能源数据与计算的最小需求能源，以提供诸如能源效率评级、能源消耗分布、能源负载因子、关键组件评估以及关键组件的生命周期分析。

以方框610开始，过程600获取设施104的最小能源消耗。

在方框410处获取最小能源消耗包括在方框612中至少部分基于安装的建筑物系统、子系统以及组件104a的模型来获取理论能源消耗。在实施例中，获取最小能源消耗包括至少部分基于安装的建筑物系统、子系统以及组件104a的理想模型或者理论限制来获取理论能源消耗。

在方框610中获取最小能源消耗进一步包括在方框614中至少部分基于安装的建筑物系统、子系统以及组件104a的高能源有效等价物的规范来获取可实现最小能源消耗，以及在方框616中至少部分基于安装的建筑物系统、子系统以及组件104a的规范和累积负载来获取设计最小能源消耗。

在方框620中，过程600接收设施能源消耗的基本连续的测量值。在实施例中，该测量由测量设备104b提供。在另一实施例中，测量被计算出来。在进一步的实施例中，该测量被估计出来。

在方框630中，过程600以基本连续的方式将最小能源消耗与设施能源消耗的测量值进行比较。方框630中的比较包括在方框632中将理论最小能源消耗与设施能源消耗的测量值进行的比较，在方框634中将可实现最小能源与设施能源消耗的测量值进行的比较，以及在方框636中将设计最小能源消耗与设施能源消耗的测量值进行比较。

在方框640中，过程600计算设施104的基本连续的能源性能评估。在方框640中计算基本连续的能源性能包括在方框642中确定理论能源效率，在方框644中确定可实现能源效率，以及在方框646中确定设计能源效率。

例如，风扇的绝对或者理论效率度量可以根据下列中的一个或全部的测量、估计或者计算来计算：风扇上游压力、风扇下游压力、流动温度、风扇速度、通过风扇的质量流率、通过风扇的容积速率和/或由风扇消耗的能源。随后，风扇的绝对的效率通过将消耗的能源除以如果风扇以其相同的上游压力、下游压力、风扇速度、流动温度、通过风扇的容积流率或者质量流率的条件下的理论效率运行时应当被消耗的能量来计算。

在另一实施例中，风扇的可实现效率度量可以根据下列中的一个或全部的测量、估计或者计算来计算：风扇游压力、风扇下游压力、流动温度、风扇速度、通过风扇的质量流率、通过风扇的容积流率和/或由风扇消耗的能源。随后，风扇的可实现效率通过将消耗的能源除以可以在相同的上游压力、下游压力、风扇速度、流动温度、通过风扇的容积流率或者质量流率的条件下运行最高性能的风扇所应当消耗的能源来计算。

在进一步的实施例中，风扇的设计效率度量可以根据下列中的一个或全部的测量、估计或者计算来计算：风扇上游压力、风扇下游压力、流动温度、风扇速度、通过风扇的质量流率、通过风扇的容积流率和/或由风扇消耗的能源。随后，风扇的设计效率通过将消耗的能源除以风扇在相同的上游压力、下游压力、风扇速度、流动温度、通过风扇的容积流率或者质量流率条件下按照制造商的设计规范运行所应当消耗的能源来计算。

在另一实施例中，在假设完全隔绝的设施围护结构的情况下可以计算炎热天里设施围护结构的理论效率，该完全隔绝的设施围护结构阻止所有的辐射热转移到设施104，阻止所有的传递热转移到设施104，并且阻止进入和离开设施104的质量的所有渗透。在设施104中产生的热量根据在设施104中消耗的能源的测量、估计或者计算以及在设施104中由居住者和过程所产生的热量来计算，在设施104中消耗的能源诸如室内照明、插头负载、加热气体等。从设施104中移出的热量可以根据离开围护结构的通风和冷却空气的焓与进入围护结构的通风和冷却空气的焓之间的差值的测量、估计或者计算来计算。可以假设设施104处于恒定的运行温度。对于处于恒定内部温度的完全隔绝的围护结构而言，从设施104移出的热量与在设施104中产生的热量相等。在热天里围护结构效率可以作为设施104中产生的热量除以从设施104移出的热量的比率来计算。

在进一步的实施例中，屋顶封装HVAC单元的设计效率可以通过测量进入HVAC系统(回流空气的一部分+室外空气的一部分)的空气的焓(温度、湿度以及流率)、离开HVAC系统的空气的焓(被提供给设施104)以及由HVAC系统消耗的能源来计算。HVAC所消耗的能源除以[进入HVAC的空气的焓-离开HVAC的空气的焓]以产生测量的性能系数(COP)。然后测量的COP除以由HVAC制造商指定的给定HVAC负载下的设计COP，并且所得的比率包括HVAC系统的设计效率。

图7是用于需求侧分析的示例性能源搜索引擎过程500的流程图。在一个实施例中，能源搜索引擎102匹配变化的需求侧负载要求来提供侧生成和电网能力从而建立相关的值能源定价。

示例性过程700量化能源改进措施的效率，诸如对设施104和/或其系统104a的任一或者全部的(单独地或全体地)能源效率和碳足迹评级，以确定引进用于基于监控的调试(MBCx)、重调试(RCx)、连续调试等等的能源效率、安装改进、调试设备的时机，并且提供峰值减小和需求响应策略和措施。

以方框710开始，过程700获取设施104的能源使用基准。在实施例中，该能源使用基准是设施的网络中参考的能源使用点，这些设施共享设施104的能源使用可以与其进行比较的共同的事物。例如，该基准可以是下列中的一种：能源之星评级、设施104的历史能源使用、在特定地理区域中的建筑的物能源性能、某一尺寸的建筑物的能源性能、某一活动性的建筑物的能源性能、具有某一类型的冷却技术的建筑物的能源性能、具有某一类型的加热技术的建筑物的能源性能、具有某一类型的结构材料的建筑物的能源性能、具有某一品牌的EMS或EMS模型的建筑物的能源性能、具有某一能源认证的建筑物的能源性能、具有某一能源评级的建筑物的能源性能、具有某一本地的能源来源(如太阳能PV)的建筑物的能源性能，等等。

在方框712中，过程700在能源改进措施的安装之前接收设施104的实际能源消耗的基本连续的测量值。在实施例中，该测量从测量设备104b获取。

在方框714中，过程700在能源改进措施的安装之前至少部分基于所接收的实际能源消耗的测量值来建立设施104的能源使用的第一基线。在实施例中，在安装前建立基线包括获取具有安装的系统、子系统和组件104c的设施的期望能源使用以及负载分布。通过记录一段时间(如3个月或1年)内的设施的能源性能来建立该基线。可以诸如针对工作日的夜晚时间、工作日的早晨时间、工作日的下午时间、休息日的夜晚时间、休息日的早晨时间、休息日的下午时间来计算多个基线。

可以计算不同类型的基线，包括但不限于总的能源消耗(kWhr)、电能消耗(kWhr)、电需求(kW)、燃气消耗(千卡)、用于照明的能源(kWhr)、因照明而产生的需求(kW)、用于冷却的能源(kWhr)、因冷却而产生的需求(kW)，等等。也可以用环境气象条件、冷却度时数、加热度时数、设施使用级别、设施占用等来标准化基线。例如，在工作日的早晨时间中所消耗能源的基线可以是基线计算周期的某一段或者整段的所有工作日的早晨时间中的平均消耗。可以通过将工作日的早晨时间的每一小时的平均消耗与这些时间的每一小时的平均冷却度时数相除来将基线标准化为冷却度时数。

在方框716中，过程700将基准与在至少一种能源改进措施安装之前建立的基线进行比较。

在方框718中，过程700在安装至少一个能源改进措施之后接收设施104的实际能源消耗的基本连续的测量值。在实施例中，该测量从测量设备104b获取。

能源改进措施的示例是但不限于安装可再生能源系统、改进设备、调试、负载转移、负载削减、安装能源存储、安装LED光照系统、安装变频驱动(VFD)系统、安装新的窗户、安装新的墙体保温、替换无效率的锅炉、升级热水管和冷水管的保温隔热、安装节热器系统、安装蒸发冷却系统、增添循环风扇、改变供应和回流通风管道的位置、安装池盖、安装热存储系统、安装遮光帘和遮阳蓬，等等。

在方框720中，过程700至少部分基于安装能源改进措施之后接收的实际能源消耗的测量值来建立第二基线。在实施例中，在安装之后建立基线包括获取已安装了系统、子系统和组件104c的设施的能源使用以及负载分布。

在方框722中，过程700比较安装至少一种能源改进措施之前建立的第一基线与安装至少一种能源改进措施之后建立的基线。

在方框724中，过程500将基准与安装至少一种能源改进测量措施之后建立的基线进行比较。

在方框726中，过程700量化至少一种能源改进措施的有效性。在实施例中，过程700确定至少一种能源改进措施对设施104的能源使用的第一基线的影响。在另一实施例中，过程700确定至少一种能源改进措施对设施104的基准的影响。在实施例中，量化至少一种能源改进措施的有效性包括确定以下中的一项或更多项：收益计算、动机的支付、真实性能的评估，其用于包括预计操作策略和行为或导致变化的真实性能评估的设备替换的价值的目的、在碳贸易中所用的碳抵消，等等。

图8是示例性基本连续的能源性能评估800。该评估800包括有关设施104的当前能源使用、能源度量的评级以及目标能源使用的信息。例如，当前能源使用的度量包括设施104的每平方英尺的总的燃气和电能的成本，每年所估计的浪费的能源的低范围和高范围，浪费的能源占使用的总能源的百分比，每年浪费的能源的成本；以及碳足迹度量，诸如所用的电能的碳足迹、所用的燃气能源的碳足迹，以及设施104的全部的碳足迹。能源度量诸如基线能源评级、峰值电能评级、燃气能源评级、用于加热的燃气的效率、同时加热和冷却的发生、夜晚功率指数、周末功率指数、能源管理系统安排以及全时间负载水平被评定为差、中等或良好等级。最后，评估600包括具有至少两个建议的能源减少实施的设施的当前能源实施的能源使用、能源节省、以及碳减少的比较，从而提供更好的目标和最佳目标。

在实施例中，能源搜索引擎102在多维图上提供设施104的网络的能源性能。该多维图通过颜色、坐标和形状在地形图上绘制一个或更多度量。例如，与设施的能源需求的一部分成比例的度量可以在区域的地形图上被绘制，该设施的能源需求可以在任何给定的时间被去除(减小)。可以使用圆圈来表示每个设施104，该圆圈的尺寸与能够在每个设施104中被去除的需求(kW)的等级成比例，并且该圆圈的颜色表示能够被去除的需求的百分数。基于利用能源搜索引擎102计算的需求计划，可以使用相似的图来动画化传达跨越设施104的网络的需求减少的可能的云的效果。

在另一示例中，可以将多个度量绘制在单张图上，其中每个度量由唯一颜色的层来表示，每种颜色的阴影与度量的等级成比例(比如，颜色的浅阴影表示度量的较小值并且相同颜色的较深的阴影表示相同度量的较大值)。

图9是示例性连续的每年的关键性能指标图表900，并且图10是示例性连续的每月的关键性能指标图表1000。两个图表900和1000追踪关键性能指标，包括但不限于如上所述的基线电力使用指数、峰值电能使用指数、燃气能源使用指数、加热燃气效率一致性、同时加热和冷却、夜晚功率指数、周末功率指数、EMS安排，以及全时间加载。图表900表示年初至今的数据能源性能，而图表1000表示一个月的能源性能。在实施例中，指标条是彩色的，以表示分数质量/水平，其中红色表示差的分数，绿色表示良好分数，并且黄色指示可被改进的中等分数。

在实施例中，一个或更多警报与一个或更多度量相关。超过或者低于特定度量值且达到特定的时间量将发出警报信号，并且使得采取行动。该行动可以包括继电器的闭合、经由有线或者无线RF模块、机器界面、有线连接等发送命令。该行动也可以包括向计算机桌面、移动设备、移动应用、页面、账户、留言板、广播系统等等发送消息。

在实施例中，一个或更多警告与一个或更多度量相关。如果一个或更多其他度量，诸如温度、压强、湿度、流量、电流等测量的变量，估计的变量、计算的变量、和/或度量和/或变量的任何数学组合位于、超过或者低于特定值达特定时间量，则当度量超过或低于某一值达指定的时间量时警报被启动，其中该特定值可以是一个或更多度量、测量的变量、估计的变量、计算的变量、变量的任一数学组合、和/或度量的任一数学组合的函数。

能源搜索引擎102的其他实施例能够报告日常维护任务列表，其中能源搜索引擎102产生所需维护任务的列表，该所需维护任务通过紧急程度、能源性能影响、成本性能影响、碳足迹的影响、维修的成本等等进行分类。进一步，能源搜索引擎102的实施例可以报告设备诊断，使得能源搜索引擎将连续地诊断和评级每个建筑物设备104a的性能。

能源搜索引擎102的进一步的实施例至少部分基于与所消耗或者所产生的能源的递增等级变化相对应的数据等级标识来确定和报告何时和何地建筑物或其能源消耗或能源产生子系统正在正常运行，或者需要维修、调整、负载转移、负载削减或者设备替换。

在实施例中，基于设施104的计算的基线以及能源基线与环境气象、设施安排和设施使用之间的相关性，能源搜索引擎102使用前一天预计的每小时的气象数据和预计的设施安排和使用来预测能源性能(比如，kWhr消耗、kW需求、效率度量等)。

在另一实施例中，基于设施104的计算的基线以及能源基线与环境气象、设施安排和设施使用之间的相关性，能源搜索引擎102使用前一天预计的每小时的天气数据、预计的设施安排、预计的设施使用、实用率信息、前一天的实用定价信息、前一天的电网信息、前一天的能源成本信息来预测能源成本(kW需求成本、KWhr消耗成本、燃气千卡成本、水加仑成本等)。

在又一实施例中，能源搜索引擎102对基准衡量和评价真实性能能源消耗和碳的排放/足迹是有用的数据输出，以便用于包括预计导致变化的真实性能评估的运作策略和行为或设备替换的价值等目的。

在进一步的实施例中，能源搜索引擎102提供对审核符合能源使用、碳排放方面的当前的和新兴的法规并且对实现设施中的能源减少和碳排放减少目标有用的数据输出。

在其他的实施例中，能源搜索引擎102通过激活削减和/或转移能量消耗和/或提供补充能源资源的系统和电路来提供预先计划或者即时可行的能源优化策略。根据某些实施例，能源搜索引擎102能够向能源管理系统(EMS)和/或建筑物管理系统(BMS)和/或负载控制继电器提供数据输出，从而用即时或者预先编制的负载削减策略、负载转移策略以及补充的能源供给策略来响应。

依赖于实施例，此处描述的任何算法的特定动作、事件或者功能可以按照不同顺序进行，可以添加、合并或者一起省略(例如，并非描述的全部动作或事件对于算法的实施是必要的)。另外，在某些实施方式中，动作或者事件可以并行执行，例如通过多线程处理、中断处理或者多处理器或者处理器核或者在其它并行架构上执行，而不按顺序执行。

结合本文公开的实施例描述的各种示例逻辑方框、模块和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件或者两者的结合。为了清楚地例示硬件和软件的可互换性，已经在上述内容中主要从功能角度描述了各种例示部件、方框、模块和步骤。这些功能是否实现为硬件或者软件取决于对整个系统施加的具体应用和设计约束。所描述的功能可以针对每个具体应用以多种方式实现，但是这些实现方式决定不应解释为背离本公开的范围。

结合本文公开的实施例描述的各例示逻辑方框和模块可以由机器实现或者执行，诸如通用处理器、数字信号处理器(DSP)、ASIC、FPGA或者其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或设计用于执行此处描述的功能的其任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是替代地，处理器可以是控制器、微控制器、状态机、其组合等。处理器还可以实现为计算装置的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或者更多个微处理器结合DSP核或任何其它这种构造。

结合本文公开的实施例描述的方法、过程或者算法的步骤可以直接在硬件、由处理器执行的软件模块中或者在两者的组合中实现。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可拆卸盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的计算机可读存储介质。示例性存储介质可以耦合到处理器，使得处理器可以从存储介质读取信息以及向其写入信息。可替代地，存储介质可以集成到处理器中。处理器和存储介质可以存在于ASIC中。

以上特定实施方式的详细描述不是穷举性的，也不是将本发明限制于以上公开的精确形式。尽管为了说明的目的上述内容描述了本发明的具体实施例以及示例，但是如本领域技术人员将认识的，在本发明范围内的各种等价修改是可能的。例如，尽管过程或者方框是以给定顺序呈现的，但是替代的实施方式可以以不同的顺序执行具有步骤的例程或者使用具有方框的系统，并且一些过程和方框可以被删除、移动、添加、细分、组合和/或修改。这些过程或方框中的每个可以以多种不同的方式实现。并且，尽管过程或方框有时显示为以有序进行，但是这些过程或方框可以替代地并行执行，或者可以在不同时间执行。

除非上下文清楚地要求，否则在整个说明书和权利要求中，词语“包括”、“包含”等被理解为在内的意义，而非排他或者穷尽意义；也就是，从“包括，但是不限于”的意义上。词语“与…成比例”，如本文通常使用的，是指至少部分基于。词语“耦合”或者“连接”，如本文通常使用的，是指可以直接连接或者通过一个或者更多个中间元件连接的两个或者更多个元件。另外，本申请中使用的词语“此处/文本”、“以上”、“以下”和有类似含义的词语将表示本申请作为整体而不表示本申请的任何特定部分。在上下文允许的情况下，以上具体实施方式中使用单数或者复数的词语还可以分别包括复数或单数。词语“或者”参照两项或更多项的列表，该词语覆盖词语以下所有解释：列表中的任何项、列表中的所有项和列表中的项的任意组合。

另外，此处使用的条件性语言，诸如“能够”、“能”、“可能”、“可以/可”、“例”、“例如”、“诸如”等，除非具体相反声明，或者在所使用的上下文内被相反地理解，一般旨在传达特定实施方式包括特定特征、元件和/或状态，而其它实施方式不包括这些特定特征、元件和/或状态。因此，这种条件性语言一般并非旨在暗示一个或者更多个实施方式以任何方式要求特征、元件和/或状态，或者一个或者更多个实施方式必须包括用于决定(有或没有作者输入或提示)是否这些特征、元素和/或状态被包括在任何特定实施方式中或将要在任何特定实施方式中执行的逻辑。

本文提供的本发明的教导可以应用于其它系统，未必是以上描述的系统。以上描述的各实施方式的元素和动作可以被组合以提供进一步的实施方式。

尽管描述了本发明的特定实施方式，但是这些实施方式仅通过示例呈现，而不旨在限制本公开的范围。实际上，此处描述的新颖方法和系统可以以多种其它形式实现；此外，此处描述的方法和系统可以进行各种省略、替代和修改，而不背离本公开的实质。所附的权利要求和等同物旨在覆盖这种形式或者修改，因为将落入本公开的范围和实质。

Claims (17)

1.一种评估能源使用的方法，所述方法包括：

利用包括至少一个计算机处理器和计算机可读存储装置的计算机硬件至少一分钟一次接收具有安装的建筑物系统的设施的实际能源消耗的测量值；

利用所述计算机硬件接收与所述设施相关的环境条件的测量值；

利用所述计算机硬件获取所述设施的最小能源消耗，其中获取所述最小能源消耗包括下列中的至少一项：

至少部分基于所述安装的建筑物系统的理论效率限制获取所述设施的理论最小能源消耗；

至少部分基于与所述安装的建筑物系统的高能源效率等价物相关的规范获取所述设施的可实现最小能源消耗；以及

至少部分基于与所述安装的建筑物系统相关的规范获取所述设施的设计最小能源消耗；以及

将所述实际能源消耗的测量值与所述最小能源消耗进行比较以计算能源性能评估，其中所述最小能源消耗至少部分基于所述环境条件的测量值并且其中所述能源性能评估的度量至少部分基于所述实际能源消耗的测量值与所述理论最小能源消耗之间的比率、所述实际能源消耗的测量值与所述可实现最小能源消耗之间的比率，以及所述实际能源消耗的测量值与所述设计最小能源消耗之间的比率。

2.根据权利要求1所述的方法，其中接收所述环境条件的测量值包括至少每15分钟接收所述环境条件的测量值。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述能源性能评估包括至少每15分钟发生的所述实际能源消耗的测量值与所述最小能源消耗的比较。

4.一种动态评估能源效率的方法，所述方法包括：

利用包括至少一个计算机处理器和计算机可读存储装置的计算机硬件获取系统的最小能源消耗，所述系统包括安装的建筑物系统、子系统和组件，其中获取所述最小能源消耗包括下列中的至少一项：

至少部分基于所述安装的建筑物系统、子系统和组件的理论效率限制获取所述系统的理论最小能源消耗；

至少部分基于与所述安装的建筑物系统、子系统和组件的高能源效率等价物相关的规范获取所述系统的可实现最小能源消耗；以及

至少部分基于与所述安装的建筑物系统、子系统和组件相关的规范获取所述系统的设计最小能源消耗；

接收所述安装的建筑物系统、子系统和组件的实际能源消耗的测量值；以及

利用所述计算机硬件比较所述最小能源消耗与所述实际能源消耗的测量值以计算能源性能评估，所述能源性能评估基于所述系统的理论能源效率、可实现能源效率和设计能源效率，其中比较所述最小能源消耗与所述实际能源消耗的测量值包括：

至少一分钟一次将所述理论最小能源消耗与所述实际能源消耗的测量值进行比较以确定所述理论能源效率；

至少一分钟一次将所述可实现最小能源消耗与所述实际能源消耗的测量值进行比较以确定所述可实现能源效率；以及

至少一分钟一次将所述设计最小能源消耗与所述实际能源消耗的测量值进行比较以确定所述设计能源效率。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述系统包括建筑物围护结构，并且所述安装的建筑物系统、子系统和组件在所述建筑物围护结构内，并且获取所述最小能源消耗至少部分基于与所述建筑物围护结构相关的累积负载。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述组件包括HVAC系统、光照系统、至少一个插头负载、数据中心系统，以及水加热系统中的至少一个。

7.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括使用安装的建筑物系统的模型库来确定所述设计最小能源消耗。

8.根据权利要求4所述的方法，其中所述系统包括建筑物。

9.根据权利要求4所述的方法，其中所述系统包括建筑物内的区域。

10.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括至少部分基于所述系统的能源性能来计算分数，所述分数是所述理论能源效率、所述可实现能源效率和所述设计能源效率的加权平均值。

11.一种动态评估能源使用的方法，所述方法包括：

利用包括至少一个计算机处理器和计算机可读存储装置的计算机硬件获取具有安装的建筑物系统的建筑物的最小能源消耗和负载分布，其中获取所述最小能源消耗包括下列中的至少一项：

至少部分基于具有所述负载分布的所述建筑物的所述安装的建筑物系统的理论效率限制获取所述系统的理论最小能源消耗；

至少部分基于与具有所述负载分布的所述建筑物的所述安装的建筑物系统的高能源效率等价物相关的规范获取所述系统的可实现最小能源消耗；以及

至少部分基于与具有所述负载分布的所述建筑物的所述安装的建筑物系统相关的规范获取所述系统的设计最小能源消耗；

计算反映具有所述负载分布的所述建筑物的能源性能的分数，其中反映具有所述负载分布的所述建筑物的所述能源性能的所述分数包括所述理论最小能源消耗、所述可实现最小能源消耗和所述设计最小能源消耗的加权平均值；

在针对所述建筑物安装至少一种能源改进措施之后，利用所述计算机硬件接收实际能源消耗的测量值；

至少部分基于在安装所述至少一种能源改进措施之后所接收的测量值，利用所述计算机硬件来建立具有所述负载分布的所述建筑物的能源使用；以及

利用所述计算机硬件确定所述至少一种能源改进措施的影响。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述安装的建筑物系统包括HVAC系统、光照系统、至少一个插头负载、数据中心系统，以及水加热系统中的至少一种。

13.根据权利要求11所述的方法，其中安装所述至少一种能源改进措施包括安装可再生能源系统、改进设备、调试、负载转移、负载削减，以及安装能源存储中的至少一种。

14.根据权利要求11所述的方法，进一步包括通过确定收益计算、动机的支付、真实性能的评估，以及在碳贸易中使用的碳抵消中的至少一种来量化所述至少一种能源改进措施的有效性。

15.一种动态地评估系统的能源使用的装置，所述装置包括：

包含至少一个计算机处理器和计算机可读存储装置的计算机硬件，所述计算机可读存储装置包含计算机可读指令，当所述计算机可读指令被所述计算机处理器执行时，使得所述计算机硬件执行由所述计算机可执行指令限定的操作，所述操作包括：

获取系统的最小能源消耗，所述系统包括安装的建筑物系统、子系统和组件；

接收所述安装的建筑物系统、子系统和组件的实际能源消耗的测量值；以及

比较所述最小能源消耗与所述实际能源消耗的测量值，以计算能源性能评估，其中比较所述最小能源消耗与所述实际能源消耗的测量值包括下列中的至少一项：

至少一分钟一次将理论最小能源消耗与所述实际能源消耗的测量值进行比较以确定理论能源效率，所述理论最小能源消耗至少部分基于所述安装的建筑物系统、子系统和组件的理论性能限制；

至少一分钟一次将可实现最小能源消耗与所述实际能源消耗的测量值进行比较以确定可实现能源效率，所述可实现最小能源消耗至少部分基于所述安装的建筑物系统、子系统和组件的高能源有效等价物的规范；以及

至少一分钟一次将设计最小能源消耗与所述实际能源消耗的测量值进行比较以确定设计能源效率，所述设计最小能源消耗至少部分基于所述安装的建筑物系统、子系统和组件的规范。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述系统包括建筑物、建筑物围护结构、至少一个建筑物系统、能源子系统、建筑物内的区域以及数据中心中的至少一种。

17.根据权利要求15所述的装置，其中所述能源性能评估进一步包括燃气能源碳足迹、电能碳足迹、所浪费能源的估计、能源评级、能源效率以及功率指数中的至少一种。