Sistema de Gestión Energética Ubicua para Ciudades Inteligentes y Parques Integrados

1. Visión general y posicionamiento central​
El posicionamiento central de este sistema es: una plataforma integral para la gestión colaborativa y optimización de múltiples flujos de energía, incluyendo agua, electricidad, gas y calor. Va más allá de la supervisión de energía tradicional al romper los silos de datos de energía. A través de la integración, análisis, optimización y predicción, actúa como un "cerebro energético" que proporciona visibilidad panorámica, toma de decisiones inteligente y valor profundo para diversos consumidores de energía, como parques y ciudades. El objetivo final es lograr un uso integral de energía seguro, económico, eficiente y ecológico.

​2. Arquitectura técnica central​
Para garantizar la apertura, escalabilidad y preparación para el futuro, el sistema adopta la siguiente arquitectura técnica avanzada:

• ​Arquitectura de plataforma intermedia IoT: Una plataforma intermedia IoT nativa en la nube sirve como base, ofreciendo sólidas capacidades de gestión de dispositivos, adaptación de protocolos y gobernanza de datos. Soporta varios estándares industriales y protocolos IoT como Modbus, OPC UA, DLMS, BACnet y MQTT, permitiendo la integración sin problemas con una amplia gama de dispositivos terminales, desde contadores inteligentes (electricidad, agua, gas, calor) hasta inversores fotovoltaicos, convertidores de almacenamiento de energía (PCS) y sistemas HVAC, para lograr la recolección y agregación unificada de masivos datos de energía heterogéneos.
• ​Motor de gemelo digital: Se construye un modelo de gemelo digital de alta fidelidad del sistema de energía utilizando datos en tiempo real e históricos. Este modelo actúa como un espejo virtual de entidades físicas (por ejemplo, redes de distribución, matrices fotovoltaicas, sistemas de almacenamiento de energía, tuberías de suministro de agua), reflejando el estado operativo de todo el sistema de energía en tiempo real. Proporciona un sandbox digital de alta precisión para simulación, predicción de fallos, programación optimizada y mantenimiento predictivo.
• ​Plataforma de análisis de big data y AI: La integración de procesamiento de big data y algoritmos de IA permite la minería profunda y el análisis inteligente de datos de flujo multienergético, respaldando aplicaciones avanzadas como pronóstico de carga, análisis de eficiencia energética, diagnóstico de fallas y generación de estrategias de optimización.

​3. Funciones centrales​
​3.1 Optimización complementaria de multienergía​

• ​Función de pronóstico: Algoritmos de IA incorporados, combinados con datos meteorológicos, permiten pronósticos de alta precisión a corto y ultra-corto plazo de la producción de energía fotovoltaica, así como predicciones precisas de la demanda de carga de refrigeración, calefacción y electricidad regional.
• ​Programación optimizada: Con objetivos como minimizar costos de energía, reducir emisiones de carbono o maximizar la eficiencia energética, el sistema formula automáticamente estrategias óptimas para la carga/descarga de sistemas de almacenamiento de energía, operación de unidades de calefacción, refrigeración y electricidad (CCHP) y programación de sistemas de almacenamiento de hielo, considerando la previsión de salida fotovoltaica, precios de electricidad en tiempo real y demanda de carga. Esto asegura la complementariedad coordinada y la utilización eficiente de viento, solar, almacenamiento y energía de la red.

​3.2 Análisis de topología energética​

• ​Visualización panorámica: Muestra la ruta completa del flujo de energía desde la entrada de energía hasta las cargas finales en forma de diagramas de línea única y diagramas de flujo de energía, presentando visualmente el flujo, volumen y estado en tiempo real de electricidad, agua, gas y calor.
• ​Localización de pérdidas: Identifica con precisión los puntos de pérdida de energía y el consumo anormal durante la transmisión, conversión y distribución a través de cálculos de modelos y comparaciones de big data. Cuantifica los valores de pérdida, proporcionando soporte de datos directo para mejoras de ahorro de energía y optimización operativa.

​3.3 Sistema de facturación y control inteligente​

• ​Submedición y generación de facturas: Realiza automáticamente la submedición del consumo de energía por área, departamento, equipo o dispositivo basado en la recopilación de datos precisa. Genera facturas de asignación de costos de energía que cumplen con los requisitos financieros con un solo clic, permitiendo la gestión refinada de costos de energía.
• ​Subsidios de eficiencia y contabilidad de carbono: Genera automáticamente informes de auditoría de energía e informes de evaluación de eficiencia energética conforme a los requisitos gubernamentales, así como materiales de solicitud para subsidios relacionados con edificios verdes, conservación de energía y proyectos de reducción de emisiones. El sistema también calcula automáticamente los datos de emisiones de carbono, sentando las bases para el comercio de carbono y la gestión de activos de carbono.

​4. Escenarios de aplicación típicos​
​4.1 Estaciones de energía integradas a nivel de parque​
Adecuadas para centros de energía regionales en parques industriales, complejos comerciales, campus universitarios, aeropuertos y estaciones de tren. Permite la monitorización unificada y la optimización colaborativa de sistemas fotovoltaicos en el sitio, almacenamiento de energía, microturbinas, pilas de carga y fuentes de calefacción/refrigeración HVAC, reduciendo significativamente los costos integrales de energía mientras se mejora la autosuficiencia energética y la confiabilidad del suministro de energía.

​4.2 Cerebro energético de ciudad inteligente​
Como un "centro de operaciones de energía" a nivel de ciudad, integra horizontalmente los datos de energía de servicios municipales, edificios, transporte y otros sectores para monitorear macroscópicamente el consumo de energía total y las tendencias de emisiones de carbono de la ciudad. A través de la simulación y optimización de redes de flujo multienergético a nivel de ciudad, proporciona soporte para la toma de decisiones científicas para los gobiernos en la formulación de políticas energéticas, planificación de instalaciones de energía y despacho de recursos de emergencia, contribuyendo a la realización de ciudades inteligentes y los objetivos de "Doble Carbono".