سیستم گسترده مدیریت انرژی برای شهرهای هوشمند و پارک های یکپارچه

1. مروری بر سیستم و موقعیت کلیدی آن​
موقعیت کلیدی این سیستم عبارت است از: یک پلتفرم جامع برای مدیریت همکارانه و بهینه‌سازی چندین جریان انرژی، از جمله آب، برق، گاز و گرمایش. این سیستم با شکستن دیوارهای داده‌های انرژی، فراتر از نظارت معمولی بر توان الکتریکی رفته است. از طریق یکپارچه‌سازی، تحلیل، بهینه‌سازی و پیش‌بینی، به عنوان یک "مغز انرژی" عمل می‌کند که دید کلی، تصمیم‌گیری هوشمند و ارزش عمیق برای مصرف‌کنندگان مختلف انرژی مانند پارک‌ها و شهرها فراهم می‌کند. در نهایت، هدف آن ایجاد استفاده از انرژی جامعیتی ایمن، اقتصادی، کارآمد و سبز است.

​2. معماری فنی کلیدی​
برای اطمینان از بازیافت، قابلیت گسترش و آمادگی برای آینده، سیستم از معماری فنی پیشرفته زیر استفاده می‌کند:

• ​معماری پلتفرم IoT میانی: یک پلتفرم IoT میانی مبتنی بر ابر به عنوان پایه عمل می‌کند، که قابلیت‌های قوی مدیریت دستگاه، تطبیق پروتکل و حکمرانی داده را ارائه می‌دهد. این پلتفرم پشتیبانی از استانداردهای صنعتی مختلف و پروتکل‌های IoT مانند Modbus، OPC UA، DLMS، BACnet و MQTT را ارائه می‌دهد و امکان یکپارچه‌سازی سلسه‌مرحلي با دستگاه‌های پایانی متنوع را فراهم می‌کند - از میان‌سنج‌های هوشمند (برای برق، آب، گاز، گرمایش) تا وارون‌کننده‌های PV، تبدیل‌کننده‌های ذخیره‌سازی انرژی (PCS) و سیستم‌های HVAC - برای جمع‌آوری و تجمیع یکپارچه داده‌های انرژی هتروژن بزرگ.
• ​موتور دیجیتال توئین: یک مدل دیجیتال توئین با دقت بالا از سیستم انرژی با استفاده از داده‌های زنده و تاریخی ساخته می‌شود. این مدل به عنوان آینه مجازی موجودات فیزیکی (مانند شبکه‌های توزیع، آرایه‌های PV، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی، خطوط تأمین آب) عمل می‌کند و وضعیت عملیاتی کل سیستم انرژی را در زمان حقیقی منعکس می‌کند. این مدل یک باکس دیجیتال با دقت بالا برای شبیه‌سازی، پیش‌بینی خرابی، زمان‌بندی بهینه و نگهداری پیش‌بینی شده ارائه می‌دهد.
• ​پلتفرم تحلیل داده‌های بزرگ و AI: یکپارچه‌سازی پردازش داده‌های بزرگ و الگوریتم‌های AI امکان استخراج عمیق و تحلیل هوشمندانه داده‌های جریان چند انرژی را فراهم می‌کند، که پشتیبانی از برنامه‌های پیشرفته مانند پیش‌بینی بار، تحلیل کارایی انرژی، تشخیص خرابی و تولید استراتژی‌های بهینه‌سازی را ارائه می‌دهد.

​3. عملکردهای کلیدی​
​3.1 بهینه‌سازی مکمل چند انرژی​

• ​عملکرد پیش‌بینی: الگوریتم‌های داخلی AI، در ترکیب با داده‌های هواشناسی، امکان پیش‌بینی کوتاه‌مدت و فوق کوتاه‌مدت با دقت بالا از تولید برق PV و همچنین پیش‌بینی دقیق تقاضای بار خنک‌سازی، گرمایش و برق منطقه‌ای را فراهم می‌کند.
• ​زمان‌بندی بهینه: با اهدافی مانند کاهش هزینه‌های انرژی، کاهش انتشار کربن یا بهبود کارایی انرژی، سیستم به طور خودکار استراتژی‌های بهینه برای شارژ/دیشارژ سیستم ذخیره‌سازی انرژی، عملیات واحد CCHP (تولید ترکیبی خنک‌سازی، گرمایش و برق) و زمان‌بندی سیستم ذخیره‌سازی یخ را با در نظر گرفتن پیش‌بینی تولید PV، قیمت‌های برق در زمان حقیقی و تقاضای بار تعیین می‌کند. این امر تضمین می‌کند که تکمیل و استفاده کارآمد از باد، خورشید، ذخیره‌سازی و توان شبکه هماهنگ باشد.

​3.2 تحلیل توپولوژی انرژی​

• ​بازنمایی پانوراما: مسیر کامل جریان انرژی از ورود انرژی تا بارهای پایانی را به صورت نمودارهای خط یکپارچه و نمودارهای جریان انرژی نمایش می‌دهد و جریان، حجم و وضعیت برق، آب، گاز و گرمایش را به صورت زنده نمایش می‌دهد.
• ​تعیین محل ضیاع: با استفاده از محاسبات مدل و مقایسه‌های داده‌های بزرگ، نقاط ضیاع انرژی و مصرف غیرعادی را در طول انتقال، تبدیل و توزیع با دقت شناسایی می‌کند. این مقدار ضیاع را کمی می‌کند و داده‌های مستقیم برای بهبود‌های صرفه‌جویی در انرژی و بهینه‌سازی عملیاتی فراهم می‌کند.

​3.3 سیستم پرداخت هوشمند و کنترل​

• ​پرداخت فرعی و تولید قبض: به طور خودکار مصرف انرژی را بر اساس منطقه، بخش، تیم یا دستگاه با استفاده از جمع‌آوری داده‌های دقیق انجام می‌دهد. با یک کلیک، قبض‌های تخصیص هزینه انرژی را که با نیازهای مالی سازگار هستند، تولید می‌کند و مدیریت دقیق هزینه‌های انرژی را فراهم می‌کند.
• ​پاداش کارایی و حسابداری کربن: به طور خودکار گزارش‌های اجرایی انرژی و گزارش‌های ارزیابی کارایی انرژی مطابق با نیازهای دولتی را تولید می‌کند، همچنین مواد مورد نیاز برای دریافت پاداش‌های مربوط به ساختمان‌های سبز، صرفه‌جویی در انرژی و پروژه‌های کاهش انتشار را تولید می‌کند. سیستم همچنین داده‌های انتشار کربن را به طور خودکار محاسبه می‌کند و پایه‌ای برای معاملات کربن و مدیریت دارایی‌های کربنی فراهم می‌کند.

​4. سناریوهای کاربردی معمول​
​4.1 ایستگاه‌های انرژی یکپارچه سطح پارک​
مناسب برای مراکز انرژی منطقه‌ای در پارک‌های صنعتی، مجتمع‌های تجاری، دانشگاه‌ها، فرودگاه‌ها و ایستگاه‌های قطار. این سیستم نظارت یکپارچه و بهینه‌سازی همکارانه روی سیستم‌های PV محلی، ذخیره‌سازی انرژی، توربین‌های گازی کوچک، پایانه‌های شارژ و منابع خنک‌سازی/گرمایش HVAC را ممکن می‌سازد و به طور قابل توجهی هزینه‌های انرژی جامعیتی را کاهش می‌دهد در حالی که خودکفایی انرژی و قابلیت اطمینان تأمین برق را بهبود می‌بخشد.

​4.2 مغز انرژی شهر هوشمند​
به عنوان یک "مرکز عملیاتی انرژی" در سطح شهر، این سیستم داده‌های انرژی از خدمات شهری، ساختمان‌ها، حمل و نقل و سایر بخش‌ها را به صورت افقی یکپارچه می‌کند تا مصرف کلی انرژی و روند انتشار کربن شهر را در مقیاس ماکرو نظارت کند. از طریق شبیه‌سازی و بهینه‌سازی شبکه‌های چند انرژی در سطح شهر، پشتیبانی علمی برای دولت در تدوین سیاست‌های انرژی، برنامه‌ریزی تسهیلات انرژی و تخصیص منابع اضطراری ارائه می‌دهد و به تحقق شهرهای هوشمند و اهداف "دوگانه کربن" کمک می‌کند.