Sistema di gestione energetica ubiquo per città intelligenti e parchi integrati
1. Panoramica e posizionamento di base
Il posizionamento di base di questo sistema è: una piattaforma complessiva per la gestione collaborativa e l'ottimizzazione di più flussi energetici, tra cui acqua, elettricità, gas e calore. Va oltre il monitoraggio tradizionale dell'energia rompendo i silos dei dati energetici. Attraverso l'integrazione, l'analisi, l'ottimizzazione e la previsione, funge da "cervello energetico" che fornisce visibilità panoramica, decisioni intelligenti e valore profondo per vari consumatori di energia come parchi e città. L'obiettivo finale è raggiungere un utilizzo complessivo dell'energia sicuro, economico, efficiente e sostenibile.
2. Architettura tecnica di base
Per garantire apertura, scalabilità e prontezza futura, il sistema adotta la seguente architettura tecnica avanzata:
- Architettura della piattaforma IoT intermedia: Una piattaforma IoT intermedia nativa del cloud serve come fondamento, offrendo solide capacità di gestione dei dispositivi, adattamento dei protocolli e governance dei dati. Supporta vari standard industriali e protocolli IoT come Modbus, OPC UA, DLMS, BACnet e MQTT, consentendo l'integrazione senza soluzione di continuità con una vasta gamma di dispositivi terminali - dai contatori intelligenti (elettricità, acqua, gas, calore) agli inversori fotovoltaici, ai convertitori di accumulazione di energia (PCS) e ai sistemi HVAC - per realizzare la raccolta e l'aggregazione unificate di massicci dati energetici eterogenei.
- Motore di gemelli digitali: Un modello di gemello digitale ad alta fedeltà del sistema energetico viene costruito utilizzando dati in tempo reale e storici. Questo modello funge da specchio virtuale di entità fisiche (ad esempio, reti di distribuzione, array fotovoltaici, sistemi di accumulazione di energia, condotte di approvvigionamento idrico), riflettendo lo stato operativo di tutto il sistema energetico in tempo reale. Fornisce un sandbox digitale ad alta precisione per simulazioni, previsioni di guasti, pianificazione ottimizzata e manutenzione predittiva.
- Piattaforma di analisi Big Data e AI: L'integrazione di processi Big Data e algoritmi AI consente la miniera profonda e l'analisi intelligente dei dati di flusso multi-energetico, supportando applicazioni avanzate come la previsione del carico, l'analisi dell'efficienza energetica, la diagnosi dei guasti e la generazione di strategie di ottimizzazione.
3. Funzioni di base
3.1 Ottimizzazione complementare multi-energetica
- Funzione di previsione: Algoritmi AI integrati, combinati con dati meteorologici, consentono previsioni a breve e ultrabreve termine ad alta precisione della produzione di energia fotovoltaica, nonché previsioni accurate della domanda di raffreddamento, riscaldamento ed elettricità regionale.
- Pianificazione ottimizzata: Con obiettivi come la riduzione dei costi energetici, la riduzione delle emissioni di carbonio o la massimizzazione dell'efficienza energetica, il sistema formula automaticamente strategie ottimali per la carica/scarica dei sistemi di accumulazione di energia, l'operatività delle unità di cogenerazione di freddo, calore e potenza (CCHP) e la pianificazione dei sistemi di accumulazione di ghiaccio, considerando la previsione della produzione fotovoltaica, i prezzi dell'elettricità in tempo reale e la domanda di carico. Ciò garantisce la complementarietà coordinata e l'utilizzo efficiente di vento, sole, accumulazione e rete elettrica.
3.2 Analisi della topologia energetica
- Visualizzazione panoramica: Visualizza il percorso completo del flusso energetico dall'ingresso dell'energia ai carichi finali sotto forma di diagrammi a linea singola e diagrammi di flusso energetico, presentando visivamente il flusso, il volume e lo stato in tempo reale dell'elettricità, acqua, gas e calore.
- Localizzazione delle perdite: Identifica con precisione i punti di perdita energetica e il consumo anomalo durante la trasmissione, la conversione e la distribuzione attraverso calcoli del modello e confronti con big data. Quantifica i valori di perdita, fornendo supporto diretto con dati per miglioramenti risparmio energetico e ottimizzazione operativa.
3.3 Sistema di fatturazione e controllo intelligente
- Suddivisione e generazione delle fatture: Esegue automaticamente la suddivisione del consumo energetico per area, dipartimento, squadra o dispositivo sulla base della raccolta precisa dei dati. Genera con un clic fatture di allocazione dei costi energetici conformi ai requisiti finanziari, consentendo una gestione raffinata dei costi energetici.
- Sussidi all'efficienza e bilancio del carbonio: Genera automaticamente rapporti di audit energetico e rapporti di valutazione dell'efficienza energetica conformi ai requisiti governativi, nonché materiali di richiesta per sussidi relativi a edifici verdi, progetti di risparmio energetico e riduzione delle emissioni. Il sistema calcola inoltre automaticamente i dati sulle emissioni di carbonio, ponendo le basi per il commercio di carbonio e la gestione degli asset di carbonio.
4. Scenari di applicazione tipici
4.1 Stazioni energetiche integrate a livello di parco
Adatte per centri energetici regionali in parchi industriali, complessi commerciali, campus universitari, aeroporti e stazioni ferroviarie. Permettono il monitoraggio unificato e l'ottimizzazione collaborativa di sistemi fotovoltaici in loco, sistemi di accumulazione, micro-turbine a gas, colonnine di ricarica e fonti di raffreddamento/riscaldamento HVAC, riducendo significativamente i costi complessivi dell'energia e migliorando l'autosufficienza energetica e l'affidabilità dell'approvvigionamento elettrico.
4.2 Cervello energetico della città intelligente
Come "centro operativo dell'energia" a livello di città, integra orizzontalmente i dati energetici dai servizi comunali, gli edifici, il trasporto e altri settori per monitorare macroscopicamente il consumo energetico complessivo e le tendenze di emissione di carbonio della città. Attraverso la simulazione e l'ottimizzazione delle reti multi-energetiche a livello di città, fornisce supporto scientifico alle decisioni per i governi nella formulazione di politiche energetiche, nella pianificazione di infrastrutture energetiche e nella disposizione di risorse di emergenza, contribuendo alla realizzazione di città intelligenti e agli obiettivi "Dual Carbon".
