Systema Ubiquitatis Energiarum pro Civitatibus Sapientibus et Atriis Integratis

1. Overview et Positionnement Central​
Le positionnement central de ce système est : une plateforme complète pour la gestion collaborative et l'optimisation de multiples flux d'énergie, y compris l'eau, l'électricité, le gaz et la chaleur. Il va au-delà de la surveillance traditionnelle de l'énergie en brisant les silos de données énergétiques. Par l'intégration, l'analyse, l'optimisation et la prédiction, il sert de "cerveau énergétique" qui fournit une visibilité panoramique, une prise de décision intelligente et une valeur profonde pour divers consommateurs d'énergie tels que les parcs et les villes. En fin de compte, il vise à atteindre une utilisation globale de l'énergie sûre, économique, efficace et verte.

​2. Architecture Technique Centrale​
Pour assurer l'ouverture, l'évolutivité et la préparation à l'avenir, le système adopte la structure technique avancée suivante :

• ​Architecture de Plateforme Intermédiaire IoT: Une plateforme intermédiaire IoT native du cloud sert de fondation, offrant des capacités robustes de gestion des appareils, d'adaptation des protocoles et de gouvernance des données. Elle prend en charge diverses normes industrielles et protocoles IoT tels que Modbus, OPC UA, DLMS, BACnet et MQTT, permettant une intégration sans couture avec une large gamme d'appareils terminaux - des compteurs intelligents (électricité, eau, gaz, chaleur) aux onduleurs PV, aux convertisseurs de stockage d'énergie (PCS) et aux systèmes HVAC - pour réaliser la collecte et l'agrégation unifiées de données énergétiques hétérogènes massives.
• ​Moteur de Jumeau Numérique: Un modèle de jumeau numérique haute fidélité du système énergétique est construit à l'aide de données en temps réel et historiques. Ce modèle sert de miroir virtuel d'entités physiques (par exemple, réseaux de distribution, tableaux photovoltaïques, systèmes de stockage d'énergie, pipelines d'approvisionnement en eau), reflétant l'état opérationnel de l'ensemble du système énergétique en temps réel. Il fournit un bac à sable numérique de haute précision pour la simulation, la prédiction de pannes, la planification optimisée et la maintenance prédictive.
• ​Plateforme d'Analyse Big Data et IA: L'intégration du traitement de big data et des algorithmes d'IA permet une analyse approfondie et intelligente des données de flux multi-énergie, soutenant des applications avancées telles que la prévision de la charge, l'analyse de l'efficacité énergétique, le diagnostic de panne et la génération de stratégies d'optimisation.

​3. Fonctions Centrales​
​3.1 Optimisation Complémentaire Multi-Énergie​

• ​Fonction de Prévision: Des algorithmes d'IA intégrés, combinés avec des données météorologiques, permettent une prévision de court terme et ultra-court terme de haute précision de la production d'énergie photovoltaïque, ainsi que des prédictions précises de la demande de charge de refroidissement, de chauffage et d'électricité régionale.
• ​Planification Optimisée: Avec des objectifs tels que la minimisation des coûts énergétiques, la réduction des émissions de carbone ou la maximisation de l'efficacité énergétique, le système formule automatiquement des stratégies optimales pour la charge/décharge des systèmes de stockage d'énergie, l'exploitation des unités de cogénération de froid, de chaleur et de puissance (CCHP) et la planification des systèmes de stockage de glace en tenant compte de la prévision de la production PV, des prix de l'électricité en temps réel et de la demande de charge. Cela assure une complémentarité coordonnée et une utilisation efficace de l'énergie éolienne, solaire, de stockage et de réseau.

​3.2 Analyse de Topologie Énergétique​

• ​Visualisation Panoramique: Affiche le chemin complet du flux d'énergie de l'entrée d'énergie jusqu'à la charge finale sous forme de diagrammes monolignes et de diagrammes de flux d'énergie, présentant visuellement le flux, le volume et l'état en temps réel de l'électricité, de l'eau, du gaz et de la chaleur.
• ​Localisation des Pertes: Identifie précisément les points de perte d'énergie et la consommation anormale lors de la transmission, de la conversion et de la distribution par le biais de calculs de modèles et de comparaisons de big data. Il quantifie les valeurs de perte, fournissant un support de données direct pour les améliorations d'économie d'énergie et l'optimisation opérationnelle.

​3.3 Système de Facturation et de Contrôle Intelligent​

• ​Sous-comptage et Génération de Factures: Effectue automatiquement le sous-comptage de la consommation d'énergie par zone, département, équipe ou appareil sur la base de la collecte de données précises. Il génère des factures d'allocation de coûts énergétiques conformes aux exigences financières en un clic, permettant une gestion raffinée des coûts énergétiques.
• ​Subventions d'Efficiences et Comptabilité Carbone: Génère automatiquement des rapports d'audit énergétique et des rapports d'évaluation de l'efficacité énergétique conformes aux exigences gouvernementales, ainsi que des documents de demande de subventions liées aux bâtiments verts, à l'économie d'énergie et aux projets de réduction des émissions. Le système calcule également automatiquement les données d'émissions de carbone, jetant les bases du commerce de carbone et de la gestion des actifs carbone.

​4. Scénarios d'Application Typiques​
​4.1 Stations d'Énergie Intégrées au Niveau du Parc​
Adéquat pour les centres énergétiques régionaux dans les parcs industriels, les complexes commerciaux, les campus universitaires, les aéroports et les gares. Il permet une surveillance unifiée et une optimisation collaborative des systèmes PV sur site, du stockage d'énergie, des micro-turbines à gaz, des bornes de recharge et des sources de refroidissement/chauffage HVAC, réduisant considérablement les coûts énergétiques globaux tout en améliorant l'autonomie énergétique et la fiabilité de l'approvisionnement en électricité.

​4.2 Cerveau Énergétique de la Ville Intelligente​
En tant que centre d'exploitation énergétique de niveau ville, il intègre horizontalement les données énergétiques des services municipaux, des bâtiments, des transports et d'autres secteurs pour surveiller de manière macroscopique la consommation énergétique globale et les tendances d'émissions de carbone de la ville. Grâce à la simulation et à l'optimisation des réseaux de flux multi-énergie de niveau ville, il fournit un appui scientifique à la prise de décision pour les gouvernements dans l'élaboration de politiques énergétiques, la planification d'installations énergétiques et la mobilisation de ressources d'urgence, contribuant à la réalisation des villes intelligentes et des objectifs de "Double Carbone".