鲸品堂|数智析碳,节能降碳

科技   2024-11-18 17:01   江苏  

中国碳排放的首要来源是能源活动,而我国工业能源消费量占全社会能源消费总量的65%左右,同时工业过程又是中国碳排放的次要来源。到2050年,能效提升将是实现二氧化碳大规模减排的最主要途径,有数据表明其贡献约为37%,是实现碳减排最重要、最经济、最直接的路径。


提升工业用能效率与减排工作,有助于从源头减少整体二氧化碳排放,是降低工业领域碳排放、实现碳达峰碳中和目标的重要途径。


节能降碳路漫漫,从何入手是关键


在算法节能降碳的路上,我们接触了形形色色的客户,他们有着不同的需求和期望;我们也研究过无数的同行解决方案,这些方案从不同方向入手,是市场需求之下的智慧结晶。而我们从空调节能算法开始,知道算法节能是一条行之有效的道路,然而,我们更清楚地认识到,要达成双碳目标,仅依靠节能算法确实存在一些不可忽视的弊端。


效果受外部因素制约。不同使用环境、设备状况以及用户行为习惯会影响节能算法效果。例如老旧建筑中空调系统性能不佳、用户频繁开关空调等都会降低算法实际效果。



缺乏整体性和综合性。只能针对特定设备优化,如仅对空调。然而复杂能源消耗场景涉及多种设备协同运行,能耗数据错综复杂,客户无法清晰掌握各类能源使用情况,也限制了节能的空间。


鉴于节能算法所存在的诸多弊端,我们做出以下几个方面的调整:


主动出击:摒弃被动等待制冷设备、产能设备以及空间的运行和用电数据的方式,主动获取、并根据实际需求对数据进行处理。



精准分析:在成功获取数据之后,更进一步主动作为,对异常能耗数据以及异常设备运行数据展开深入分析,全力挖掘能耗过高与设备能效低下的根源所在。



AI节能:进一步对节能算法进行提升,利用MPC+强化学习算法,通过设备级精细化建模和每秒数十万次全局寻优,寻求最优设备运行参数,以达到节能减排的目的。



科学管理:通过对设备运行数据、能耗数据、节能效果数据的清晰呈现,助力企业清晰掌握能耗使用情况;通过对用能配额计划的制定和使用进度的严格管控,辅助企业实现对能耗使用的精准把控。


算懂降管齐发力,数字双碳展新姿


紧抓双碳工作的数字化能力建设,建设双碳运营管理平台,采取1234行动,紧抓双碳工作的数字化能力建设围绕“算碳”、“懂碳”、“降碳”、“管碳”,提升双碳工作的数字化、智慧化水平,为双碳工作赋能,提升节能减排降碳管理效率,助力碳达峰碳中和目标实现。



围绕双碳目标,平台核心建设目标包括:



算碳:算得准


从空间、设备到客户,实现多级能耗的精细化、精准计算,能够帮助客户看大局,掌重点。



汇聚企业能耗数据,以机房/用电空间为基准能耗节点,向上按照空间维度汇聚,支持不同时间粒度,不同用电类型的统计。



根据企业的用能情况,实现分类、分区域、分时段能耗分析。每类能耗按日、月、年累计、排序、分析,实现多维度、多时间粒度的能耗精细化分析。


同时,汇聚企业能耗数据,以最小粒度用电空间为基准能耗节点,向上按照空间进行汇聚,向下按照客户用能支路分析,实现不同空间维度的能耗分析,可精细到客户级能耗,便于按照客户维度进行能耗管控。



懂碳:懂得深


采用算法+规则的方式,分析能耗异常产生前后时间段的机房数据、主设备数据、制冷数据等相关指标特征,分析出和异常能耗强关联的指标特征,输出能耗异常原因及权重。



根据历史数据建立动态基准,将预测数据、动态基准与实时数据比较分析,识别异常能耗点。对高能耗进行诊断分析,识别出影响高能耗的各种原因的权重,包括能耗设备诊断分析,针对水冷机组问题等,通过设备运行数据,深入挖掘设备深层原因,如低效设备问题,针对每种原因输出能耗整改和处置方案。


通过不同构成的能耗指标异常数据,结合空间内PUE、制冷设备的COP,单位面积内的冷量功率、设备运行状态和关键运行参数等10+类型的数据,推导出设备问题。并在能源异常整改任务中同步给出设备诊断结果和整改建议。



降碳:降得多


基于机房实时动力环境数据的感知、洞察和分析,深度结合机房、空调等理论知识和业务经验。在此基础上,借助于MPC+强化学习算法,实现设备级精准建模。计算对比满足同一个负荷下数万种控制参数组合的系统能耗,算法自动全局寻优,逼近系统节能极限,实现节能5%-30%。


 


除了在软件层面发力之外,同步从硬件方面着手进行优化。在原有低效电机的基础上开展永磁化再制造工作。经过新改造后的电机,其运行电流下降了 10%,达到国家一级能效标准,节电量也随之显著提升。与此同时,电机的运行温度得以降低,线路损耗和变压器损耗也相应减少,进而对设备起到了良好的保护作用。而从经济效益上讲,改造成本仅为新购成本的二分之一,甚至更低。




管碳:管得住


以用能配额计划和使用进度为主线,通过用能、降能整改工单跟踪管控,对企业用能配额和能耗使用进行严管控。通过获取企业能耗/碳排放总量,根据设备、业务负载等科学计算,从上至下按照地市、区县、局站层层分配,并对各层级配额使用进度进行监控。


针对机房总能耗出现异常的情况,包括主设备能耗异常以及制冷能耗异常等各类问题,通过生成问题工单的方式进行有效的串联。借助问题工单,将这些异常能耗的问题逐一梳理,形成一个完整的问题处理链条。从问题的发现、分析到制定解决方案,再到实施整改措施以及后续的效果评估,确保每一个环节都得到妥善处理。从而进一步降低机房总体碳排,提升碳效。


浩鲸科技实战



企业双碳数字化管理系统


双碳数字化管理系统通过整合底层数据、建立专题模型,以完善三责为目标,实现能力分析、问题管理和应用场景形成,实现数据准确性提升、能耗优化、设备资源最大化利用、问题闭环和快速响应,提升整体运营效率和可持续发展能力。




冷水系统及设备AI节能


基于水冷空调运行数据、环境监测数据、调控限制条件等,采用MPC算法和全局寻优算法技术,构建安全、智能、高效的公辅设备节能优化体系,实现企业节能端到端、闭环的解决方案。


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