隨著云服務技術的發展,建筑能源系統的無人值守智能控制運維平臺還可以利用云上技術、數字孿生技術等進一步提高智能化程度。采用云邊協同、統一運營的方式,云側提供強大的算例和豐富的算法,支撐邊側系統實時控制。通過工單系統對設備集中管理,實現跨區域、跨專業的統一運營,逐步實現建筑、園區、城市等不同規模的多系統智慧控制運維,也正是在這一發展思路指引下,提出關于建筑能效云的概念和運維服務模式。
“建筑能效云解決方案”是在建筑和園區行業數字化轉型中,將ICT技術與行業核心業務相融合的創新實踐?!敖ㄖ苄г平鉀Q方案”通過平臺和應用的邊云協同部署,實現建筑和園區的統一運營;通過融合設施管理的專家經驗完成故障定界與診斷,實現設備設施的高效運維;通過AI訓練和推理完成能效的智能調優,實現建筑和園區的節能減碳;為建筑和園區領域雙碳目標的實現提供支撐,助力社會可持續發展,共創行業新價值。
1、建筑能效云的提出
我國在朝著“碳達峰,碳中和”這一目標邁進的過程中,提升城市中建筑用能的能效水平至關重要。下一階段將圍繞綠色建筑與建筑節能、建筑運維、智慧城市建設等重點領域,以能源管控的提質增效為導向,構建適應新形勢、新要求的能效中心建設思路,促進平臺更好發揮“創新高地”的領跑作用。
隨著大數據技術的發展,尤其云平臺技術的發展,為實現區域級、城市級的城市能效運維中心帶來了契機。在邊緣側對系統進行良好的調控基礎上,在云平臺上對大量的機電系統或機房進行統一管理,實現系統的故障診斷和二次調優,最終實現系統的迭代升級和逐步優化。通過構建建筑能效云的運維服務,統籌一定區域內的建筑運維系統,實現縱向管理,橫向對比的深度管控,進一步提高管理的科學性和可持續性。同時建筑能效云將采用多網融合的方式,以邊端無人值守實現智慧運維,以云端AI驅動實現服務輸出,開創建筑能源系統運行服務新模式,為建筑領域雙碳目標的實現提供支撐。
圖1 建筑能效云架構圖
建筑能效云的提出,可針對如下所示的傳統BA方案中的諸多痛點進行彌補。
傳統BA方案痛點一:系統割裂、數據孤島
在智能建筑時代,品牌多樣、七國八制,技術壁壘造成各子系統割裂,形成數據孤島,整合部署技術難度及成本高。
傳統BA方案痛點二:人工運檢、智控不足
傳統設施運營質量好壞嚴重依賴于人員的投入與素質,運營服務模式落后。
傳統BA方案痛點三:運維低效,能耗浪費
傳統樓宇自動化系統主要實現“遠程控制”功能,缺乏數據分析能力,無法充分發掘數據價值,難以實現節能降耗以及設備保值增值的效用。
2、邊端無人值守智慧管控平臺
建筑能源系統的發展逐漸呈現智能化和數字化的趨勢,按照上述技術,可構建集中化的控制運維平臺,實現全自動無人值守、可自學習的智能控制運維。該平臺不僅可以實現基本的控制和運維,還可以根據業主的需要,輸出相應的功能報表(如能耗報表、碳排放報表)。以簡潔清晰、具有科技感的方式將系統運行現狀、控制現狀和相關報表呈現給運維人員。
利用數據驅動全動態控制技術,實現運行監測、設備管控、自適應調節、自學習優化等功能,形成感知泛在、研判多維、指揮扁平、處置高效的智慧運維體系,致力于提質增效,降低運維技術門檻,打造邊緣側自適應無人值守智慧運維模式,形成深層次、多維度、全覆蓋的閉環管控系統,最大程度保證并實現系統的智慧、穩定、高效、綠色運行。圖2所示為邊端無人值守架構圖。
圖2 邊端無人值守架構圖
3、云端AI驅動全過程賦能平臺
在云服務側,服務內容可以菜單式地選擇、組合,利用云上智能AI算法和大數據分析能力,全面發掘數據價值,打造建筑數據管理知識庫,運用專家系統輸出報表、分析結果和決策建議,優化控制策略,實現系統的全過程持續優化與升級。
圖3 建筑能效云技術特點
通過云服務模式,讓數據在云端自由流動,將能效管理專家經驗流程化、服務化,實現多建筑系統的統一運營;融合專家經驗和AI算法實現故障自動診斷與智能調優,達成系統高效運營和節能減碳目標,踐行智慧建筑領域綠色低碳新使命。通過平臺和應用的邊云協同部署,實現建筑內多個系統的統一運營;通過融合系統管理的專家經驗完成故障定界與診斷,實現建筑內運行系統的高效運維;通過AI訓練和推理完成能效的智能調優,實現建筑的節能減碳。賦能建筑能源系統能效提升,引領運維模式變革,推進建筑領域碳達峰和碳中和的目標實現。
圖4建筑能效云體系架構
圖3至圖4所示的為建筑能效云的技術架構和體系架構,建筑能效云服務這一新興理念和實踐可依據系統本身特點和運維需求做功能的定制化配置,實現系統的無人化本地智慧管控與云端持續優化服務輸出,可作為未來高效機房智能控制運維模式的參考。
4、能效云解決方案亮點介紹
中國建研院提出的能效云解決方案,將創新推出國內首款實現基于數據IP協議、AI、大數據等技術和智慧運維云端服務關鍵技術核心,借助公有云與5G技術形成中國建研院自主研發、自主知識產權和安全可控的建筑能效云解決方案,發布融合“5G+邊(無人值守)+云(運維服務),為建筑實現智慧運維進行賦能,聚焦構建綠色低碳、智慧運維的建筑園區,助力建筑領域實現碳達峰和碳中和。
●極簡部署、成本優化
該方案采用IP化聯接技術,減少布線空間,降低施工難度與成本;控制算法采用本地自主調配模式,控制策略在線調試,下發設備即可直接部署。
●云端運維、專家共享
讓數據在云端自由流動,將能效管理專家經驗流程化、服務化,通過云上智能算法和大數據分析能力,優化控制策略;全面發掘數據價值,建立項目數據庫,智能診斷、分析,為制定系統運維指標提供依據;打造建筑數據管理知識庫,運用專家系統輸出報表、分析結果和決策建議,實現可持續優化升級。
●提質增效、無人值守
通過云端集中管控,將能效管理團隊由分散變集中;降低本地運維技術門檻,最終實現無人值守;云上大腦全方位支持,專家系統高質量服務、機器人高精度巡檢。
5、客戶價值
能效云解決方案,擺脫原有工業協議標準約束,構建智能云化服務,重新定義建筑能效管理模式。預計一般改造項目節能率可達15%以上,助力建筑實現低碳節能、智慧運維。