国双科技智慧能效方案：AI赋能，更智慧更低碳

2020年9月,我国对国际社会郑重承诺“二氧化碳排放于2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和(双碳)”,从此“双碳”达标成为我国一项重大战略任务。“双碳”战略目标的提出展示了中国坚持绿色发展的决心,也加速了各个企业各项节能减排措施的推进,节能减碳也随之成为一个备受关注的话题。另一方面,随着人工智能技术的不断成熟,人工智能向节能领域渗透,两者结合不仅能提升企业的数智化水平,同时,还能够通过能源精细化管理以及AI智能优化控制,从管理和技术两大维度降低企业的能源消耗,为落实“双碳”目标奠定很好的基础。

国双 科技 正是一家致力于通过机器学习、知识图谱等人工智能技术来实现节能减碳的技术提供商,其智慧能源解决方案已经在多个大型 商业 办公楼、产业园区、数据中心落地,实现了能源的高效利用,充分展示了人工智能在节能减碳领域的广阔应用前景。

让能源管理更智能

能源管理的目的是从能源精细化计量及管理、能源系统智能优化控制以及能源设备健康管理等三个维度帮助用户实现能源的高效利用,达到节能降本的目的。近年来,随着人工智能的兴起,人工智能技术开始被应用于能效管理之中。

国双智慧能效专家、解决方案总监林兴斌博士介绍,在能源管理中,人工智能技术可以发挥非常重要的作用。其中一个就是对各种能源系统优化控制从而实现节能提效,比如暖通空调系统、锅炉热水系统、空压机系统等。有统计显示,在办公楼宇中有50%以上的电能消耗被用于制冷和制热,从这个意义上,对这部分用电进行优化和管理是非常有必要的。

实际上,大多数空调系统的控制优化空间很大。因为这些空调系统要么是人工控制,要么是以一种非常粗放的方式进行自动控制。这背后的部分原因在于过去传感器比较贵,部署得不够多,物联平台可能没有建好,没有将各种数据采集上来,也就没有办法进行精细化管理。而随着技术的进步,这些壁垒正在逐步打破,同时,人工智能技术的成熟使其能够在能源管理中发挥非常重要的作用。比如,通过人工智能技术自动对空调或者制冷系统的各个要素(冷冻冷却水量、水温、风量、风速等)进行重新配置。

“在一个制冷系统中,开几台水泵、每台水泵运行频率多少、出水温度设定多少、房间温度设置多少、风量设置多少、新风进来多少等,都会带来不同的用电量和不同的制冷效果。比如,制冷机采用大出水量和比较高的水温,与较小出水量和比较低的水温都能达到同样的制冷效果,但用电量却不同,如何配置耗电更少一些就可以通过人工智能技术来帮忙。”林兴斌说。

国双智慧能源管理平台

国双是一家企业级大数据和人工智能平台软件厂商。作为一家技术驱动型公司,国双高度重视研发创新,自2005年成立以来,始终坚持“科技创新”与“知识产权保护”相结合的原则,在稳步发展的同时,注重科技转化能力的知识产权体现,先后研发出了600多项的人工智能专利,为国双产品的技术领先性提供了可靠保障。

林兴斌介绍说,国双推出的智慧能源管理平台基于国双过去十几年积累的敏捷人工智能产品以及机器学习、知识图谱人工智能算法能力等,结合能源专家团队的业务知识及实践经验,从管理、技术及运维三个方面全方位解决客户的能源问题。

智能化是国双智慧能源管理平台的一大特征。“尤其是智慧能源产品中的AI能效优化控制系统,结合人工智能技术成功解决了传统BA自控系统存在的数据孤岛以及面临的高耦合难优化的痛点,实现对能源系统进一步挖掘节能潜力,能为用户节能增效。”林兴斌说。

国双智慧能源管理平台由能源精细化管理系统、AI能效优化控制系统以及设备设施智能管理系统三大应用组成。能源精细化管理系统从管理手段入手帮助客户发现能源问题,并为节能优化提供基础数据;AI能效优化控制从技术手段入手帮助客户对系统节能控制,实现能源系统的节能降耗;设备设施智能管理解决了客户日常设备运维难题,将事后运维转变为预测性运维,减少因设备带病运行以及设备故障停机事件。

各种智能化技术的应用给国双智慧能源管理平台带来了明显的效果。“采用国双的智慧能源管理平台可以实现节能10%-20%,如果以前管理粗放,节能效果会更为明显。单就节能而言,客户在2.5年内就可以实现 投资 回报,可以说效果是实实在在的。”林兴斌表示。

国双曾在2020年为国内某银行数据中心上线了AI节能控制系统,算法模型每隔10分钟便输出一组空调系统最优控制指令给到自控系统,由自控系统自动完成对现场设备的反向控制。系统稳定运行后,AI节能控制系统相比于原有的运维方式节能12.4%,其中空调水系统节能8.7%,风系统节能20.9%,数据中心的PUE也从原来的1.77下降为1.52。由于节能效果明显,该数据中心被评为2020年度“国家绿色数据中心”。

融AI技术与行业知识于一体

智慧能源管理集合了多种技术,如物联网、大数据,而不仅仅是人工智能。实际上,在智慧能源管理中物联网技术发挥了重要的作用,比如,基于此搭建的物联平台能为机器学习所需要的各种数据采集和打通提供可靠支撑。毕竟,没有足够的数据,机器学习也是英雄无用武之地。

以国双的中央空调系统AI能效优化为例。它需要借助物联平台来打通建筑的能耗数据、空调运行数据以及室内外环境数据,以及空调系统调试数据,在这数据的基础上由算法工程师进行算法模型搭建,实现在确保环境舒适的前提下空调最节能运行。

值得一提的是,和很多人工智能应用一样,智慧能源管理也离不开行业知识,需要行业专家的参与。“比如,对楼宇的空调系统就需要在打通BA自控系统、动环系统以及电监系统数据的基础上,由暖通专家对中央空调系统进行调试,然后让数据科学家基于调试后的数据,利用机理模型和数据驱动模型搭建空调能耗预测模型和环境预测模型,然后基于这个模型输出指令给自动控制系统。”林兴斌说。

实际上,技术与行业的融合也是国双在推进人工智能应用的一个特色。国双不仅有一支进行算法研究的团队,还有一支暖通专家组成的队伍。作为业务负责人的林兴斌自己也是暖通专业的博士,国双对专业知识的重视由此可见一斑。

林兴斌表示,国双智慧能源管理在人工智能的应用取得了很好的效果,接下来还有很多工作要做,特别是进一步优化节能效果、降低开发成本方面。而方向之一就是标准化,通过预先建立一些标准化的模型,来降低开发成本,实现快速部署,并确保节能效果。而对于无法标准化的,就通过强化学习和迁移学习等方式来保证一定的节能效果。

“国双智慧能效解决方案致力于利用包括人工智能在内的各种技术充分发掘用能设备节能潜力,让用户体验更舒适、节能管理更便捷,为实现‘碳达峰、碳中和’目标提供强劲引擎。” 林兴斌总结说。