夏衛(wèi)平：智慧城市能源感知與節(jié)能系統(tǒng)及其實(shí)際案例剖析

8月14日，由國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)貿(mào)易與應(yīng)用促進(jìn)協(xié)會(huì)（IIPA）主辦的“第七屆國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展高峰論壇”在深圳會(huì)展中心水仙廳召開(kāi)，中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所夏衛(wèi)平先生在會(huì)上發(fā)表了“智慧城市能源感知與節(jié)能系統(tǒng)，及其實(shí)際案例剖析”的主題演講。

中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所 夏衛(wèi)平先生

以下是文字實(shí)錄：

夏衛(wèi)平：大家下午好！很榮幸有這樣的機(jī)會(huì)跟大家來(lái)分享一下我們做的工作。

我講的題目是智慧城市能源感知與節(jié)能系統(tǒng)，及其實(shí)際案例剖析。我們做的相關(guān)工作，是把能源用到最佳的地方，讓大家能夠體驗(yàn)最舒服。項(xiàng)目背景是這樣，國(guó)家目前在推進(jìn)智慧城市建設(shè)，建筑能量的迫切需要，而且節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)列國(guó)家新興產(chǎn)業(yè)之首，在十二五和有明確。工業(yè)領(lǐng)域也是，我們?cè)谑�一五期間工業(yè)能源消耗逐年 增加，支撐了國(guó)民經(jīng)濟(jì)年均11.2%的增速。工業(yè)部門(mén)占總能耗70%以上，而我們能源利用效率大概是33%，單位產(chǎn)能是世界平均消耗的3到4倍，最近國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人在外面 到處強(qiáng)調(diào)的是能源戰(zhàn)略，包括跟中西或跟俄羅斯相關(guān)的。

我們?cè)谀茉瓷系募夹g(shù)路線分兩條線，第一條就是從大型公共建筑的能源系統(tǒng)出發(fā)，以單體為支撐逐步性的，為國(guó)家相關(guān)管理部門(mén)提供決策幫助。在工業(yè)領(lǐng)域也是，從企業(yè)優(yōu)化系統(tǒng)的集成，形成區(qū)域性的工業(yè)能源平臺(tái)，做的就是基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)感知，以及一些集成系統(tǒng)的控制，最后達(dá)到節(jié)能的管理。節(jié)能就是把能源用到合理的地方，把不合理的地方降下來(lái)。

我們項(xiàng)目的意義就是我們目前從一些實(shí)際案例來(lái)看，我們節(jié)省的能耗在15%到30%之間，可以減少能源的緊張局面，同時(shí)減少二氧化碳和溫室氣體的排放。剛才說(shuō)我們?yōu)槭裁从X(jué)得冷，因?yàn)闇囟瓤刂圃?1度去了，沒(méi)有自主的機(jī)制，我們通過(guò)自己的一些產(chǎn)品，比如說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)傳感器，比如說(shuō)溫度傳感器知道以后，我們可以通過(guò)我們的系統(tǒng)控制它來(lái)營(yíng)動(dòng)，但是基本都是中央空調(diào)，可以通過(guò)手機(jī)APP進(jìn)行平臺(tái)實(shí)時(shí)控制。

我們這里包括還有傳感器集成，除了溫濕度，包括氣體傳感器，還有粉塵傳感器，也就是大家現(xiàn)在關(guān)注的PM2.5。因?yàn)楣�共產(chǎn)品的是室內(nèi)聯(lián)動(dòng)，因?yàn)槌�了空調(diào)還有吸風(fēng)系統(tǒng)不停的吸風(fēng)，什么時(shí)候可以吸風(fēng)，什么時(shí)候停下來(lái)，這都需要環(huán)境進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，這就需要裝一個(gè)傳感器，像我們的傳感器集成部門(mén)比較多，而且模塊化和成本化都相對(duì)低。前一段時(shí)間北京環(huán)境監(jiān)測(cè)，環(huán)保部PM2.5的監(jiān)測(cè)國(guó)外進(jìn)口一個(gè)設(shè)備20幾萬(wàn)，像我們家庭的一個(gè)感知傳感器可以做到成本1000塊以下。

而且我們平臺(tái)可以通過(guò)一些標(biāo)準(zhǔn)的RS485和OPC接口可以靈活接入各種能機(jī)對(duì)此設(shè)備，通過(guò)云平臺(tái)統(tǒng)一為城市的建筑、工業(yè)企業(yè)能源管理提供服務(wù)，降低單位在建設(shè)能源監(jiān)測(cè)平臺(tái)上的收入。國(guó)家建設(shè)部公布了一個(gè)能耗使用導(dǎo)則，要求新建的2萬(wàn)平米的建筑都要上這樣的能源管理平臺(tái)。我們的平臺(tái)的另外一個(gè)特點(diǎn)，就是我們自己學(xué)習(xí)了一些方法，把能源的使用模式進(jìn)行了明晰確定，比如說(shuō)我們有照明用電，用我們的空調(diào)用電和插電用電有所區(qū)別，我們把它細(xì)分下來(lái)我們就可以知道，這一路是接到空調(diào)還是照明，通過(guò)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)感知，就加強(qiáng)我們模式識(shí)別的一些方法就可以知道有沒(méi)有異常，這樣就給用戶一個(gè)預(yù)警的選擇，同時(shí)防止異常使用的情況。

而且我們可以基于可視化的一些技術(shù)，將我們的能源感知點(diǎn)、環(huán)境感知點(diǎn)，哪怕視頻監(jiān)控的視頻采集點(diǎn)，能夠直觀的顯示出來(lái)。通過(guò)靈活的能源優(yōu)化策略制定與實(shí)施，比如我們經(jīng)常看到下班以后我們有的忘了關(guān)燈和空調(diào)，這時(shí)候我們可以通過(guò)我們的平臺(tái)有操作，比如我們下班以后我們公共區(qū)域很多都是燈火通明的，這樣的我們可以通過(guò)我們的節(jié)能策略，我們可以每天8點(diǎn)鐘以后所有的或者是部分的公共照明區(qū)進(jìn)行關(guān)閉 ，這樣就減少了電的壓力。而且我們第二天早上 8點(diǎn)鐘上班的時(shí)候，7點(diǎn)鐘的時(shí)候相關(guān)的已經(jīng)打開(kāi)，這些都可以通過(guò)智能化的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。

這里一個(gè)節(jié)能超市的概念。在我們的平臺(tái)上，通過(guò)能源的監(jiān)測(cè)我們可以獲取一手?jǐn)?shù)據(jù)，哪些能源使用合理，哪些能源使用不合理，好比我們同行中，比如說(shuō)我們可以通過(guò)行業(yè)對(duì)比，我們知道有些企業(yè)可能能耗偏大，那我們可能需要給企業(yè)提供一些技術(shù)支援和技術(shù)改善。那么在我們平臺(tái)上，就相當(dāng)于淘寶店類(lèi)似的各式，就是用一些技術(shù)為我們平臺(tái)來(lái)為企業(yè)做相應(yīng)服務(wù)。

后面是我們簡(jiǎn)單的功能介紹，這個(gè)我不講了。主要的系統(tǒng)，前端我們通過(guò)對(duì)水電氣以及各種設(shè)備的實(shí)時(shí)采集，通過(guò)我們智能終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上傳和控制，通過(guò)服務(wù)器我們可以知道我們項(xiàng)目管理了哪些設(shè)備，和哪些有關(guān)，能夠進(jìn)行相應(yīng)操作。從我們技術(shù)創(chuàng)新，我們是依托于物聯(lián)網(wǎng)工程、通信工程、計(jì)算機(jī)工程以及綜合技術(shù)研發(fā)的管理平臺(tái)，在管理上我們平臺(tái)除了技術(shù)手段能夠節(jié)能，通過(guò)管理手段也能達(dá)到節(jié)能的重要目的。比如在我們有些辦公樓里面使用，比如說(shuō)一個(gè)行政服務(wù)中心里面，各個(gè)部門(mén)都在使用能耗 ，以前大家都不知道，如果通過(guò)我們的平臺(tái)一看，你建設(shè)局用了多少電，是多少人，經(jīng)濟(jì)委是多少人用了多少電，進(jìn)行一個(gè)排名就可以了，這樣子就可以從行為上來(lái)規(guī)范大家的使用，提高大家的節(jié)能意識(shí)。

我們整個(gè)平臺(tái)包含了電系統(tǒng)、水系統(tǒng)，燃?xì)庀到y(tǒng)，以及網(wǎng)絡(luò)預(yù)付費(fèi)，包括變電所以及光燈照明相關(guān)的。

這個(gè)是我們?cè)跀?shù)谷大廈的一個(gè)應(yīng)用案例。我們精確到每一個(gè)房間，裝了377塊的智能水表，對(duì)空調(diào)末端控制器以及空氣質(zhì)量傳感器，并配合給他們提供了用電管理制度以及中央空調(diào)的使用制度，形成了每個(gè)月可以給他們節(jié)約5萬(wàn)度電左右，達(dá)到節(jié)電大概是30%。該系統(tǒng)我們?cè)诟脑爝^(guò)程中他們總計(jì)投資了160多萬(wàn)元，預(yù)計(jì)不到3年可以收回全部投資。這是我們系統(tǒng)的應(yīng)用界面圖，通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)很直觀的能夠顯示，包括空調(diào)，我們和空調(diào)面板也做得很接近，直接通過(guò)按扭控制所有東西，包括我們?cè)O(shè)定不可以超過(guò)26度，也可以通過(guò)我們的平臺(tái)達(dá)到這個(gè)目的。就像今天這個(gè)情況，如果大家覺(jué)得冷，其實(shí)設(shè)定好以后就可以自動(dòng)調(diào)整。

這個(gè)是我們平臺(tái)上使用的一些節(jié)約策略，包括對(duì)不同的功能進(jìn)行功能區(qū)分，采取相應(yīng)的措施。在我們還可以針對(duì)區(qū)的，比如說(shuō)一棟建筑上，我們就對(duì)整個(gè)城市的建設(shè)就比較清楚，這個(gè)在很多地方的智慧城市建設(shè)上都已經(jīng)把它納入進(jìn)去，不需要人工采集，而且保證數(shù)字的真實(shí)性。

2013年我們?yōu)榍鼗蕧u建設(shè)局開(kāi)發(fā)的建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)正式上線。有了區(qū)域性的建筑平臺(tái)以后，我們可以通過(guò)大量的采集數(shù)據(jù)可以分析出這個(gè)區(qū)域里面包含的一些用能特性，根據(jù)這些進(jìn)行橫向和縱向?qū)Ρ�，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的，比如對(duì)一些能耗使用比較大的，單位不愿意出資的，我們也可以通過(guò)能源管理的方式，因?yàn)橛辛藬?shù)據(jù)就好實(shí)施，目前很多國(guó)家的能源管理的組織鼓勵(lì)，但是操作起來(lái)比較困難。問(wèn)題就在于客觀評(píng)論數(shù)據(jù)沒(méi)法確認(rèn)，我們相當(dāng)于實(shí)行了一個(gè)整個(gè)工作的基礎(chǔ)工作，就是數(shù)據(jù)采集工作。

在能耗基礎(chǔ)上，我們也做一些工業(yè)能源建設(shè)平臺(tái)，本身技術(shù)是類(lèi)似的，只不過(guò)針對(duì)工業(yè)企業(yè)有不同的展示，不同的生產(chǎn)線、不同的環(huán)節(jié)使用的能耗的場(chǎng)景和情形是不一樣的，我們針對(duì)這些特點(diǎn)對(duì)工業(yè)企業(yè)進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)市場(chǎng)流程進(jìn)行分項(xiàng)。通過(guò)這個(gè)工業(yè)平臺(tái)我們可以強(qiáng)化政府主導(dǎo)，很多工業(yè)管理部門(mén)要采集工業(yè)一線數(shù)據(jù)往往比較困難，特別是在南方用電高峰期每年夏天都會(huì)拉閘限電，哪些企業(yè)用的能耗高，哪些企業(yè)該不該拉都沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，如果用了這個(gè)工業(yè)能耗平臺(tái)，我們可以有選擇性的拉閘限電。同時(shí)對(duì)企業(yè)也提高了節(jié)約意識(shí)。

現(xiàn)在國(guó)家都在探索碳交易模式，深圳和上海已經(jīng)開(kāi)始試點(diǎn)，如果有了這種社會(huì)范圍的能源建設(shè)平臺(tái)以后，我們就可以使碳交易平臺(tái)正式產(chǎn)生效益。因?yàn)槊總�(gè)企業(yè)有配額，我們有了標(biāo)配以后，我們知道每個(gè)企業(yè)的配額是多少，這樣就可以提高所有企業(yè)我要去把我的能耗降低，因?yàn)樘寂漕~明細(xì)就跟經(jīng)濟(jì)效益掛鉤了。這是我們?cè)谇鼗蕧u實(shí)施的時(shí)候一些領(lǐng)導(dǎo)人關(guān)注的情況。

謝謝大家！