AI助力节能增效和风险管控 巨头如何做能源管理
- 2020/11/23 9:50:39 15143
- 来源：施耐德电气
【仪表网 仪表企业】近期，第三届中国进口博览会顺利闭幕。远道而来的跨国企业带着411项新产品、新技术、新服务，继续刷新年度累计意向成交金额记录。
参展企业中，展位面积翻了一倍、签约数量增长超五成的施耐德电气通过深耕能源管理和自动化领域技术，继续助力各行各业的数字化转型，实现了经济效益和社会效益的双赢。
能源管理和自动化领域的数字化转型专家施耐德电气认为，能源变革与数字化将为能源和自动化带来性影响——经过施耐德电气多年研究并反复验证，在短时间内提高能源管理效率、减少50%的碳排放是可能的。
节能增效是可能的：电气化、低碳化与升级改造
据能源署披露，能源消耗正在不断加速：从1900年到2000年，能源消耗增长了10倍，而这个数字还将在下一个百年中翻两番；同时，60%以化石能源为基础的端到端能源系统管理效率低下，促使气候加速变暖。
在国家层面，绿色低碳转型已成为共识，对本世纪发展具备举足轻重的战略意义。时值《巴黎协定》达成五周年，为积极应对气候变化，日本、韩国称将在2050年实现碳中和，而中国将争取在2060年前实现碳中和这一目标。
如何在进行能源管理的同时实现经济效益和绿色发展的双赢？业内人士指出，当下能源管理的关键环节是成本控制和风险控制。而施耐德电气提出了更为具体的解决方案：通过数字化技术加持能源管理，施耐德电气可帮助企业更好地实现节能增效、走向脱碳之路。
彭博新能源指出，楼宇是碳排放的大户，约40%的二氧化碳排放来自楼宇。从楼宇的改造和翻新入手，凭借施耐德电气的数字化能源管理解决方案，一座“老楼”的能效高可以提升50%——通过主动式运维，北京京城大厦80%的电力故障问题得到了远程解决，有效节能超过20%，每年节省的34000度电可供15个北京普通家庭使用一年。
这样的升级改造不单单发生在写字楼，也发生在酒店、机场、医院、地铁等众多场景中。
据施耐德电气统计，已有超过100万座建筑(包括60%的顶级连锁酒店在内)和40%医院的健康与安全设施都选择了施耐德电气的数字化解决方案；走进上海任意一个地铁站，促成配电、环境控制、连接和服务四个领域“万物互联”的也正是施耐德电气的EcoStruxure平台，助力上海地铁将日运载人次提升至别。
施耐德电气能源数字化解决方案经理吕志勇在本届进博会的“零碳建筑”——“绿色+数字”新基建专题论坛上现场为观众们算了一笔账：改造和翻新前，每一个楼宇或工厂在未来20年内将会再增加20%-30%的能耗；但如果每年翻新2%的项目，到2040年施耐德电气便可覆盖40%-50%的存量市场，目前还无法获取能源的20亿人也终将可以获取能源，并体验更高效的能源管理服务。
在住宅场景，升级改造同样有着宽广的市场空间——据住房和城乡建设部披露，2020年全国计划改造城镇老旧小区3.9万个，建筑面积约30亿平方米，涉及居民近700万户。无论是加装电梯，还是“万物互联”，还是社区物业升级，施耐德电气数字化解决方案所倡导的节能增效都大有可为。
同时，节能增效的过程亦将伴随着电气化和低碳化，这正是可以预见的未来趋势之一。据施耐德电气研究分析，由于电是可以脱碳的能源消费媒介，到2040年，预测电力消耗对世界能源消耗的占比将翻番至40%，碳中和的能源、可再生能源和储能(风能、太阳能等)所产生的电力在能源生产中的占比也将由6%升至40%。
能源管理也要数字化：物联网、大数据与AI
在能源管理领域，节能增效、电气化、低碳化是未来趋势的三种外在呈现方式，而数字化技术则是这场内在变革中的载体和基石，也是抵御风险的有效手段——2019年以来，一场突如其来的疫情让越来越多的企业意识到，提升风险预警的能力和抵御风险的韧性是企业在激烈的市场竞争中生存的法宝，数字化转型已成为必选题。
然而，咨询公司埃森哲近对包括中国在内的1550位制造和工业企业高管进行了调研，结果显示，三分之二的企业完全没有看到数字化投资在促进收入增长方面的作用，这证明企业数字化转型目前还存在一定困境，亟需扬长避短、持续深耕。 施耐德电气是行业中为数不多能提高能源管理效率、助力企业实现数字化转型的践行者之一。凭借物联网、大数据、人工智能(AI)这三样数字化技术，施耐德电气在疫情期间已经有效协助多家企业实现远程运维、预知风险并及时进行风险管控，将风险扼杀于摇篮之中，从而帮助企业更好地应对复杂多变的工作环境，保持企业业务韧性和连续性。
这样的数字化技术是如何在施耐德电气的解决方案中起作用的？在看似复杂空洞的专业名词背后，施耐德电气提出了两个关键：一是在源头上实现绿色的能源供应，二是在过程中实现能源的利用优化。
在论坛现场，吕志勇向观众们展示了施耐德电气EcoStruxure架构与平台所提出的数据全生命周期计划，力求让数据说话。
在项目阶段和运营阶段，施耐德电气便进行持续的数字化服务，如基于知识图谱来出具能效算法应用报告，用运行数据反馈涉及选型优化，并保证每一笔数据化投入都有回报。
在行业模型中，施耐德电气EcoStruxure架构与平台提供轻工、建筑、重工三个可选行业以及比较型算法、关联型算法、逻辑型算法三种调用算法，以算法模拟逻辑思考机理，并从场景和需求出发应用算法。
其中，每种算法规则可单独设定问题，同时对应多个原因和条件，便于因时因地为企业制定个性化管理方案，根据不同需求提供智能型多功能服务和多元化应用场景服务。
以能耗潜力诊断这一功能为例，通过对办公区域照明用电量、商业公区照明用电量、空调机组用电量、景观照明用电量、厨房用电量等进行统计，施耐德电气EcoStruxure架构与平台通过机器学习分析出具有节能潜力的区域点和预计节能电量等重要信息，帮助企业把原本需要1周时间的人工分析压缩至50秒内，将操作人员的工作效率提升2880倍。
以算法优化冷水机组开机组合这一场景为例，通过使用时间序列分析、统计分析、回归分析、关联分析、相关性分析等，冷量模型和冷机模型将会混合整数规划为新的模型，经过统计验证、评估优化后便可输出模型至应用。
通过建立起一套标准化数字解决方案，企业操作人员可以及时发现问题并与施耐德电气超过2万名专家沟通，实现线上能源管理平台和线下能效咨询服务相结合，迅速、有效地为企业客户提供个性化解决方案并实施落地。
妙的是，这套数字化方案可以在各种并离网状况下确保稳定平台的安全运行——基于云边结合的微网服务架构可以预测与优化调度分布式能源以及负荷的出力、存储、消费与购售电，这有效帮助企业在面对疫情等突发性事件时，可以大化规避风险，取得更好的稳定性和更高的工作成就。
这是在日常使用的情况下，施耐德电气数字化方案可以达成的能源管理效果。而如果将数字化方案与分布式优化方案相结合，于楼宇改造或翻新中，几乎可以做到不影响大楼用户的日常使用。
这不仅为存量不动产的升级改造实践出了一套可行的电气化和智能化升级方案，也为未来智能楼宇的设计规划提供了新的思路。施耐德电气正在追求于工业领域实践5G网络技术、IT技术和OT技术等融合，向软硬件一体的服务提供者转型——在本届进博会上，他们刚刚与运营商软件领域的亚信集团达成战略合作，以进一步加强软件服务方面的能力。
施耐德电气认为，35%的5G应用部署在建筑工程和生产制造领域，如电力、医院、铁路、工厂厂房等。而随着更多产品通过物联网进入大数据，人类生产和生活的数字化将进入一个加速周期。
截至目前，施耐德电气已有近50%的营业收入来自数字化业务，包括互联互通的产品、边缘控制、分析、软件、服务、人工智能等。
据信息技术、电信行业和消费科技市场咨询公司IDC研究，经济正在走向“数字使命”——到2022年，数字化将会推动GDP的65%；到2025年，大数据的增长速度将是现在的5倍，人工智能方面的投资金额增长则有望超过6倍。
当能源管理与数字化相遇，能源管理就如同插上了翅膀，数据就如同安上了导航。部署于能源管理系统的互联互通设备所产生的海量数据将不再是数据孤岛，可以得到有效利用。通过有效的节能手段预知风险，排除故障、解决问题，并运用数字化的手段提升运维效率。这既是中国制造向智能制造转型升级的需求，又是可持续发展的需求，将能效管理、绿色发展深入人心，实现经济、社会、生态效益的多赢。
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