夏卫平：智慧城市能源感知与节能系统及其实际案例剖析

8月14日，由国际物联网贸易与应用促进协会（IIPA）主办的“第七届国际物联网发展高峰论坛”在深圳会展中心水仙厅召开，中国科学院自动化研究所夏卫平先生在会上发表了“智慧城市能源感知与节能系统，及其实际案例剖析”的主题演讲。

中国科学院自动化研究所 夏卫平先生

以下是文字实录：

夏卫平：大家下午好！很荣幸有这样的机会跟大家来分享一下我们做的工作。

我讲的题目是智慧城市能源感知与节能系统，及其实际案例剖析。我们做的相关工作，是把能源用到最佳的地方，让大家能够体验最舒服。项目背景是这样，国家目前在推进智慧城市建设，建筑能量的迫切需要，而且节能环保产业列国家新兴产业之首，在十二五和有明确。工业领域也是，我们在十一五期间工业能源消耗逐年 增加，支撑了国民经济年均11.2%的增速。工业部门占总能耗70%以上，而我们能源利用效率大概是33%，单位产能是世界平均消耗的3到4倍，最近国家领导人在外面 到处强调的是能源战略，包括跟中西或跟俄罗斯相关的。

我们在能源上的技术路线分两条线，第一条就是从大型公共建筑的能源系统出发，以单体为支撑逐步性的，为国家相关管理部门提供决策帮助。在工业领域也是，从企业优化系统的集成，形成区域性的工业能源平台，做的就是基础的物联网的实时感知，以及一些集成系统的控制，最后达到节能的管理。节能就是把能源用到合理的地方，把不合理的地方降下来。

我们项目的意义就是我们目前从一些实际案例来看，我们节省的能耗在15%到30%之间，可以减少能源的紧张局面，同时减少二氧化碳和温室气体的排放。刚才说我们为什么觉得冷，因为温度控制在21度去了，没有自主的机制，我们通过自己的一些产品，比如说物联网传感器，比如说温度传感器知道以后，我们可以通过我们的系统控制它来营动，但是基本都是中央空调，可以通过手机APP进行平台实时控制。

我们这里包括还有传感器集成，除了温湿度，包括气体传感器，还有粉尘传感器，也就是大家现在关注的PM2.5。因为公共产品的是室内联动，因为除了空调还有吸风系统不停的吸风，什么时候可以吸风，什么时候停下来，这都需要环境进行联动，这就需要装一个传感器，像我们的传感器集成部门比较多，而且模块化和成本化都相对低。前一段时间北京环境监测，环保部PM2.5的监测国外进口一个设备20几万，像我们家庭的一个感知传感器可以做到成本1000块以下。

而且我们平台可以通过一些标准的RS485和OPC接口可以灵活接入各种能机对此设备，通过云平台统一为城市的建筑、工业企业能源管理提供服务，降低单位在建设能源监测平台上的收入。国家建设部公布了一个能耗使用导则，要求新建的2万平米的建筑都要上这样的能源管理平台。我们的平台的另外一个特点，就是我们自己学习了一些方法，把能源的使用模式进行了明晰确定，比如说我们有照明用电，用我们的空调用电和插电用电有所区别，我们把它细分下来我们就可以知道，这一路是接到空调还是照明，通过数据实时感知，就加强我们模式识别的一些方法就可以知道有没有异常，这样就给用户一个预警的选择，同时防止异常使用的情况。

而且我们可以基于可视化的一些技术，将我们的能源感知点、环境感知点，哪怕视频监控的视频采集点，能够直观的显示出来。通过灵活的能源优化策略制定与实施，比如我们经常看到下班以后我们有的忘了关灯和空调，这时候我们可以通过我们的平台有操作，比如我们下班以后我们公共区域很多都是灯火通明的，这样的我们可以通过我们的节能策略，我们可以每天8点钟以后所有的或者是部分的公共照明区进行关闭 ，这样就减少了电的压力。而且我们第二天早上 8点钟上班的时候，7点钟的时候相关的已经打开，这些都可以通过智能化的手段来实现。

这里一个节能超市的概念。在我们的平台上，通过能源的监测我们可以获取一手数据，哪些能源使用合理，哪些能源使用不合理，好比我们同行中，比如说我们可以通过行业对比，我们知道有些企业可能能耗偏大，那我们可能需要给企业提供一些技术支援和技术改善。那么在我们平台上，就相当于淘宝店类似的各式，就是用一些技术为我们平台来为企业做相应服务。

后面是我们简单的功能介绍，这个我不讲了。主要的系统，前端我们通过对水电气以及各种设备的实时采集，通过我们智能终端进行数据的实时上传和控制，通过服务器我们可以知道我们项目管理了哪些设备，和哪些有关，能够进行相应操作。从我们技术创新，我们是依托于物联网工程、通信工程、计算机工程以及综合技术研发的管理平台，在管理上我们平台除了技术手段能够节能，通过管理手段也能达到节能的重要目的。比如在我们有些办公楼里面使用，比如说一个行政服务中心里面，各个部门都在使用能耗 ，以前大家都不知道，如果通过我们的平台一看，你建设局用了多少电，是多少人，经济委是多少人用了多少电，进行一个排名就可以了，这样子就可以从行为上来规范大家的使用，提高大家的节能意识。

我们整个平台包含了电系统、水系统，燃气系统，以及网络预付费，包括变电所以及光灯照明相关的。

这个是我们在数谷大厦的一个应用案例。我们精确到每一个房间，装了377块的智能水表，对空调末端控制器以及空气质量传感器，并配合给他们提供了用电管理制度以及中央空调的使用制度，形成了每个月可以给他们节约5万度电左右，达到节电大概是30%。该系统我们在改造过程中他们总计投资了160多万元，预计不到3年可以收回全部投资。这是我们系统的应用界面图，通过这个系统很直观的能够显示，包括空调，我们和空调面板也做得很接近，直接通过按扭控制所有东西，包括我们设定不可以超过26度，也可以通过我们的平台达到这个目的。就像今天这个情况，如果大家觉得冷，其实设定好以后就可以自动调整。

这个是我们平台上使用的一些节约策略，包括对不同的功能进行功能区分，采取相应的措施。在我们还可以针对区的，比如说一栋建筑上，我们就对整个城市的建设就比较清楚，这个在很多地方的智慧城市建设上都已经把它纳入进去，不需要人工采集，而且保证数字的真实性。

2013年我们为秦皇岛建设局开发的建筑能耗监测平台正式上线。有了区域性的建筑平台以后，我们可以通过大量的采集数据可以分析出这个区域里面包含的一些用能特性，根据这些进行横向和纵向对比，从而达到节能减排的目的，比如对一些能耗使用比较大的，单位不愿意出资的，我们也可以通过能源管理的方式，因为有了数据就好实施，目前很多国家的能源管理的组织鼓励，但是操作起来比较困难。问题就在于客观评论数据没法确认，我们相当于实行了一个整个工作的基础工作，就是数据采集工作。

在能耗基础上，我们也做一些工业能源建设平台，本身技术是类似的，只不过针对工业企业有不同的展示，不同的生产线、不同的环节使用的能耗的场景和情形是不一样的，我们针对这些特点对工业企业进行分类，对市场流程进行分项。通过这个工业平台我们可以强化政府主导，很多工业管理部门要采集工业一线数据往往比较困难，特别是在南方用电高峰期每年夏天都会拉闸限电，哪些企业用的能耗高，哪些企业该不该拉都没有一个标准，如果用了这个工业能耗平台，我们可以有选择性的拉闸限电。同时对企业也提高了节约意识。

现在国家都在探索碳交易模式，深圳和上海已经开始试点，如果有了这种社会范围的能源建设平台以后，我们就可以使碳交易平台正式产生效益。因为每个企业有配额，我们有了标配以后，我们知道每个企业的配额是多少，这样就可以提高所有企业我要去把我的能耗降低，因为碳配额明细就跟经济效益挂钩了。这是我们在秦皇岛实施的时候一些领导人关注的情况。

谢谢大家！