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Danfoss: solução de otimização de ponta a ponta da District Energy

© Srdjan Randjelovic

Dmitry Bochkalov da Danfoss nos diz o que precisamos saber sobre a solução de Otimização de ponta a ponta de energia do distrito

A digitalização é um facilitador para uma melhor eficiência e operação do aquecimento urbano, especialmente as novas gerações, mais ecológicas e descarbonizadas de 4ª e 5ª gerações, não podem existir sem ajuda digital.

Em geral, podemos dividir o sistema de energia distrital nas seguintes partes:

  • O lado da demanda é necessário para prever a carga e minimizar o nível de temperatura / necessidade de calor.
  • A distribuição lida com os campos de pressão e temperatura na rede, definindo assim os níveis de pressão e temperatura de calor necessários no lado da produção.
  • O lado da geração está prestes a otimizar qual usina entra em operação, carregando ou descarregando o armazenamento de calor e prevendo a carga de toda a rede, onde o efeito colateral é prever a produção de eletricidade a partir de usinas combinadas de calor e energia.

A pré-condição geral é obter dados o mais granular possível por meio do verdadeiro sistema de coleta de dados da Internet das coisas (IoT) e que as decisões calculadas do motor de inteligência artificial (AI) sejam conectadas a elementos de execução de hardware: válvulas, controladores de pressão diferencial e temperatura eletrônica controladores.

A solução de otimização de ponta a ponta de energia distrital da Danfoss (E2E) é uma solução de software com base modular para concessionárias de energia distrital e também prestadores de serviços (por exemplo, empresas ESCO, consultores / planejadores, ..), com o objetivo de permitir um controle eficiente e melhoria eficiência operacional dos sistemas de energia distrital, bem como eficiência de design em projetos greenfield, expansão e reforma.

Otimização do distrito de energia E2E

As ofertas de otimização do District Energy E2E da Danfoss consistem em quatro soluções básicas de software:

  • Monitoramento e controle (incluindo aquisição de dados): Danfoss Enspire®.
  • Otimização da produção: Mentor Planner.
  • Otimização da distribuição: Operador Energis e / ou Mentor Planner:
  • Modelo de rede em tempo real.
  • Otimizador de temperatura.
  • Otimizador de pressão.
  • Ferramenta de design de rede: Energis Designer.
  • Previsão de demanda: Mentor Planner.
  • Otimização de demanda: Leanheat (otimização da temperatura de alimentação do lado secundário).

Clique aqui para visualizar: Diagrama modular Danfoss District Energy E2E

Uma breve descrição da funcionalidade de cada solução de software:

  1. Leanheat da Danfoss é uma solução de IA hospedada (baseada em nuvem), usando a tecnologia IoT para permitir controle e manutenção de aquecimento inteligente para edifícios.
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O Leanheat usa sensores de clima em apartamentos, conectados pela tecnologia IoT, que permite que a IA do Leanheat aprenda o comportamento termodinâmico do edifício e controle de forma otimizada o sistema HVAC, influenciando as temperaturas de alimentação secundária e os horários de aquecimento. O Leanheat pode reduzir o uso máximo de energia em 10–30% sem comprometer o conforto de vida. O Leanheat também pode, utilizando a capacidade térmica do edifício, reduzir os picos de carga nos níveis do edifício, ajudando os consumidores a evitar potenciais penalidades relacionadas ao “pico de carga”.

  1. Danfoss Energis é uma ferramenta de modelagem termo-hidráulica, desenvolvida especificamente para uso em sistemas District Energy para apoiar processos de planejamento, projeto e operacionais. O modelo District Energy construído com Danfoss Energis é um clone digital da rede.

Energis Designer é uma funcionalidade que nos permite construir o modelo de rede usando dados de ativos de rede (coordenadas xyz para todos os elementos, DNs, nós, potência do consumidor, potência de produção, …) e calibrar o modelo para que atue matematicamente como o sistema real. O Energis Designer também pode ser usado em projetos greenfield, de expansão e reforma, pois permite o cálculo automático dos diâmetros e comprimentos de tubulação necessários. Por experiência, o Energis Designer pode economizar até 17% nos custos de investimento devido ao melhor cálculo dos diâmetros de tubulação necessários.

Energis Operator é um modelo de rede, construído e calibrado com Designer, mas também acoplado a dados em tempo real e previsão de carga. Ele nos permite simular as condições hidráulicas e térmicas atuais e futuras no sistema de distribuição de energia do distrito, analisar as condições históricas e fazer diferentes tipos de análise de cenário hipotético. Operador Energis permite:

  • Visão geral da temperatura, fluxo e pressão em qualquer ponto da rede (mesmo quando não existem medições reais).
  • Visão geral da composição das fontes de produção em qualquer ponto da rede.
  • Simulação de condições futuras com base na previsão de carga.
  • Análise de variações hipotéticas para os desafios operacionais diários.
  • Análise what-if para eventos críticos, preparação de cenários alternativos de resposta.
  • Planejamento de intervenções com o objetivo de execução efetiva e ao mesmo tempo sustentando a qualidade dos serviços.
  1. Danfoss Mentor Planner é uma solução de otimização baseada em dados, utilizando redes neurais e modelos de dados estatísticos para prever a demanda futura, otimizar um plano de produção e diminuir a temperatura de abastecimento da rede, permitindo assim uma melhor economia operacional do sistema.
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Load forecaster é uma funcionalidade básica do Mentor Planner. O analista de carga prevê o consumo futuro (necessidade de calor) em nossa rede, que serve como base para a otimização da produção e da temperatura. A carga prevista do Mentor Planner também é usada para simulação do Energis Operator e funcionalidade de cenários hipotéticos.

O módulo de otimização da produção sugere a programação operacional mais econômica das unidades de produção por até seis dias antes, maximizando o lucro (por exemplo, produção de eletricidade com calor e energia combinados [CHP]) e reduzindo os custos de produção (por exemplo, maximizando as horas operacionais para fontes de produção com custos mais baixos de energia primária). A otimização da produção pode reduzir os custos de produção em até 3%.

Os módulos de otimização de temperatura calculam a previsão de carga com base na temperatura de alimentação da rede (primária) mais baixa possível, fluxo de massa máximo e temperaturas de retorno esperadas (desejadas). Por experiência, a otimização da temperatura pode reduzir as perdas de calor entre 5 e 10%, reduzindo, consequentemente, os custos de produção em até 2%.

  1. Danfoss Enspire® – uma solução de monitoramento e controle. É uma solução hospedada (baseada em nuvem) e permite aos operadores de rede o controle remoto e o monitoramento de todo o sistema District Energy, desde a produção até o lado da demanda. A ênfase está na entrega de um produto fácil de usar, embalado com funcionalidades específicas, como comissionamento automático e modelos predefinidos de relatórios e alarmes, mas também com a quantidade certa de flexibilidade que os operadores de rede, proprietários de edifícios, empresas ESCO ou outros usuários profissionais precisam ( por exemplo, designer e editor de fluxograma).
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Outras soluções de software da District Energy

Em relação a outras soluções de software, Danfoss Enspire® serve como uma solução de aquisição de dados, fornecendo uma interface API que Energis, Mentor Planner, Leanheat ou software de terceiros podem usar para acessar dados históricos e em tempo real, bem como enviar pontos de ajuste otimizados de volta ao sistema (e assim influenciar a operação direta ou indiretamente).

Considerando que a solução de otimização Danfoss District Energy E2E é modular, ela nos permite fornecer aos nossos clientes diferentes combinações do pacote, ajustadas às necessidades reais dos clientes. Ou permite-nos dividir o projeto em várias fases, começando com a fase básica e depois, continuando com soluções mais avançadas como a otimização da produção e da temperatura para alcançar a operação mais eficiente e descarbonizada das concessionárias de energia distrital.

Observação: este é um perfil comercial

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