一、案例简介
项目背景
截至2021年底，我国既有公共建筑约140亿m。据清华大学研究，暖通空调负荷约占公共建筑总负荷的40%~50%，建筑能耗已占全社会能耗的46%，成为最大的能耗黑洞，其中空调能耗占到了大型公共建筑的50%以上。公共建筑密集区是城市的核心地区，也是电力保供的重点区域。
目前商业楼宇的用能主要存在三方面的问题:一是只监不控，主要靠手动调节设备运行状态实现节能;二是局部优化，仅对末端设备或“源”设备进行局部调优，无法实现系统级整体用能优化;三是缺乏与电网互动，系统以自我管理为主要目标，缺少与外界电网的友好互动。
2.基本信息
武汉国际广场二期是武商集团倾力打造出的高端购物中心，全年销售业绩在全国购物中心中排名领先。每年在迎峰度夏的用电高峰期，其月度电费700多万元，空调年用电量约600万kwh，电费近400万元。原先，该商场的用能设备大部分依靠人工调节，控制效率低，加上中央空调设备使用年限较长，能耗巨大，节能降耗迫在眉睫。
通过实施智慧楼宇用能优化控制与需求响应系统，打通了中央空调系统的供需侧数据壁垒，实现了当前楼宇运行过程中的安全、节能与舒适的需求，打造成为武汉首个“双碳”目标下的大型商业楼宇绿色低碳示范项目。
二、技术方案
项目总体技术路线
针对中央空调存在问题，国网电力科学研究院武汉能效测评有限公司(简称能效公司)专门开发出了
基于智慧物联的楼宇用能优化控制与需求响应系统，采用第四代节能优化技术，基于AI智能算法、大数据处理技术，建立系统模型，对末端采集到的数据进行分析训练，在反复的自学习过程中实现模型值与实际值的不断趋近，让系统及设备“独立自主思考”。
在不影响室内舒适度的前提下，通过采集末端环境参数，根据负荷变化情况，动态寻找用能设备的最佳运行空间，实时调整冷水主机、水泵、冷却塔等设备的运行参数，使整个系统处于负荷低、能效高的最优状态，从而实现系统级节能优化控制和电网的友好互动。
(1)系统整体架构。基于人工智能算法并结合大数据处理技术，采用“云、管、边、端”的系统架构，将控制策略传到边缘网络服务器，依此调整控制全系统节能优化运行，并可对接省级智慧能源服务平台提供诸如能效诊断、需求响应等增值服务。
(2)智慧物联终端。楼宇用能优化系统，配套楼宇用能边缘计算网络服务器、远程智能控制器、智能网关等标准产品体系，有效支撑楼宇用能优化单体项目和智慧园区、智慧楼宇等综合类项目的落地实施。
2.项目建设内容
(1)中央空调智慧物联系统。在不改造楼宇中央空调设备和系统的前提下，通过加装基于物联网技术最轻量级、全无线的智慧能源物联终端与基于云端AI赋能的楼宇用能优化控制系统，在确保室内环境舒适度的前提下，针对中央空调主机、泵组、冷却塔、末端等进行优化控制，实现系统能效提升、电力需求响应和智能运维。采用动态寻优控制策略，实现就地实施边缘控制和云边协同控制，降低武汉国际广场二期楼宇能耗水平，进一步提高能效，降低用能成本。
同时搭建了楼宇用能优化控制系统手机端应用程序，登录后可通过手机进行查询、监测、控制楼宇空调系统，真正实现了远程自动监视和精细化运营。
运维人员可直接通过手机远程监测和启停空调设备，无需现场值守;管理人员通过手机可实时掌握每日用能情况和节碳数据。
(2)水泵阀门系统更换。对中央空调系统冷源水泵及阀门进行更换，具体更换内容:冷却泵区2、3、4、7号共4台水泵及13台阀门(配套附件)，冷冻区2、4、5、7号共4台水泵及12台阀门。
(3)项目实施全过程。本项目具体实施过程分三阶段进行:商务前期阶段。分析需求痛点，组织踏勘，核实现场设备参数型号，了解设备系统运行情况，获取运行策略，判定节能空间。
工程施工阶段。做好项目施工前期准备工作，具体包括:
编制施工方案和应急预案，做好施工进度计划，获取施工进场通知单，做好人员安排。建立顺畅的项目协调沟通机制，明确每日施工进度、工作内容和协调事项。
平台系统升级优化阶段。在实际运行过程中测试产品效果和可靠性，在运行过程中不断优化完善，升级产品功能。
三、商业模式及客户收益
商业模式
本项目采用合同能源管理模式--节能量分享型，由国网武汉供电公司投资建设，服务内容为设备采购+施工安装+软件部署+系统调试，项目收益是根据节能收益及议定比例，定期(按月或按季)分享合同结束后，可续签运维服务合同。
本项目整体投资357万元，节能收益预估11.25%，甲乙双方利益分成各50%。实际节能率根据每月或季度测算为准。项目分享期10年。
2.客户收益与效果
基于AI算法与大数据处理技术，在确保室内环境舒适度的前提下，针对中央空调主机、泵组、冷却塔、照明系统等进行优化控制，实现系统能效提升、电力需求响应和智能运维。
通过远程启停供冷设备系统，便捷化减少人工。智能化调节区域温度，最大化减少用电量，自动生成能效诊断报告，智能化提升管理流程。
四、项目亮点
节能减排效益
改造后系统节能率达13.2%，全年节能收益达47万元;年节电量77.8万kwh，减少二氧化碳排放475t，减少人工运维劳动力，实现远程自动精细化运营。
2.电网互动方面
本项目楼宇用能优化控制系统平台提供需求响应管理功能，打造企业级的新型电力负荷管理系统，与省级智慧能源服务平台对接打通数据，实现与电网侧的友好互动、空调柔性负荷控制。选取典型日2021年7月31日负荷曲线显示，用电高峰时段11:00~14:00，柔性可调负荷率达12%。
3.优化营商环境方面
在社会公众的环保意识不断加强的今天，大型商超行业市场竞争激烈，产品层面、营销层面等微小差异，并不足以让企业竞争拉开差距。开展企业节能和碳排放管理，打造智能楼宇，可成为企业的差异化竞争策略，成为企业市场竞争力的关键部分，助力优化营商环境。
4.适用场景
综合考虑地域经济发展情况、目标客户数量、用户需求及普查质量，华北、华中、华东地区市场成熟，用户节能意愿高。办公和酒店建筑单位建筑能耗超过国标值较多，节能潜力大。办公和商场建筑柔性可调负荷占比高，可调负荷潜力大。同时，结合各省市疫情相关情况，大力开拓医院、银行、政府机关办公楼宇等优质用户市场。
