На пересечении глобальных целей урбанизации и углеродного нейтралитета строительство умных городов ускоряется от концептуальных чертежей к реальности. Согласно прогнозу Организации Объединенных Наций, к 2050 году 68% населения мира будут жить в городах, которые потребляют до 78% энергии и составляют 70% глобальных выбросов углерода. В этом контексте роль компаний энергетических счетчиков превзошла традиционное «энергетическое измерение» и превратилась в «нервные окончания» с нулевым углеродным интеллектуальным городом-став основной инфраструктурой для трансформации низкоуглеродичных систем городских энергетических систем посредством высокоразмерных, многомерных и способностей к данным энергии в реальном времени.

1 、 Реконструкция основного спроса на счетчики электроэнергии в умных городах
Энергетическая система с нулевым углеродным интеллектуальным городом представляет три основных характеристики: децентрализация (распределенная фотоэлектрика, хранение энергии, широко распространенный доступ V2G), мультиэнергетическое сотрудничество (мультиэнергетическое соединение электроэнергии, тепло, водород и т. Д.) И отклик в режиме реального времени (динамический баланс между снабжением и спросом). Это представляет новые требования для инфраструктуры измерения:
Глобальная точность восприятия
Необходимо поддерживать гибридный измерение DC/AC (точность фотоэлектрического постоянного тока ± 0,2%), теплового электрического эквивалентного преобразования (калибровка значения COP в реальном времени в реальном времени) и массовый счетчик энергии водорода (точность уровня кг/ч) для достижения единой количественной оценки множественных источников энергии.
Возможность ответа на миллисекунд
Чтобы справиться с воздействием переходной нагрузки, такого как куча быстрого зарядки электромобилей и базовая станция 5G, терминалу для измерения необходимо иметь скорость обновления данных 10 мс и встроенный модуль вычислительного модуля для выполнения локального управления (например, ранжирование приоритета нагрузки).
Интерфейс Cross System Collaborative
Посредством протоколов, таких как IEC 61850 и IEEE 2030.5, он взаимосвязан с системами транспортных сигналов, системами управления зданием (BMS) и сетями мониторинга окружающей среды для формирования способностей по распределению энергетического уровня города.
Эти требования стимулируют обновление электрических энергетических измерителей от независимых устройств до основных узлов данных городских цифровых близнецов. Например, в проекте «Smart Nation» в Сингапуре интеграция данных измерителя электроэнергии с транспортным потоком и метеорологической информацией улучшила точность прогнозирования производства электроэнергии до 95%.

2 、 разрушительный прорыв в технической архитектуре
Для удовлетворения потребностей нулевых углеродных городов технологическая архитектура нового поколения счетчиков электрической энергии реформируется около трех измерений:

1. мультимодальная метрология слияние
Мониторинг повышения качества электроэнергии: синхронно собирать параметры, такие как 2-150 гармоник, провисание напряжения, трехфазный дисбаланс и т. Д., С точностью стандарта класса IEC 61000-4-30;
Многоэнергетическое измерение связи: интегрированный график тепломерного измерителя и графика газового расхода, подтверждающее эквивалентное преобразование теплового водорода электроэнергии (например, 1 кг водород = 39,4 кВт / ч электроэнергии);
Внедрение фактора окружающей среды: встроенные температуры и влажность, датчики PM2,5, связанные с данными о потреблении энергии и построением статуса окружающей среды.
2. Cloud Cloud Collaborative Computing
Локальное интеллектуальное принятие решений: использование чипа ускорения NPU для выполнения прогнозирования нагрузки (алгоритм LSTM) и оценку здоровья оборудования (модель случайного леса) на конце метра;
Цифровая Twin на основе облака: Создание модели City Energy Mirror на основе таких платформ, как AWS IoT Twinmaker, моделирование пути выбросов углерода при различных политиках.
3. Безопасная и заслуживающая доверия сеть
Измерение и сертификация блокчейна: с помощью легких алгоритмов консенсуса, таких как клубок йоты, данные не могут быть подделаны, удовлетворяя потребности в отслеживаемости торговли углеродом;
Квантовая безопасная связь: предварительно установленная антивантовая вычислительная модуль шифрования (стандартный пост -криптографический алгоритм NIST) для предотвращения будущих вычислительных атак.
Такие технологические прорывы увеличили ценность данных одного измерителя электроэнергии более чем на 20 раз. После развертывания в европейском городе уровень потребления возобновляемых источников энергии в региональной энергетической сетке вырос с 61% до 89%.

3 、 Сценарии основных приложений и выпуск стоимости
1. Совместная оптимизация архитектуры, транспорта и энергетической сетки
Электрический счетчик энергии собирает данные о нагрузке в реальном времени по строительству кондиционеров воздуха, лифтам и т. Д., И связан с состоянием зарядки электромобилей и инструкций по отправке сетки для автоматического выполнения стратегий:
Динамическое энергоэнергетическое ценообразование: прогнозирование спроса на зарядку на основе данных о перегрузке дорог и создания времени использования сигналов цены на электроэнергию;
Взаимодействие транспортных средств к сети (V2G): в период пиковых периодов использования электроэнергии обратное вызов хранения энергии батареи может привести к среднесуточной выручке до 3,2 долл. США за транспортное средство;
Отслеживание потока углерода: точно измеряйте фотоэлектрическую электроэнергию зданий, доля зеленого электричества для зарядки электромобилей и генерирует ваучеры на смещение углерода.
2. Виртуальная электростанция города (VPP)
Совокупные ресурсы, такие как коммерческие здания, распределенное хранение энергии и прерывающие промышленные нагрузки с помощью данных счетчика электроэнергии для достижения:
Ответ потребности второго уровня: завершите регулирование нагрузки 100 МВт в течение 2 секунд, когда частота сетки колеблется;
Арбитраж поперечного рынка: автоматическая кавычка и урегулирование на рынке рынка электроэнергии и рынка вспомогательных услуг по регулированию частоты;
Повышение устойчивости: быстро построить микросетки в погодных условиях, чтобы обеспечить критические нагрузки в больницах и центрах обработки данных.
3. Управление углеродными активами и торговля
Мониторинг выбросов углерода в режиме реального времени: на основе данных измерителя электроэнергии и коэффициентов интенсивности углерода сетки, рассчитывайте углеродной площадку для зданий/предприятий;
Зеленая прослеживаемость мощности: запись фотоэлектрической выработки электроэнергии и зеленые пути распределения сертификатов через блокчейн, поддержка транзакций с одноранговой зеленой энергией;
Соответствие тарифам на углерод: автоматически генерировать отчеты по аудиту, которые соответствуют ЕС CBAM и руководящим принципам проверки углерода в Китае, чтобы избежать торговых барьеров.

4 、 Задача и прорывной путь
Требования нулевых углеродных городов для измерения инфраструктуры выявили недостатки возможностей традиционных компаний по счетам энергии
Интеграция кросс -дисциплинарной технологии
Нам нужно интегрировать знания из нескольких дисциплин, таких как метрология, наука о данных и городское планирование, чтобы создать композитную команду НИОКР. Enterprise сократило свой цикл развития на 40% за счет приобретения компании AI Algorithm и создающего в университетах в университетах.
Стандартизация и совместимость
Система уровня города включает в себя более 30 типов протоколов устройств, и энергетический измеритель должен быть совместимы с гетерогенными интерфейсами, такими как Modbus, DNP3, MQTT, что увеличивает затраты на разработку на 25%. Применение модульного дизайна (например, модули подключения связи) является возможным решением.
Баланс конфиденциальности и безопасности
Данные о электричестве в жилых помещениях включают в себя конфиденциальность и требуют разработки федеративной структуры обучения - извлечение функций завершено локально, и только десенсибилизированные значения функций загружаются в облако для обучения модели.

5 、 Future Vision: определение рабочих систем городской энергетики
Конечная цель компаний электрических счетчиков - стать «основным контролером» городских энергетических систем. Через трехэтапную стратегию:
К 2025 году завершите интеллектуальное преобразование терминалов измерения и достичь 1-часового мониторинга углерода;
К 2030 году построите городской цифровой близнец, который поддерживает 15 -минутную динамическую реакцию на цену на электроэнергию;
К 2040 году будет сформирован самостоятельный городской энергетический мозг для достижения оптимизации пути выбросов углерода в течение года посредством обучения подкреплению.
Когда каждый измеритель электрической энергии может автономно воспринимать, анализировать и принимать решения, города больше не будут «черными дырами» в энергопотреблении, а органические формы жизни в нулевых углеродных циклах. Роль компаний электрических счетчиков в этой трансформации также перешла от поставщиков оборудования к стратегическим партнерам для устойчивого развития в городе - их ценность больше не измеряется с помощью продаж счетчиков, а «эквивалентом управляемого углеродного нейтралитета». В этой будущей битве только предприятия, которые глубоко внедряют технологию измерения в городскую родословную, могут выиграть дискурсную силу для определения правил эры нулевого углерода.