案例研究:蒙納許大學的 100% 可再生未來

October 1, 2019 Georganne Benesch

人工智能,物聯網,智能電網,智慧城市

在綠能創新方面,蒙納許大學 (Monash University) 位居於領導地位。他們的 NetZero 計畫於 2030 年停止使用燃煤發電能源,對這間全澳洲規模最大的大學來說,這是充滿野心的目標。實行 NetZero 計畫的藍圖包括:

  • 部署該國最大的都會太陽能農場,將屋頂與停車場變成太陽能發電所
  • 使用商業可再生能源滿足能源需求
  • 將所有建築與設備從天然氣改為採用電力及/或可再生能源
  • 在其 150 間建築中全面採用智慧建築技術和低耗電照明
  • 打造現場微電網,管理能源運用效率

他們的願景與行動為他們贏得了獎項。在 2018 年,聯合國為蒙納許大學和 ClimateWorks Australia 頒發了Momentum for Change Award(變革動力獎)獎項。您可以在 Monash NetZero 的影片中瞭解原因(影片 1)。

 

影片 1. 蒙納許大學著手打造劃時代的能源育成基地。

 

這間大學為了達到目標,在資金、研發、開發合作等其他領域也不斷推行創新。

舉例來說,它是第一間可在美國私募市場發行經過認證的「綠色債券」的大學。對該大學與市場來說,在綠色金融領域掌握領先地位是一種雙贏成果,提供了超過 2.18 億澳幣的投資機會,且還在不停增加。

該大學同時亦針對推動永續技術,開發了超過 25 種能源相關研究計畫,並資助了 10 項博士獎學金。

大學城轉身智慧城

Net Zero 的核心是智慧能源城市計畫,這是該大學與 Indra 公司旗下的 Minsait 攜手進行的計畫。在互相合作下,Minsait 與蒙納許大學為他們的克萊頓校區部署了智慧能源管理平台。

為了建置、測試及部署該公司的主動電網管理 (AGM) 解決方案,Minsait 獲得了來自 Australian Renewable Energy Agency (ARENA) 的 297 萬澳幣投資。

智慧能源城市計畫的目標之一,是展示各個連線建築如何參與交互能源市場。這能提供彈性的即時能源運用,以反應當地與批發市場的市價訊號。

微電網可讓大學最佳化與協調自身的發電、儲電及負載控制等功能。這樣的成果也能讓他們涉足輔助服務市場。

Minsait 數位能源解決方案的業務開發總監 Giovanni Polizzi 表示:「這個計畫將會擴及校園範圍之外,只要以客戶與配電資源作為網路資產,這就能在更廣闊的網路內作為可複製的模型。透過這個概念,能展示場地在高度運用可再生能源與對電網的服務下,如何為客戶帶來價值。」

邊緣 AI

AGM 是一個工業物聯網 (IIoT) 軟體平台,採用集中式模組,以及在 Intel® 技術閘道上執行的邊緣元件。其可透過分析於電網資產收集到的資料,監控電源品質。

閘道上運行的演算法會根據閾值參數來控制設定值。舉例來說,如果變壓器的負載達到容量的百分之 90,邊緣會直接計算出警示,並發出警報。這不需要持續將資料傳輸到集中式系統。

它也能作為中介軟體,將即時資料配送到能源管理與交互能源平台等其他電網資產。這讓這些元件能彼此互動,並提供關於成果對微電網效能的影響可見度。

最後,透過集中式管理以監控整個電網(圖 1)。雲端式分析能力針對長期決策最佳化。假設已知有一場強烈風暴正要來襲,便可決定要為電池充電,而不是使用太陽能面板來支撐需求。

Active Grid Management — 從邊緣到雲端
圖 1。Active Grid Management — 從邊緣到雲端。

可開放整合

蒙納許大學所需要的解決方案,必須能協助他們為公用事業區段導入並展現創新智慧電網解決方案,且這樣的解決方案必須能處理在澳洲許多區域的配電系統中所出現的密集配電資源 (DER) 電網。AGM 系統可滿足這樣的需求。

開放原始碼平台讓蒙納許大學能開發或使用第三方軟體,以便與 Minsait 系統通訊。

Polizzi 說:「該大學想要推廣產業合作,同時整合學術知識,提供全新的學習方法。這個平台必須脫離專用通訊協定,盡可能使用開放原始碼,以順暢整合第三方應用程式。」

其中一個例子就是演算法整合,以預估短期的太陽能光電發電量。透過這樣的整合,可精準估計特定太陽能面板能在接下來的 15 分鐘或 2 小時內所生產的電量。若要在電網營運中整合可再生能源,這兩個都是極為重要的資料點。

Polizzi 表示:「在風暴即將到臨等情境下,瞭解太陽能可產生多少電量極為重要。而我們唯一需要做的,就是在 AGM 閘道上部署可在市面上取得的 API。」

Minsait 系統亦支援一系列的專用通訊協定,以整合太陽能或電池轉換器、建築自動化系統 (BAS),以及其他設備。管理軟體可直接在每個閘道中設定通訊協定的通訊。舉例來說,Honeywell BAS 整合便是部署在閘道內,提供 Modbus 通訊能力。

資料是在每個節點上處理,並透過中介軟體選擇性配送。第三方軟體可在閘道上作為 Docker 容器運行,共用一般的資料空間。Polizzi 說:「這樣的開放性,可在開發資產管理與電源品管演算法時與學界互相合作。」

超越技術領域的合作關係

在軟體設計方面,Minsait 從一開始就採用更宏觀的方法,廣泛採用 Intel 在多種市場與應用中的技術。Intel 的處理效能可支援 Minsait 電網與其他解決方案所需要的配電情報。

但企業在設計邊緣平台時決定使用 Intel處理器,不僅是因為其技術。

Polizzi 總結道:「對我們整個團隊與客戶群來說,與 Intel 合作是一項有利條件。這能讓我們接觸其他的 Intel 合作夥伴,我們可以為每一位客戶量身打造解決方案,提供快速、強固的服務,以及最高安全標準。」

作者簡介

Georganne Benesch

Georganne Benesch is the Senior Content Editor and Writer for insight.tech. Before this she was an independent writer, authoring blogs, web content, solution guides, white papers and more. Prior to her freelance career Georganne held product management and marketing positions at companies such as Cisco, Proxim and Netopia. She earned a B.A. at University of California at Santa Cruz.

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