随着“双碳”政策逐步落实，解决节能减排等相关能源问题显得至关重要。针对园区中能源消耗难以管控的问题，本文通过搭建数字孪生管理系统，将基础设备进行智能化升级，对园区能源消耗情况进行监控管理；对获取的数据进行优化处理，制定相应管理方案。此系统助力园区能源统一化管理，解决能源利用率低等问题，实现节能减排。

在“节能减排”和“新基建”的背景下，园区对于能源管理有了更高的要求，将传统园区转化为新型智能化园区，是当今园区管理的主流趋势。面对其中能源消耗难以管控的问题，利用数字孪生技术深入研究，开发智能化园区管理系统，灵活运用大数据进行决策分析，实现园区能源消耗的管控。

园区能源管理存在的问题

▌基础设备如何智能化的问题

传统园区基础设备跟不上技术步伐，很多设备老旧达不到更新智能化的标准，能源消耗有效数据无法获取；能源相关设备多种多样，难以进行标准统一化管理；数据无法统一采集，建筑物难以信息化，故障点位无法及时反馈。将园区建筑与基础设备智能化融合是解决此类问题的着力点。

▌园区如何进行能源高效管理的问题

当前解决园区能源管理问题，是提高能源消耗效率的关键，是节省园区运营成本的切入点。管理问题分为两个方面。一是管理人员业务素质参差不齐，其与园区能源的高效管理紧密联系，管理人员需要具备深层次的能源分析、数据管控、智能优化调节、制定相应合理方案的全面管理能力。二是技术问题，技术是能源管理中至关重要的一环，技术的革新，能为提高能源利用率、降低能耗提供核心动力。

基础设备的智能化和园区统一化管理

▌老旧设备的智能化升级

针对设备老旧问题，可以采用收集设备使用效率数据，进行改造升级的方法。仍可使用的设备，将其进行改装以达到需求的智能化标准，为数字孪生管理系统的安装或使用，加装相应传感器实现对老旧设备的实时查看与观测；对于达不到标准的设备，更换智能化物联设备。设备使用传感器连入系统，如无线测温传感器、压力传感器等，获取数据信息后，通过传感器与数字孪生管理系统的连接实现设备信息的实时处理与展示，从而得出能源管控方案。

▌基础设备实现智能化管理方法

能源智能化管理依赖基础设备的数据支撑，由基础设备的感应器、传感器或扫描仪采集到的数据传给数据接收器，再由数据接收器将数据传到数据库中储存，以备随时调用，同时数据库服务器对调用后的数据进行处理，通过SUM函数得出能源的已流量、SUMIF函数得出单个能源的已流量、AVERAGE函数得出单个能源的平均值、MAX得出能源利用最多的区域等，利用这些数据系统自动得出管控能源开放的具体方案。如当MAX函数得出的数据值超出AVERAGE函数得出的单个能源平均值时，可能能源有泄露，需及时进行修理和关闸等处理。数字孪生管理系统能源管理机制如图1所示。

▌数字孪生系统下园区智能化统一管理

数字孪生管理系统可以帮助能源管理实现智能化，主要包括可视化报警和自动化办公2个功能。

可视化报警促进能源管理智能化。数字孪生管理系统会实时检测园区能源使用情况，当数据经分析出现不规范、错误或泄露时，分布在楼宇指定位置收集数据的感应装置将发出报警信息，同时报警信息会在能源管理室通过数字孪生管理系统显示，进行实时声光警报。此时管理人员可根据系统提供的智能解决方案，对园区能源及时进行关闸和设备维修操作，实现能源的高效管理，进而达到节能减排的效果。以此来解决报警问题。

自动化办公高效解决管理问题。本系统是半自动化管理园区能源，各能源数据由数字孪生管理系统收集和处理后提供多种解决方案，管理人员根据自身经验选择其最优方案，实现管理者和系统一同工作的半自动化管理。同时数字孪生管理系统提供智能值班模式，园区的整个能源管理全由本系统操控，按照其提供的最优智能解决方案自动进行处理，实现园区的自动化能源管理。

数字孪生管理系统利用物联网技术、Web技术和建筑信息模型（building information modeling,BIM）技术的二次开发，实现了管理者能在同一时间内，了解园区内所有能源的利用分布情况，通过智能值班可及时关闭无人区能源关卡，真正实现为园区管理人员提供一站式综合管理平台，弥补管理的不足，减少能源的浪费，实现园区能源的统一化管理。

管理方式的突破与数字孪生管理系统的使用

数字孪生管理系统通过基础设施的数字化和智能化实现传统管理方式的突破，可以达到园区能源合理分配、节水节电的效果。当下需要对系统中获得的数据从时间、范围、程度等3个方面进行统计，定时采集能源消耗情况等信息，将信息进行分类整理、检测大数据并给出专业的分析，以此得到能源管控的优质方案。

数字孪生管理系统工具的运行与使用，需要园区能源管理人员对系统基础工具熟悉掌握，要进行相关知识以及应用实践的培训，了解此系统的运行与管理模式。管理人员需要能够应用相关管理框架、分布式文件系统和数据库系统的操控实现自动处理节点故障，进行能源管理的分析和预测。

数字孪生管理系统操作者只需要在管理端进行管理，排查系统提示，检查系统是否正常运行即可。对于数字孪生系统的使用，用户端是根据园区基础设备的使用者做出的定制化APP，用户可以通过系统控制水、电、暖的阀门，调节园区空调、灯、监控等基础设备的开关。用户端拥有其所属区域总体能源消耗数据的展示，为园区使用者了解能源消耗提供数据分析，并为其推荐优化管理园区能源消耗的方案。

管理端拥有数字化大屏实时反馈各设备运行情况以及能源消耗情况，实时跟踪过量消耗，对于过量消耗进行及时提示，管理人员可从数据大屏上获得Web服务器和局域网自动接收到的数据，由系统进行针对性研究并分析得出解决方案，管理人员只按照系统所提示的方案进行调控和修理即可。

管理端提供APP可供所有管理人员联动操作系统，体现了系统的时效性和便捷性，系统还能够基于数据进行分析，自行决策制定方案，极大地提高了工作效率，减少了能源的浪费。

数字孪生管理系统具有多源异构数据融合、数据驱动精确映射以及精准智慧分析协助决策的特点，能更加全面地掌控园区基础设备的实时能源消耗。系统以能源综合利用为重点，加强资源的循环利用，进行智能建筑、数字孪生、Web开发、IOT等技术融合，助力节能减排，全面提高园区能源利用效率，缓解能源紧张现状，实现环境、经济效益的最大化。

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