Case

RACE

Anvendelse af AI og real-time computing i energisektoren

RACE LØSNINGEN

Real-Time AI Computing i Energisektoren

Glaze bruger Beacon Tower sammen med Energy Cluster Denmark, Develco, Brønderslev Forsyning A/S, Broen A/S og Aalborg Universitet til at udvikle næste generation af fjernvarmeoptimeringssystemer. Projektet hedder RACE (Real-Time AI Computing in the Energy Sector) og har fokus på åbne datamodeller, fleksible og løst-koblede løsningsmoduler samt en Open Source tilgang.

Overblik

RACE-projektet (Real-time AI Computing in the Energy sector) er med succes overgået fra et demonstrationsprojekt til en valideret, kommerciel løsning til autonom optimering af fjernvarme. Ved at integrere en forudsigende digital tvilling med realtidsdata fra  ledningsnettet opnår systemet betydelige energibesparelser gennem en realtids og automatiseret “closed-loop”-styring.

Sådan fungerer AI’en: Læring og digitale tvillinger

Kernen i RACE-løsningen er en avanceret AI-arkitektur, der adaptivt håndterer kompleksiteten i varmenetværket:

  • Den Digitale Tvilling modellerer flowet i ledningsnettet: RACE gør brug af en matematisk-fysisk model af ledningsnettet (den digitale tvilling), der beregner tryk- og temperaturforhold i realtid i hele nettet. Den digitale tvilling indarbejder også GIS-topologidata, såsom rørlængder, diametre og isoleringsniveauer, for at forstå systemets termiske inerti. Den digitale tvilling kalibreres og trænes konstant med live-sensordata og produktionsdata fra SCADA. Dette sikrer en præcis spejling af den fysiske virkelighed, hvilket automatisk udglatter eventuelle huller i data om ledningsnettet, da modellen hele tiden tilpasser sig de faktiske forhold.

  • Neuralt netværk forudsiger forbruget: For at opnå høj nøjagtighed trænes forbrugmodellen på to års historiske SCADA-data, herunder fremløbs-/returtemperaturer, totalt flow på værket og nettryk. Dette kombineres med historiske vejrdata (temperatur, vindhastighed, solindstråling) og tidsmønstre (sæsonudsving og tidspunkt på dagen) for at forudsige det fremtidige varmebehov med stor præcision.

  • Selvlærende styring optimerer driften: Systemet anvender et avanceret Model Predictive Control framework, der er et specialiseret neuralt netværk til at simulere forskellige driftsscenarier. Dette gør det muligt for systemet nøjagtigt at bestemme og anvende de optimale realtids-setpunkter. Arkitekturen er selvlærende og forbedrer løbende sin optimeringsevne, efterhånden som den behandler flere driftsdata over tid.

Forretnings- og optimeringsfordele: Mere end “bare” energibesparelser

RACE leverer en omfattende business case, der rækker ud over energibesparelser (5-10 % af den samlede energiproduktion), baseret på Brønderslev Forsyning og Albertslunds Forsynings succesfulde implementeringer i den virkelige verden:

  • Infrastrukturens levetid: Ved at opretholde et lavere og mere stabilt nettryk reducerer systemet sliddet på rørnetværket og dets komponenter betydeligt, hvilket forlænger infrastrukturens samlede levetid.

  • Betydelige CAPEX-besparelser: AI-drevet balancering gør det muligt for forsyningsselskaber at maksimere kapaciteten i de eksisterende rør. Dette kan resultere i besparelser på op til 50% på fremtidige anlægsinvesteringer (CAPEX) til netværksudvidelser ved at undgå dyre røropgraderinger gennem smartere udnyttelse.

  • Integration af overskudsvarme: Beacon Tower kan integrere realtidsdata fra leverandører af overskudsvarme, såsom datacentre og supermarkeder. Dette gør det muligt for værket at optimere sit produktionsmix i realtid baseret på den tilgængelige overskudsvarme, hvilket yderligere reducerer omkostninger og CO2-udledning.

  • Driftsrobusthed og SCADA-redundans: Hvis det primære SCADA-system oplever nedbrud, cyberangreb eller systemfejl, kan driften stadig få adgang til realtidsdata om tryk og temperatur direkte via Beacon Towers webportal. Dette sikrer, at operatørerne kan fortsætte med manuel pumpedrift på et oplyst grundlag og derved forhindre systemkollaps, selv hvis den primære kontrolinfrastruktur er nede.

  • Hurtig ROI: Den estimerede tilbagebetalingstid for RACE-implementeringer ligger i intervallet fra 1,9 til 2,8 år, hvilket gør det til en attraktiv kommerciel investering for både små og store forsyningsselskaber.

HydroStates: Giver den digitale tvilling øjne i nettet

Traditionelle netværk opererer ofte på baggrund af antagelser. HydroStates leverer den faktiske sandhed gennem patenterede sensorer, der giver realtidsdata om tryk, temperatur og flow fra strategiske punkter. Disse sensorer fungerer som AI’ens “øjne” og leverer det højopløselige feedback, der kræves for sikkert at sænke temperaturer og tryk uden at risikere forsyningssvigt eller kavitation i ledningsnettet. AI’en kan også indarbejde data fra f.eks. Kamstrup målere og andre leverandørers data.

Beacon Tower: Sørger for systemfleksibilitet

Beacon Tower fungerer som den centrale DataOps-motor, der muliggør det autonome og fleksible økosystem. Den leverer den sikre tovejskommunikationsvej, der tillader, at AI-beregnede optimeringer kan udføres øjeblikkeligt på den lokale OT-infrastruktur.
Platformen er 100 % hardware- og leverandøragnostisk, hvilket betyder, at den kan forbindes til alle typer sensorer, PLC’er, SCADA-systemer og databaser uanset producent. Dette eliminerer “vendor lock-in” og sikrer forsyningen fuld frihed til at vælge de mest optimale tekniske komponenter og at anvende de eksisterende systemer, herunder 3. parts systemer fra leverandører som f.eks. Grundfos (iGrid), Kamstrup (målerdata via READy) og Danfoss (LeanHeat).

Strategiske fordele

  • Uafhængighed af Big Tech: RACE bygger på standardiseret, højtydende programmering frem for proprietære tjenester fra globale tech-giganter, hvilket sikrer, at forsyningsselskaberne beholder fuld kontrol over deres intelligens.

  • NIS2-compliance: En robust hybrid implementeringsmodel gør det muligt at afvikle systemet on-premise (lokalt), hvilket sikrer maksimal datasuverænitet og overensstemmelse med de seneste europæiske direktiver for cybersikkerhed.

  • Uafhængig af Leverandører: Løsningen er 100 % softwarebaseret og fungerer med ethvert sensor- eller SCADA-brand, hvilket eliminerer vendor lock-in.

Dette er et projekt støttet af EUDP – Energiteknologisk Udviklings- og Demonstrationsprogram i Danmark. Projektet har et budget på ca. 13 mio DKK.

Mere information

Er du i interesseret i at høre mere? Så kontakt gerne Jakob Appel, Managing Partner i Glaze, på jakob.appel@glaze.dk eller +45 26 17 18 58 for mere information.