iKnos Energy
BEE Group-CIMNE
BEE Group Research Lines

Statistical learning methods for energy assessment in buildings with applications at different geographic levels


Descarbonització d'edificis comercials a través de solucions intel·ligents per l'optimització de l'ocupació i el consum energètic

Metodologia


Metodologia
Preprocessat
- Detecció de valors anòmals
- Omplir petits forats de dades
- Filtratge
Transformacions
- Dades en format requerit
Entrenament models
- Sintonització d'hiperparàmetres
Validació models
- Anàlisis biaix-desviació
- Indicadors estadístics
Generació d'escenaris
- Canvis d'ocupació en l'edifici
Càlcul estalvis
- Estalvis energètics
- Estalvis d'emissions de GHI
Dades harmonitzades
Resultats
Edificis Pilot

Metodologia




Banc Sabadell - Las Tablas
CTTI
Banc Sabadell - CBS
Cuatrecasas
Fonts energia:
- Electric
- Gas
Fonts energia:
- Electric
- Fotovoltaic
- Gas
Fonts energia:
- Electric
- Districte clima
- Gas
Fonts energia:
- Electric
- Districte clima
- Futur fotovoltaic

Models de predicció del consum d'energia

Model genèric



S'han avaluat tres models basats en algoritmes XGboost:
- El model escollit generalitza bé ja que serà aplicat a dades de diverses fonts d'energia
- La relació entre ocupació i consum variarà segons la font considerada.
- Es farà servir un model diferent per a cada font d'energia (dades amb diferents granularitats)
Models de predicció de consum d'energia
Model adaptat

Models de predicció de consum d'energia

S'ha desenvolupat un model adaptat:
- Model creat per a situacions específiques (edifici CTTI) amb dades generals de comptador que inclouen varis edificis o espais dels que només es diposa de dades de consum mensual

Edifici Pilot 1 - Banc Sabadell - Las Tablas

Dades disponibles

Edifici Pilot 1 - Banc Sabadell Las Tablas

- Dades de consum elèctric (horàries)
Tot el consum d'aquest edifici prové de l'energia elèctrica de xarxa i de gas
- Dades d'ocupació
Origen Foot Analytics
- Dades meteorològiques
Origen Meteogalicia
Origen Datadis

Avaluació dels resultats dels models

Pilot 1 - Resultats entrenament

Avaluació dels resultats dels models



En l’entrenament es veu que el model 3 no té millora respecte al 2, llavor la precipitació no sembla aportar millores a la predicció.
Període de dades comprès entre 2023 i 2024
Pilot 1 - Resultats de validació

Avaluació dels resultats del models

En la validació es veu que el model 1 es porta millor, els altres poden estar fent “overfitting”, per tant, el model 1 generalitzarà millor.


Període de dades comprès entre 2023 i 2024
Pilot 1 - Entrenament model

Avaluació dels resultats del models

Resultats del model escollit en el període definit per a l'entrenament.
Període de dades comprès entre 2023 i 2024

Pilot 1 - Validació model

Avaluació dels resultats del models
Resultats del model escollit en el període definit per a la validació.
Període de dades comprès entre 2023 i 2024


Avaluació d'escenaris de canvi d'ocupació

Pilot 1 - Escenaris plantejats

Generació d'escenaris
Diferents escenaris de canvi d'ocupació
Escenari 1
Passar ocupació de les zones P4 i P6 a P5 durant tot el període
Escenari 2
Baixar la ocupació un 15% durant tot el període
Escenari 3
Passar la ocupació de les zones P4 i P6 a P5 els divendres
Escenari 4
Passar la ocupació de les zones P4 i P6 a P5 durant el juliol
Escenari 5
Pujar la ocupació un 15% durant tot el període

Pilot 1 - Resultats escenari 1

Generació d'escenaris


Passar ocupació de les zones P4 i P6 a P5 durant tot el període
Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*
| Estalvis totals (kWh) | Estalvis CO2 aprox. (kg)* |
|---|---|
| 7000,3750 | 1820,0980 |
Pilot 1 - Resultats escenari 2

Generació d'escenaris
| Estalvis totals (kWh) | Estalvis CO2 aprox. (kg)* |
|---|---|
| 3194,885 | 830,6701 |


Baixar la ocupació un 15% durant tot el període
Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*
Pilot 1 - Resultats escenari 3

Generació d'escenaris

| Estalvis totals (kWh) | Estalvis CO2 aprox. (kg)* |
|---|---|
| -480,8634 | -125,0245 |

Passar la ocupació de les zones P4 i P6 a P5 els divendres
Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*
Pilot 1 - Resultats escenari 4

Generació d'escenaris

| Estalvis totals (kWh) | Estalvis CO2 aprox. (kg)* |
|---|---|
| 3161,041 | 821,8707 |

Passar la ocupació de les zones P4 i P6 a P5 durant el juliol
Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*
Pilot 1 - Resultats escenari 5

Generació d'escenaris
| Estalvis totals (kWh) | Estalvis CO2 aprox. (kg)* |
|---|---|
| -6933,5590 | -1802,725 |


Pujar la ocupació un 15% durant tot el període
Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*
Edifici Pilot 2 - CTTI

Dades disponibles

Edifici Pilot 2 - CTTI

- Dades de consum de diferents fonts d'energia
- Dades d'ocupació
Origen Foot Analytics
- Dades meteorològiques
Origen Meteogalicia
Orígens i granularitats diverses

Avaluació dels resultats dels models

Pilot 2 - Entrenament model

Avaluació dels resultats del models

Període de dades comprès entre 2023 i 2024
Resultats del model escollit en el període definit per l'entrenamet.

Pilot 2 - Validació model

Avaluació dels resultats del models
Resultats del model escollit en el període definit per a la validació.
Període de dades comprès entre 2023 i 2024


Avaluació d'escenaris de canvi d'ocupació

Pilot 2 - Escenaris plantejats

Generació d'escenaris
Diferents escenaris de canvi d'ocupació
Escenari 1
Baixar la ocupació un 30% durant tot el període
Escenari 2
Tancar la zona P2 els divendres durant tot el període
Escenari 3
Tancar la zona P2 durant els mesos de juliol i agost
Escenari 4
Tancar la zona P2 a partir de les 15h durant tot el període
Escenari 5
Pujar la ocupació un 30% durant tot el període

Pilot 2 - Resultats escenari 1

Generació d'escenaris

| Estalvis totals (kWh) | Estalvis CO2 aprox. (kg)* |
|---|---|
| 25432,53 | 6612,4578 |
Baixar la ocupació un 30% durant tot el període

Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*
Pilot 2 - Resultats escenari 2

Generació d'escenaris

| Estalvis totals (kWh) | Estalvis CO2 aprox. (kg)* |
|---|---|
| 2014,533 | 523,7786 |
Tancar la zona P2 els divendres durant tot el període

Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*
Pilot 2 - Resultats escenari 3

Generació d'escenaris

| Estalvis totals (kWh) | Estalvis CO2 aprox. (kg)* |
|---|---|
| 5516,743 | 1434,3530 |
Tancar la zona P2 durant els mesos de juliol i agost

Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*
Pilot 2 - Resultats escenari 4

Generació d'escenaris

| Estalvis totals (kWh) | Estalvis CO2 aprox. (kg)* |
|---|---|
| 3454,021 | 898,0455 |
Tancar la zona P2 a partir de les 15h durant tot el període

Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*
Pilot 2 - Resultats escenari 5

Generació d'escenaris

| Estalvis totals (kWh) | Estalvis CO2 aprox. (kg)* |
|---|---|
| -18976,56 | -4933,906 |
Pujar la ocupació un 30% durant tot el període

Factor (dades CNMC per 2023) = 260 g CO2eq/kWh.*
Conclusions

BEE Group Research Lines
- El fet de tindre diferents granularitats i a tindre diferents fonts d'energia que poden tindre diferents relacions amb les variables d'ocupació ha portat a triar una estratègia basada en utilitzar un model per a cada font d'energia
- Degut a que s'ha triat com a estratègia fer servir un model diferent per a cada font d'energia, el model ha de generalitzar prou bé per ser aplicable.
- En alguns casos específics, en que les dades exigeixin un tractament específic diferent a l'habitual, requeriràn un preprocessament especial, això implica que no es podrà realitzar una implementació totalment automàtica dels processos d'analítica.
- L'eina analítica ajuda a dissenyar estratègies diferents per a edificis amb comportaments diferents davant canvis d'ocupació.

Gràcies per la vostra atenció


iKnos Energy - Meeting
By CIMNE BEE Group
iKnos Energy - Meeting
- 63