15.6 讨论情况

为 Smarthood 概念提出的能源系统能够通过利用各个系统组件提供的灵活性, 实现近乎完全的电网独立性. 水生系统，特别是，有一个积极的

** 表 15.4** 水生系统的灵活需求

表 海神 tr 类 = “标题” 日 组件 /th 日 数量级 /th 日 灵活性 /th /tr /thead Tbody tr 类 = “奇数” td 行跨度 =3 泵 /td td 0.05—0.15 kwsube /分支管理方案/苏加利用方案 /td td 行跨度 =3 并非所有泵都必须连续运行。 主要工艺（氧气控制、氨控制、COSub2/Sub 控制、储罐更换、悬浮固体控制）必须持续运行。 pH 缓冲液加液、反洗程序、水交换或备用氧气等较小的工艺无需连续运行 /td /tr tr 类 = “偶数” td 1—3 /小组 /td /tr tr 类 = “偶数” td 8,76—28,26 毫米/分/年 /td /tr tr 类 = “奇数” TD 行跨度 =2 照明 /td td 80—150 瓦/多功能喷雾器 /td TD 行跨度 =2 植物需要 ~4—6 小时的黑暗，其余的一天，他们可以人为地点燃。 这使得大约 0（夏季）到 12 小时（冬季）的灵活额外照明 /td /tr tr 类 = “偶数” td 容量系数为 10 — 20%，这将导致 28—105 Mwhsube/小/年度克苏贝/分级 /td /tr tr 类 = “奇数” TD 行跨度 =2 空间供暖（地板下）和水产养殖罐加热 /td td 444 千瓦位/小方/上度保护单位2/单位/年份 /td TD 行跨度 =2 由于混凝土地面的高热量以及 RAS 罐内的水量大，热负荷非常灵活 /td /tr tr 类 = “奇数” td 177,8 兆瓦/分/年 /td /tr tr 类 = “偶数” TD 行跨度 =2 蒸馏装置 /td td 50千瓦/小米/小/年 /td TD 行跨度 =2 蒸馏装置在热水（70—90 ℃）上运行，可以 具有显著的灵活性（MEMSYS 2017） /td /tr tr 类 = “奇数” td 166,4 兆瓦/分/年 /td /tr /tbody /表格

影响系统的整体灵活性。 凭借 95.38% 的电源自给自足，该系统的性能优于以往研究中评估的任何其他经济上可行的系统（de Graaf 2018）。

控制架构 _ 促进分散的本地能源经济，例如 Smarthoods 概念中提出的经济，需要一个平台来跟踪邻里发生的所有点对点交易。 相应的对等网络可以归类为多代理系统（MAS）方法，其中多个节点（例如家庭或公用事业建筑）作为独立代理，具有自己的目标（例如最大限度地降低成本或最大限度地节能）和相应的决策过程。 由于系统的复杂性，这种权力下放、多代理人的决策方法是必要的。 计算分层、自上而下和集中控制体系结构所需的信息太多，变量太多。

_Blockchain _ 基于区块链的多代理系统控制架构可能提供必要的框架来适应分散的点对点网络。 大量的分布式节点确保了网络的稳定性和安全性，并且可以使用挖掘的替代方法：铸造。 通过铸造，令牌/硬币是根据真实世界的设备（如智能能量米）提供的数据生成的。 只要这些信息来源可以信任，即这些设备可以防篡改，就可以创建一个安全和独立的分类账，使各利益攸关方可以在其中交换货物（例如电力）和服务（例如需求方管理）。 使用智能合约，灵活性交易等复杂服务可以编程到系统的控制架构中。

_ 物联网 _ Smarthood 系统中的组成部分，如热泵、温室照明或 UASB，都可以使用连接互联网的传感器和执行器（称为物联网）进行控制。 物联网传感器网络允许大量采集数据，从鱼缸养分浓度到电池负载周期，所有这些数据都是按时间步进进行的。 这些数据可用于验证数值模型并优化系统的动态控制。

_ 人工智能 _ 优化 Smarthood 系统的控制可以通过使用人工智能算法（例如遗传编程（进化算法）或机器强化学习）分析数据来完成。 例如，通过机器强化学习，将一组操作及其对环境的影响作为输入参数传递给算法，以及系统的当前状态和累积目标/成本函数。 可以在每个家庭实施一个逐步改进的启发式决策过程，它将动态适应情况，以便找到一个接近最佳的决策方案，管理住宅和 Smarthood 内的能量流动。 每个房子都可以运行这样的算法，因此，可以创建一个称为多代理系统 (MAS) 的多节点控制系统架构，该体系结构在计算上相对便宜（与集中控制相比）-并且接近最佳。

Legal Barriers Smarthood 概念的各个方面的高度创新性，例如多发电微电网、多循环水生系统和非传统的城市规划要求，带来了一系列独特的挑战需要克服。 对于其中许多挑战，目前的监管框架不足以适应 Smarthoods 概念中提出的发展。

例如，当有一个当地市场，各种 prosumer（同时发电的消费者）可以在自由市场中进行无摩擦的对等能源交易时，微电网 _ 最能发挥作用。 然后，市场力量将努力建立一个当地能源市场，在这个市场中，当地的供求将导致能源价格波动。 这种价格波动将激励智能能源解决方案，例如能源储存、需求侧管理或灵活的能源生产。 在大多数欧盟国家，由于法规，目前不可能建立自由的当地市场；通过电表的每千瓦时都必须缴纳税费，消费者的电价是固定的，不允许公司在没有第三方干预的情况下参与能源市场方称为 _聚合器 _。 随着微电网项目的发展预计将有所增加，监管者必须找到方法促进当地能源市场，以便充分发挥高度一体化微电网的潜力（见例 15.2）。

** 示例 15.2**

荷兰监管框架内最近取得的进展是实验性法律，允许少数精心挑选的项目（例如 de Ceuvel，例 Z.1）允许能源合作社成为自己的分销系统运营商，就好像它们在一米长的连接后面一样 这项法律表明荷兰监管机构意识到前面提到的法律障碍，因此很可能导致在不久的将来修订现行电力法，以便更好地适应微电网的发展。

在大多数欧盟国家，在再利用经处理的黑水进行鱼类和植物生产方面也存在一些法律障碍，因为必须确保完全消除人类病原体。 关于水产学法律框架的更多信息可参阅 [第 20 章](欧洲联盟中的水产养殖公司/文章/第 20 章规章框架)。