PRIN 2022 招标公告。2022年2月2日第104号决定
项目名称：HERA（Holistic Energy Recovery Agent）
CUP代码： D53D23003910006
预算：€ 68.500
负责人 U.R.： Prof. Umberto Berardi
其他研究单位或可能的子单位：
那不勒斯费德里科二世大学（负责人：Annamaria Buonomano 教授）
罗马第一大学（研究单位负责人 U.R. – Davide Astiaso Garcia 教授）
项目简要说明
HERA（Holistic Energy Recovery Agent）项目立足于城市能源转型背景，旨在应对日益增长的减排、提升能源效率以及增强城市系统韧性的需求。具体而言，该项目着重开发可持续能源园区的整体化设计与管理方法，将其定义为由相互连接的建筑组成的集群，能够与能源网络进行智能互动。这些系统整合可再生能源、储能系统和先进的能源管理策略，同时纳入电动交通和用户行为的作用。所提出的方法基于多尺度动态仿真平台，可对建筑、能源基础设施和能源流进行建模，并从能源、环境和经济等方面评估其性能。
目的
项目旨在支持高韧性、灵活且低排放能源园区的设计与优化，推动城市规划与能源之间的融合。在此背景下，HERA致力于弥补现有城市建模工具的不足，开发能够以综合方式呈现建筑、能源系统和网络，并通过先进仿真与优化算法支持决策过程的解决方案。此外，项目还旨在促进需求响应、能源共享和部门耦合等创新策略的应用，从而提高能源园区的能源自给能力，降低对化石能源的依赖。
预期成果
项目预期成果首先包括开发一个创新性的模拟与优化平台，用于分析复杂城市片区的能源行为，并从技术、系统和管理策略等方面确定最高效的配置方案。此外，还将构建用于表征建筑物和能源系统的先进模型，包括简化模型（Reduced Order Models），以缩短计算时间并促进大规模应用。项目还计划开展真实且具有代表性的案例研究与分析，用于验证所开发的方法，并生成可迁移的数据集和知识。另一项成果是制定可持续能源片区建设与管理的指南和设计标准，以及开发基于优化、人工智能和预测模型的先进能源管理策略。
已取得的成果
项目活动结束时，HERA 项目在科学和应用层面均取得了显著成果，为推进城市系统能源转型相关知识和工具的发展作出了切实贡献。
首先，项目开发了一个创新性的动态模拟与优化平台。该平台基于长期多节点优化模型（H2RES），能够以集成方式对建筑群和复杂城市片区的能源行为进行建模。平台可以分析能源需求、可再生能源生产、储能系统与电网基础设施之间的相互作用，从而确定在能源效率、减排和系统灵活性方面的最佳配置。
与此同时，项目还开发了用于表征建筑物和能源系统的先进模型，包括简化模型（Reduced Order Models），能够在准确性与计算时间之间实现良好平衡。这些工具使整个城市片区能够得到高效模拟，从而可以分析复杂场景，并探索不同的改造和能源管理策略。
另一项成果涉及制定和实施先进的能源管理策略，所依据的机制包括需求响应、能源共享以及多能源载体整合（电力、热能和交通）。在此领域，项目开发了优化算法以及基于人工智能和机器学习的方法，能够改善能源流管理，提高城市片区的能源自给能力和韧性，即使在可再生能源具有间歇性的情况下亦然。
