概述
在全球“双碳”目标引领下,工业园区的绿色低碳转型已从“可选项”变为“必答题”。“迈向零碳工业园”不仅是履行社会责任、应对气候变化的必然要求,更是重塑园区核心竞争力、实现高质量发展的战略机遇。在这一进程中,智慧能源管理系统扮演着至关重要的角色,它不再是简单的节能工具,而是驱动园区实现能源体系智能化、清洁化和高效化的“智慧大脑”,从根本上重塑园区的吸引力与竞争力。1.
驱动经济效益,实现“降本增效”新突破•
精细化降本:系统通过对用能数据的深度挖掘,精准识别能耗盲点与浪费环节,实现按需供能、削峰填谷,显著降低企业的用能成本和园区的整体运营成本。•
能效最大化:它能够优化园区内分布式能源(如光伏、风电)、储能系统、充电桩及用能设备的协同运行,提升综合能源效率,将每一度电、每一份热的价值发挥到jizhi。2.
赋能绿色发展,打造“零碳品牌”新名片•
精准碳核算与溯源:系统可实现对园区碳排放的实时监测、精准计量与追踪溯源,为碳足迹管理、碳交易和实现“零碳”目标提供可信、透明的数据基石。•
高比例绿电消纳:通过智能调度和预测算法,有效平抑可再生能源的波动性,最大化就地消纳园区自产的绿色电力,降低对外部化石能源的依赖,构建绿色、韧性的能源供应体系。3.
构建产业生态,提升“战略价值”新高度•
增强投资吸引力:一个具备先进、稳定、低成本绿色能源保障的工业园区,对注重ESG(环境、社会和治理)表现的企业具有强大的磁吸效应,成为吸引高端产业落户的关键优势。•
催生新业态:基于能源系统产生的海量数据,可衍生出能源审计、碳资产管理、需求侧响应等创新服务,为园区开辟新的经济增长点,推动产业生态向高端化、服务化升级。
安科瑞园区微电网能源管理
安科瑞作为专业的智慧能源管理解决方案提供商,能为零碳园区建设提供包括碳计量电表、分布式光伏、分布式储能、电动车有序充电以及园区智慧能源管理平台等解决方案,为零碳园区的建设提供“云-边-端”一体化解决方案,利用“云边协同”智慧策略帮助园区充分利用好新能源,明确降碳成本效益路线图。
2.1 碳电表
碳电表是一种新型的计量工具,它的出现是为了帮助我们更好地理解和计算企业在电力使用中的碳排放。它的工作原理是根据实际电能消耗的计量数据,动态计算并按照使用条件、区域等因素更新电碳因子,也就是平均每度电所蕴含的碳排放量。这个数值是实时更新的,能够真实反映企业电力使用中的碳排放情况。碳电表的出现对于企业有着非常重要的意义,有了这些数据,企业就可以追踪产品生产过程的碳排放,根据碳排放情况优化电源结构,制定更加绿色低碳的生产模式。
AEM96三相多功能碳电表,集成三相电力参数测量、分时电能计量及碳排放统计,根据不同使用工况的电碳折算因子集成碳结算功能,包含12组碳排放值及对应的碳排放因子,它能够实时计算并给出企业生产用电带来的碳排放量,让碳排放像电能一样方便记录,配合安科瑞碳资产管理平台,大大简化企业的碳排放统计工作。

图1 AEM96三相多功能碳电表
2.2 分布式光伏解决方案
分布式光伏是零碳园区新能源建设的shouxuan,随着新型电力系统的发展以及国能发新能规〔2025〕7号文、发改价格〔2025〕136号文相继出台,分布式光伏建设越来越需要面临并网、运行安全和能量管理方面的问题,并不是建了就能用,建了便可以有稳定收益的。供电部门对于分布式光伏电站并网保护、稳控系统、电能质量以及和调度的通信均有要求。

图2 分布式光伏建设系统图
① 根据《分布式电源接入电网技术规定》和《电能质量管理办法(暂行)》等相关标准和规范要求,光伏电站并网点需要监测并网点电能质量;
② 根据《分布式电源接入电网技术规定》并网点安装防孤岛保护装置,防止光伏电站孤岛运行;
③ 并网点安装国网电能计量表和远动装置用于上传光伏电站发电数据,由当地供电部门确定;
④ 对于自发自用、余电不上网系统,公共连接点处还需要配置防逆流保护装置,动作与切除或调节光伏逆变器,根据要求可使用不同的控制策略。
⑤ 配置国网纵向加密认证装置、正/反向隔离装置、网络安全监测装置、远动网关等,按照电网要求的数据格式和安全要求接受电网调度;
⑥ 光伏监控系统需采集站内逆变器、箱变、保护测控装置、电能质量监测装置、防孤岛保护、电能计量等数据,在本地工作站实时监控,还需要把数据上传给电网调度系统,接受电网调度;
⑦ 根据当地供电部门需要配置光功率预测系统、AGC/AVC系统、微机防误系统、“四可”系统等,数据上传调度系统。
分布式光伏建设相关二次设备:

2.3 分布式储能解决方案
储能系统作为光伏发电蓄水池和中转站,在消纳光伏发电过程中起着很重要的作用,在零碳园区建设中必不可少。
按照GB/T 《电化学储能系统接入电网技术规定》要求,储能系统的微机保护配置要求:储能电站并网点配置AM5-IS防孤岛保护,非计划孤岛时应在2s动作,将储能电站与电网断开。
关于储能系统计量点的设置:如果储能系统接入园区内部电网,计量点设置在并网点。
储能单元应具备绝缘监测功能,当储能单元绝缘低时应能发出报警和/或跳闸信号通知储能变流器及计算机监控系统,如果BMS或者PCS不具备绝缘监测功能可单独配置直流绝缘监测装置。
通过10kV接入公用电网的储能系统电能质量宜满足GB/T19862要求的电能质量监测装置,当储能系统的电能质量指标不满足要求时,配置电能质量在线监测装置监测并网点电能质量。

图3 储能系统图
储能系统二次设备选型

2.4 有序充电解决方案
以电代油、以电代气是零碳园区能源转型中一个必不可少的过程,为新能源车补充能源的充换电站也是必配设施。安科瑞有序充电系统基于预测算法,可以实现对企业变压器负荷率、光伏发电和充电负荷需求预测结合充电桩的监控、调度和管理,提高光伏发电消纳,提升园区微电网的运行可靠性,降低充电成本。

图4 有序充电系统图
有序充电系统设备选型方案

2.5 碳资产管理方案
AcrelEMS3.0智慧能源管理平台碳资产管理采用碳排放核算因子数据库,符合SO14064-1:2018 组织层级温室气体排放和清除的量化和报告指南要求,为园区提供包括碳盘查清册、碳配额管理、碳排放分析、碳流向、碳盘查报告、碳交易记录等等功能,帮助园区建立碳排放统计、核算、报告、核查体系。

图5 碳排放核算符合性评估声明
2.6 微电网协调控制器
电网协调控制器主要采集光伏逆变器、储能系统、变压器负荷等数据,根据设置的新能源使用逻辑来构建本地控制策略以及云端数据的交互,控制储能设备、分布式能源、可调负荷设备的出力与电力需求,并能根据经济效益模型在满足调度的前提下,进行光储置换,响应云端策略配置,充分消纳利用新能源。

图6 “云边端”三级控制策略结合
电网协调控制器具备以下功能特点:
数据采集:支持串口、以太网等多通道实时运行,满足各类风电与光伏逆变器、储能等设备接入;
通讯管理:支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 、IEC 、IEC 、MQTT等通信规约,可实现云边协同(结合安科瑞智慧能源管理云平台进行远程运维)、OTA升级、就地/远程切换、本地人机交互(选配);
边缘计算:灵活的报警阈值设置、主动上传报警信息、数据合并计算、逻辑控制、断点续传、数据加密、4G路由;
策略管理:防逆流、计划曲线、削峰填谷、需量控制、有功/无功控制、光储协调等,并支持策略定制;
系统安全:基于不可信模型设计的用户权限,防止非法用户侵入;基于数据加密与数据安全验证技术,采用数据标定与防篡改机制,实现数据固证和可追溯;
运行安全:采集分析包括电池、温控及消防在内的全站信号与测量数据,实现运行安全预警预测。
EMS3.0智慧能源管理平台
在零碳或近零碳园区建设中,“光伏+储能+充电”组合必不可少的被应用到园区电网之中。随着新能源占比增加,园区的管理必须依靠智慧能源管理平台来实现碳资产管理、新能源策略控制、有序充电管理、能耗分析、设备运维等等。AcrelEMS3.0智慧能源管理平台可以帮助园区有效的管理能源,其功能包括:
l 综合监控:实现园区变电站、光伏、储能、负荷、充电桩、环境数据的采集、监测、可视化展示、异常告警、事件查询、报表统计等功能;
l 智能控制:协同光伏、储能、负载等多种能源主体,动态规划智能策略,实现储能、光伏协调控制,比如计划曲线、削峰填谷、防逆流、新能源消纳、需量控制等;
l 能源分析:具备微电网能耗及效益分析、微电网经济运行分析、多维度电量分析,并进行日、月、年能源报表统计;
l 碳资产管理:企业碳资产管理功能,包括碳盘查清册、碳配额管理、碳排放分析、碳流向、碳盘查报告、碳交易记录等等。
l 功率预测:以历史光伏输出功率和历史数值天气数据为基础,结合数值天气预报数据和光伏发电单元的地理位置,采用深度学习算法建立预测模型库,实现光伏发电的短时和超短时功率预测,并经进行误差分析;对微电网内所有负荷,基于历史负荷数据,通过大数据分析算法,预测负荷功率曲线。
l 优化调度:根据分布式能源发电预测、负荷预测结果,并结合分时电价、电网交互功率及储能约束条件等因素,以用电成本最低为目标,建立优化模型,采用深度学习算法解析微电网运行功率计划,系统通过将功率计划进行分解,实现对光伏、储能、充电桩的优化控制。

图7 AcrelEMS3.0智慧能源管理平台
我国在低碳零碳转型过程中,也 树立了一些典型案例。内蒙古鄂尔多斯零碳 产业园以“风光氢储”为核心,构建绿色能 源供应体系,满足其 80% 的能源需求,实 现了从资源优势到产业优势的转化,其 2.0 版本致力于零碳全面升级,推动标准升级与 衔接,实现可复制推广模式。江苏无锡零碳 园区作为江苏省内首个以零碳为主题的科技 产业园,聚焦构建“一核九园二社区”的产城融合格局,以技术研发为主线打造核心区 试点示范,如无锡星洲零碳工业园分布式光 伏年发电量超 2500 万千瓦时,绿电交易预 计达 1400 万千瓦时。福建浦城工业园区通 过建立“星空地”一体化的碳排放监测及节 能降碳管理服务体系,减少县域碳排放,构 建低碳经济发展模式,项目覆盖四个园区, 共计 131 家企业,通过部署 CEMS 监测设 备、电碳表、激光雷达等高科技手段,实现 对企业碳排放的实时监测和数据采集。利用“电—碳”模型和智能电力监控,优化 能源使用和管理。宁德时代零碳工厂依托极 限制造体系,利用人工智能等技术,在高效 运作的降低能耗与碳排放,3 年内生产 每组电池耗时 1.7 秒且缺陷率低,劳动生产 率提高 75%,单位能耗降低 10%,碳排放 量降低 57%,近期还发布了“零碳战略”, 明确 2025 年实现核心运营碳中和及 2035 年 价值链碳中和的目标。

