簡(jiǎn)婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

摘要：在全球氣候治理加速推進(jìn)與能源體系深度轉(zhuǎn)型的雙重背景下，零碳園區(qū)已然成為踐行“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的核心實(shí)踐載體。傳統(tǒng)園區(qū)能源系統(tǒng)高度依賴(lài)單一主電網(wǎng)供電模式，普遍面臨新能源消納能力不足、用能成本持續(xù)高企、碳排放總量居高難下等突出矛盾。而微電網(wǎng)通過(guò)構(gòu)建“源網(wǎng)荷儲(chǔ)充”一體化協(xié)同機(jī)制（即分布式電源、主配電網(wǎng)、柔性可調(diào)負(fù)荷、智能儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施的有機(jī)融合），并配套應(yīng)用智能化調(diào)控技術(shù)，能夠有效推動(dòng)能源系統(tǒng)向清潔低碳化、運(yùn)行柔性化、管理高效化方向演進(jìn)。

關(guān)鍵詞：零碳園區(qū)；源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化；虛擬電廠；微電網(wǎng)；碳排放管理

1、政策背景

   隨著《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》明確提出“構(gòu)建資源循環(huán)型產(chǎn)業(yè)體系”，以及《零碳園區(qū)建設(shè)規(guī)范》的逐步完善，產(chǎn)業(yè)園區(qū)正從傳統(tǒng)生產(chǎn)單元升級(jí)為“碳中和”先鋒陣地。其核心挑戰(zhàn)在于：能源結(jié)構(gòu)重構(gòu)：如何實(shí)現(xiàn)可再生能源高比例滲透與穩(wěn)定消納；碳排放精準(zhǔn)治理：如何建立覆蓋“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”全鏈路的碳管控體系；標(biāo)準(zhǔn)化與智能化協(xié)同：如何將零碳要求嵌入園區(qū)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)全周期。

2、零碳園區(qū)發(fā)展面臨的問(wèn)題

   江蘇、廣東、四川等20余省份已發(fā)布專(zhuān)項(xiàng)政策，通過(guò)財(cái)政補(bǔ)貼、土地優(yōu)惠、碳配額激勵(lì)等措施推動(dòng)園區(qū)低碳轉(zhuǎn)型。在2025年各地中，廣東省、福建省、廣西、山西、內(nèi)蒙等等多個(gè)省市自治區(qū)把零碳園區(qū)建設(shè)列入工作計(jì)劃。盡管如此，我國(guó)的零碳園區(qū)建立仍處于起步階段。在零碳園區(qū)試點(diǎn)探索過(guò)程中，隨著工作的持續(xù)推進(jìn)，一系列現(xiàn)實(shí)問(wèn)題也需要解決。

   首先，園區(qū)的碳排放統(tǒng)計(jì)、核算、報(bào)告、核查四大體系尚不健全。大多數(shù)園區(qū)對(duì)如何進(jìn)行碳排放統(tǒng)計(jì)，碳資產(chǎn)管理沒(méi)有明確概念，不明確園區(qū)碳排放基線，在具體實(shí)施過(guò)程中，缺乏明確的碳數(shù)據(jù)支持和實(shí)施路徑。其次，對(duì)配套新能源規(guī)劃建設(shè)和管理缺乏工具，建什么，建多大，怎么用，投資回收期多長(zhǎng)等等缺乏技術(shù)支撐。

   第三，隨著新型電力系統(tǒng)發(fā)展，源網(wǎng)矛盾多發(fā)，分布式發(fā)電消納難，綠電還缺乏相關(guān)政策支持，比如隔墻售電、綠電直供等政策的開(kāi)放，將更有利于零碳園區(qū)的發(fā)展。

   最后，需要合理的運(yùn)用能源管理軟件等工具，根據(jù)園區(qū)特性構(gòu)建“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”微電網(wǎng)，通過(guò)AI算法優(yōu)化能源調(diào)控，降低碳排放和能源成本。

3、技術(shù)架構(gòu)：構(gòu)建“云-管-邊-端”四層協(xié)同體系

   零碳園區(qū)微電網(wǎng)能源調(diào)控以“源網(wǎng)荷儲(chǔ)充”為核心要素，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全環(huán)節(jié)智能化協(xié)同：

   “端”層：部署智能電表、直流表計(jì)、環(huán)保網(wǎng)關(guān)、弧光保護(hù)裝置等終端設(shè)備，實(shí)時(shí)采集光伏發(fā)電、儲(chǔ)能充放電、負(fù)荷用電、充電樁運(yùn)行等全量數(shù)據(jù)，精度達(dá)毫秒級(jí)。

   “邊”層：配置微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器，作為本地“智慧大腦”，支持Modbus/104/101等協(xié)議，實(shí)現(xiàn)分布式電源、儲(chǔ)能、負(fù)荷的實(shí)時(shí)就地協(xié)同優(yōu)化。例如，在電網(wǎng)故障時(shí)，控制器可快速切換至孤島運(yùn)行模式，保障關(guān)鍵負(fù)荷供電。

   “管”層：通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)終端與云端平臺(tái)的高效數(shù)據(jù)交互，確保指令下發(fā)與狀態(tài)反饋的實(shí)時(shí)性。

   “云”層：搭建智慧能源管理平臺(tái)，集成全景監(jiān)測(cè)、功率預(yù)測(cè)、優(yōu)化調(diào)度、碳資產(chǎn)管理等功能，形成全局決策中樞。

4、安科瑞EMS3.0為助力零碳園區(qū)搭建

   安科瑞作為專(zhuān)業(yè)的智慧能源管理解決方案提供商，能為零碳園區(qū)建設(shè)提供包括碳計(jì)量電表、分布式光伏、分布式儲(chǔ)能、電動(dòng)車(chē)有序充電以及園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)等解決方案，為零碳園區(qū)的建設(shè)提供“云-邊-端"一體化解決方案，利用“云邊協(xié)同"智慧策略幫助園區(qū)充分利用好新能源，明確降碳成本效益路線圖。

4.1核心功能與架構(gòu)

   安科瑞 EMS3.0（能源管理系統(tǒng) 3.0）是專(zhuān)為零碳園區(qū)設(shè)計(jì)的智慧能源管理平臺(tái)，通過(guò) “AI + 物聯(lián)網(wǎng) + 大數(shù)據(jù)" 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源全鏈條優(yōu)化與碳管理。該平臺(tái)采用分層分布式架構(gòu)，涵蓋數(shù)據(jù)采集層（協(xié)調(diào)控制器）、邊緣計(jì)算層（實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理）、平臺(tái)層（智能分析與決策），支持多終端訪問(wèn)。

4.2功能

   在零碳或近零碳園區(qū)建設(shè)中，“光伏+儲(chǔ)能+充電"組合的被應(yīng)用到園區(qū)電網(wǎng)之中。隨著新能源占比增加，園區(qū)的管理必須依靠智慧能源管理平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)碳資產(chǎn)管理、新能源策略控制、有序充電管理、能耗分析、設(shè)備運(yùn)維等等。AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)可以幫助園區(qū)有效的管理能源，其功能包括：

  （1）綜合監(jiān)控：實(shí)現(xiàn)園區(qū)變電站、光伏、儲(chǔ)能、負(fù)荷、充電樁、環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測(cè)、可視化展示、異常告警、事件查詢、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等功能；

  （2）智能控制：協(xié)同光伏、儲(chǔ)能、負(fù)載等多種能源主體，動(dòng)態(tài)規(guī)劃智能策略，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能、光伏協(xié)調(diào)控制，比如計(jì)劃曲線、削峰填谷、防逆流、新能源消納、需量控制等；

  （3）能源分析：具備微電網(wǎng)能耗及效益分析、微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析、多維度電量分析，并進(jìn)行日、月、年能源報(bào)表統(tǒng)計(jì)；

  （4）碳資產(chǎn)管理：企業(yè)碳資產(chǎn)管理功能，包括碳盤(pán)查清冊(cè)、碳配額管理、碳排放分析、碳流向、碳盤(pán)查報(bào)告、碳交易記錄等等。

  （5）功率預(yù)測(cè)：以歷史光伏輸出功率和歷史數(shù)值天氣數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和光伏發(fā)電單元的地理位置，采用深度學(xué)習(xí)算法建立預(yù)測(cè)模型庫(kù)，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的短時(shí)和超短時(shí)功率預(yù)測(cè)，并經(jīng)進(jìn)行誤差分析；同時(shí)對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)所有負(fù)荷，基于歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析算法，預(yù)測(cè)負(fù)荷功率曲線。

  （6）優(yōu)化調(diào)度：根據(jù)分布式能源發(fā)電預(yù)測(cè)、負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，并結(jié)合分時(shí)電價(jià)、電網(wǎng)交互功率及儲(chǔ)能約束條件等因素，以用電成本為目標(biāo)，建立優(yōu)化模型，采用深度學(xué)習(xí)算法解析微電網(wǎng)運(yùn)行功率計(jì)劃，系統(tǒng)通過(guò)將功率計(jì)劃進(jìn)行分解，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏、儲(chǔ)能、充電樁的優(yōu)化控制。

5、結(jié)語(yǔ)

   零碳園區(qū)微電網(wǎng)能源調(diào)控的智能化路徑，核心在于依托“源網(wǎng)荷儲(chǔ)充”的深度協(xié)同與數(shù)字技術(shù)的深度融合，打造一個(gè)具備“自感知、自決策、自優(yōu)化”能力的能源生態(tài)系統(tǒng)。這一模式精準(zhǔn)破解了新能源消納難題、高用能成本困局以及碳排放管控挑戰(zhàn)，更通過(guò)碳資產(chǎn)管理、綠電交易等創(chuàng)新機(jī)制，為園區(qū)開(kāi)辟了新的經(jīng)濟(jì)價(jià)值增長(zhǎng)點(diǎn)。展望未來(lái)，隨著AI算法、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈等前沿技術(shù)的持續(xù)深化應(yīng)用，零碳園區(qū)微電網(wǎng)將朝著更高比例的可再生能源接入、更敏捷的負(fù)荷響應(yīng)能力、更透明的碳足跡追蹤體系方向邁進(jìn)，最終成為全球能源轉(zhuǎn)型、助力碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)