一、零碳园区的概念
零碳园区,作为一种创新的产业发展模式,正逐渐成为全球可持续发展的重要实践方向。它通过整合可再生能源、高效储能、智能充电设施及智慧化管理,致力于实现园区内能源生产与消耗的净碳排放趋近于零的目标。在 “双碳" 目标(2030 年前碳达峰,2060 年前碳中和)的国家战略背景下,工业园区作为我国工业产出的主要载体(贡献超 50% 工业产出)和碳排放的重要来源(约占全国总量 31%),其绿色低碳转型迫在眉睫,零碳园区已成为实现工业领域深度减排的关键路径。
二、建设零碳园区面临的挑战
尽管零碳园区前景广阔,但在实际建设过程中,仍面临诸多挑战:
能源结构复杂:如今的园区中,光伏、风电、储能、电网等多种能源来源并存,这使得能源管理变得极为复杂,难以实现高效协同。
用能负荷波动大:不同企业的生产规律不同,导致园区整体的用能负荷波动剧烈,给能源供应的稳定性带来了极大压力。
碳排放精准核算困难:由于涉及多种能源消耗和复杂的生产流程,要精确核算园区的碳排放并非易事,传统的核算方法难以满足需求。
系统独立运行形成 “数据孤岛":各个能源系统和管理系统往往独立运行,数据无法共享和交互,形成了一个个 “数据孤岛",阻碍了整体的能源优化管理。
运维成本高:复杂的能源系统和大量的设备需要专业的运维团队和高昂的运维成本,这对于园区的长期可持续发展是一个沉重的负担。
三、安科瑞智慧能源管理平台 EMS3.0 解决方案
面对这些挑战,安科瑞推出了 EMS3.0 能源管理系统,这是一款面向企业微电网(涵盖园区场景)的智慧能源管理平台,采用先进的物联网 (IoT)、大数据分析和云计算技术,构建了一个 “云(平台)- 边(本地网关 / 控制器)- 端(现场设备)" 协同的开放式分层架构,为零碳园区建设提供了全面的解决方案。
平台功能
系统总览
“源网荷储"等全量运行数据,存储展示、状态检测、运行告警.直观展示微电网系统电量、碳排、成本、设备运行等各类数据;实时呈现微电网电力数据流向和设备安全情况。
微电网运行监测
支持电站拓扑、设备监控、策略执行、态势感知、运行评价等功能。
功率预测
分布式能源、充电站、空调、常规负荷等分类预测:预测服务涵盖日前及日内多个时间尺度。
优化调度
基于能耗优、成本低和碳排放少的经济优化调度;考虑电网供电力平滑与电压稳定的安全运行调度策略;需求侧响应电网互动策略。
运行控制
光伏--防逆流
储能--防逆流、峰谷套利、需量控制、柔性扩容
光储--防逆流、新能源消纳、需量控制、动态扩容
光储充--防逆流、新能源消纳、需量控制、有序充电
源网荷储充--防逆流、新能源消纳、需量控制、有序充电、负荷柔性控制。
聚合资源
聚合微电网内光伏、储能、充电桩及空调柔性负荷;以单一虚拟电厂子站与独立电力户号接入上层负荷聚合商或虚拟电厂平台;充分发挥微电网灵活资源的调节能力,实现微电网整体收益zui大化。
碳排管理
企业、部门、区域碳排监控;碳排统计、同环比分析;支持月、年碳排报表;碳盘查报告。
能源规划
基于负荷信息、设备信息、市场信息、地理信息等内容进行优化配置,提供经济的容量配置方案。
四、系统应用实践
安科瑞 EMS3.0 已在多个类型的零碳园区 / 项目中成功应用,验证了其显著效果:
啤酒厂光伏防逆流项目
1MW 光伏装机,3 个并网点,需严格满足 “自发自用、余电不上网" 政策,避免电网考核。通过部署防逆流保护装置(刚性控制)和防逆流管理系统(柔性调节,动态控制逆变器出力),实现光伏zui大功率利用,同时确保并网断路器不因逆流跳闸,满足电力公司考核要求 。
解决方案:通过防逆流保护装置,做到刚性控制实现并网柜快速切断;通过防逆流管理系统,做到柔性调节实现光伏zui大化利用。
高速公路风光储一体化 (河南某项目)
服务区远离城市电网,供电可靠性要求高,新能源波动大,充电桩需求增长快。通过协调服务区屋顶 / 空地光伏、小型风机、储能系统与充电桩,实现能源部分自给自足,通过峰谷套利显著降低运营成本,提升供电可靠性 。
智慧能源管理软件需要兼容多个站点(一期共计266个站点)的协调控制器接入,主要实现远程集中监视和控制、能效分析、能耗及收益、数据统计、策略下发等。协调控制器可以制定并自动执行防逆流、削峰填谷、新能源消纳等控制策略,对内实现源、网、荷、储一体化协同运行。
五、硬件选型
EMS3.0 的成功运行依赖于底层可靠、兼容性强的智能硬件。核心硬件包括:
核心控制单元:ACCU-100 微电网协调控制器,作为核心边缘计算与控制单元,负责本地设备数据采集(支持多协议)、本地策略执行(如削峰填谷、备用电源切换)、与云端平台通信。具备毫秒级响应能力,适应高温、潮湿等复杂工业环境。
感知监测层设备:AMC/APM 系列多功能网络电力仪表,安装于配电回路,实时监测电压、电流、功率、电能、功率因数、频率等全电参量,是能源计量与分析的基石 ;光伏汇流箱监测装置 / 通讯管理机,采集组串式光伏逆变器或汇流箱的发电数据、运行状态 ;APView500 电能质量在线监测装置,监测电压暂降 / 暂升、谐波、闪变等。
六、结 语
建设零碳园区是国家推进 “双碳" 战略的关键举措,意义重大。安科瑞智慧能 EMS3.0 解决方案的企业微电网能碳管理平台为核心,深度融合物联网、大数据、云计算与人工智能技术,为园区提供从精准计量、碳排放核算、能效分析、智能调控到综合运维的全栈式数字化赋能,助力园区高效落实相关要求,实现绿色低碳高质量发展,为加快经济社会全面绿色转型贡献科技力量。