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数字化技术赋能下零碳智慧园区建设的探究

提供者:江苏安科瑞微电网研究院有限公司   发布时间:2026/10/9 9:06:30  阅读次数:32次  进入该公司店铺

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摘要:在碳达峰与碳中和战略不断推进的大背景下,零碳智慧园区已经成为城市实现绿色可持续发展的重要载体。伴随新一代信息技术与数字化手段迭代升级,园区的智能化低碳建设进程持续加快。本文梳理国内外数字化驱动的零碳智慧园区发展现状,从能源运营管控、基础设施搭建、数据挖掘与智能决策三个维度剖析行业应用情况,结合工程实践案例阐述数字化技术如何助力零碳智慧园区落地实施。同时结合行业发展实际,对零碳智慧园区业务发展方向给出参考建议,可为同类园区的规划建设提供实践借鉴。

关键词:双碳目标;零碳智慧园区;数字化转型;源网荷储;碳资产管理

0 引言

为落实国家 “双碳” 发展战略,我国相继出台多项政策文件,包括《关于完整准确贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》《2030 年前碳达峰行动方案》《产业园区碳达峰实施方案》《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022‑2030 年)》等一系列指导性文件。园区作为城市产业集聚的基础载体,聚集大量企业与工业生产活动,是碳排放的主要来源,也是落地双碳战略的关键阵地。

当前国内大量园区将近零碳、零碳建设作为发展目标。数字经济蓬勃发展,推动能源产业和智能化技术深度融合,打造零碳智慧园区,对国内社会经济可持续发展具备重大支撑价值。《零碳智慧园区白皮书 2022》提出,零碳智慧园区建设离不开数字技术底座支撑,不只是追求碳排放趋近于零,更要依靠技术革新,把数字化理念贯穿园区规划、建设、运营全生命周期。本文梳理国内外零碳智慧园区建设进展,剖析典型落地案例,结合双碳政策导向探究业务发展路径,为零碳智慧园区建设运营提供参考。

1 国内外零碳智慧园区发展概况

伴随着智慧城市建设持续推进,智慧园区建设规模不断扩大。全球气候变暖问题受到各国广泛关注,低碳园区、零碳园区已经成为很多国家推动城市生态建设的重要举措,沉淀了诸多可借鉴实践经验。

国内多地已经启动零碳产业园区示范项目建设,内蒙古、安徽、福建、广东等省份出台扶持政策,推动零碳产业园试点落地;宁德时代、联想、元气森林等企业陆续发布自身工业园区零碳建设规划。天津、湖南、河南、江西等省市大力推进低碳工业园区试点示范工作 [1]。

综合现有实践,零碳园区建设主要体现在三方面。在园区能源管控层面,充分挖掘本地可再生能源潜力,推广屋顶光伏等分布式发电设施,依托智能化能源管理平台完成能源数据监测,提升清洁能源消纳水平;在基础设施层面,依托数字化手段改造楼宇自控、智能照明等系统,借助数据分析优化用能模式,提升整体能源利用效率;在数据分析与决策层面,依托 AI 大模型、人工智能算法实现数据实时解析,结合物联网技术完成园区能源生产、消耗全要素的感知 [2]。

尽管国内外零碳智慧园区建设已经取得一定成效,但在能源结构优化、核心技术迭代、行业标准体系构建等方面依旧存在不少亟待破解的难题。

2 安科瑞零碳园区整体解决方案

作为智慧能源整体方案服务商,安科瑞面向零碳园区打造涵盖碳计量设备、分布式光伏、分布式储能、电动汽车有序充电、碳资产管控、智慧能源平台在内的成套产品与解决方案,构建 “云‑边‑端” 一体化技术体系,依靠云边协同的智能策略,提升园区新能源利用效率,为园区梳理降碳路径,核算降碳投入与收益。

2.1 碳计量设备‑AEM96 碳电表

碳电表是面向企业碳排放核算的新型计量装备,可以基于实际用电计量结果,结合区域、行业电碳折算系数动态核算电力消耗对应的碳排放量,真实还原企业用电环节碳排放水平。依靠碳电表采集的数据,企业可以追溯产品全生产流程碳排放情况,优化能源供给结构,构建低碳生产模式。

图1 AEM96三相多功能碳电表

AEM96 三相多功能碳电表,集成电气参数采集、分时电能统计、碳排放核算功能,内置 12 组碳排放因子参数,能够实时计算用电产生的碳排放量,实现碳排放量化计量。设备对接安科瑞碳资产管理平台,大幅降低企业碳排放统计核算工作难度。

2.2 分布式光伏整体解决方案

伴随新型电力系统建设推进,结合国能发新能规〔2025〕7 号、发改价格〔2025〕136 号文件相关要求,分布式光伏项目除设备安装之外,并网安全保护、电能质量治理、能量调度管理成为项目落地的关键。电网对光伏电站的继电保护、稳控能力、电能质量、调度通信都设置明确规范。

图2 分布式光伏建设系统图

按照《分布式电源接入电网技术规定》《电能质量管理办法(暂行)》相关标准,光伏并网点需要完成电能质量实时监测;配置防孤岛保护装置,规避孤岛运行带来的安全隐患;公共接入点安装计量与远动设备完成发电数据上传;针对 “自发自用、余电不上网” 模式,公共连接点配置防逆流保护,通过跳闸或者调节逆变器出力抑制反向送电。

为满足电网安全调度要求,项目还需要纵向加密装置、隔离装置、网络安全监测、远动网关等网络安全配套设备;光伏监控系统采集逆变器、箱变、保护测控、电能质量、计量装置的运行数据,实现本地监控同时向调度端上传信息;根据属地供电部门要求,可配套光功率预测、AGC/AVC、微机防误、分布式电源 “四可” 等子系统。

配套二次保护测控设备:

应用场景

图片

型号

功能

10kV进线柜

AM5SE-F线路保护装置

三段式过流保护,两段零序过流保护,检同期/无压三相一次重合闸,低频减载等保护功能;可设置双向方向过流保护,设置不同的方向过流保护定值。

APView500电能质量监测装置

采集进线电压以及市电进线电流,对市电侧电能质量进行监测,主要包括:电压偏差、频率偏差、2-63次谐波、0.2-62.5次间谐波、电压波动、电压闪变等稳态数据;电压暂降、电压暂升、短时中断;电压瞬态、电流瞬态。

10kV变压器出线柜

AM5SE-T变压器保护装置

三段式过流保护,两段零序过流保护,过负荷保护,高温超温保护,瓦斯保护等保护功能;采集断路器分合位、手车工作试验位/接地刀闸位置等信号;对断路器遥控分合闸功能;测量回路三相电压U,I,P,Q,PF,f,Ep,Eq等电参量。

10kV光伏并网柜

AM5SE-IS防孤岛保护装置

低电压保护,检有压自动合闸,过电压保护,低频减载,高频跳闸,频率突变跳闸,三段式过流保护,两段零序过流保护,检同期/无压三相一次重合闸保护功能;采集断路器分合位、手车工作试验位/接地刀闸位置等信号;对断路器遥控分合闸功能;测量回路三相电压U,I,P,Q,PF,f,Ep,Eq等电参量。

APView500PV电能质量监测装置

采集并网柜电压以及并网柜电流,对光伏发电侧侧电能质量进行监测,主要包括:电压偏差、频率偏差、2-63次谐波、0.2-62.5次间谐波、直流分量、电压波动、电压闪变等稳态数据;电压暂降、电压暂升、短时中断。

 ;

自动装置柜

AM5-FE频率电压紧急控制装置

采集母线电压实现多轮低频减载、多轮低压减载确保频率和电压恢复至正常值。

AM5-FA故障解列装置

监测并网点电压、电流等参数,当检测到故障时,装置会根据故障类型和位置进行自动解列,跳开并网断路器,确保故障不会进一步扩大。

升压箱变

AM6-PWC箱变测控装置

集保护,测控,通讯一体化装置,支持三段式电流保护、零序电流保护、过电压保护、低电压保护、;零序过压保护,以及非电量保护,可测量三相电流、三相电压、频率、功率因数、有功功率、无功功率具有2 个自愈型光纤通讯接口,可组光纤环网。

监控软件

Acrel-1000DP光伏电站综合自动化系统

分布式光伏电站综合自动化系统,包括遥测遥信遥控、AGC/AVC、光功率预测、防逆流保护监测、调度数据对接等,满足可观、可测、可控、可调要求。


2.3 分布式储能解决方案

储能相当于光伏发电系统的能量缓冲池,是零碳园区不可或缺的重要组成部分。依据 GB/T 36547‑2018《电化学储能系统接入电网技术规定》,储能电站的并网点必须配置防孤岛保护,发生非计划孤岛工况 2s 内完成与电网的解列操作。


图3 储能系统图

储能系统如果接入园区内部配电网,计量装置部署在储能并网点;储能单元需要具备绝缘监测能力,绝缘异常时输出告警或跳闸指令;当 BMS、PCS 本体不具备绝缘监测能力,需要增设独立直流绝缘监测设备;10kV 并网储能电站配置电能质量在线监测装置,实时监视并网点各项电能质量指标。

储能系统配套设备:

 ;

名称

图片

型号

功能

应用

微机保护装置

AM5SE-IS

防孤岛保护装置,当外部电网停电后断开和电网连接,具备防逆流监测和保护功能。

并网点或产权分界点

电能质量监测装置

APView500PV

实时监测电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、谐波等电能质量,记录各类电能质量事件,定位扰动源。

并网点

智能仪表

APM520

具有全电量测量,谐波畸变率、电压合格率统计、分时电能统计,开关量输入输出,模拟量输入输出。

主要用于高低压电能监测和电能管理

直流电能表

DJSF1352-D300

至大电流300A

可测量直流系统中的电压、电流、功率以及正反向电能等。

直流计量

 ;

DJSF1352-D600

至大电流600A

 ;

 ;

直流绝缘监测

AIM-D100-TH

监测直流系统绝缘状况

安装于储能电池直流汇流正负极

储能控制单元

ANet-ESCU

适用于储能一体柜(箱)的EMS装置,可用于磷酸铁锂电池、全钒液流电池等储能本体,对接电池管理系统(BMS)、储能逆变器(PCS)、电量计量、动力环境、消防储能柜内数据的统一采集、存储。其具备监视控制、能量协调、联动保护、经济优化增效等功能。

储能一体柜

协调控制器

ACCU-100

具备智能网关数据采集、协议转换、存储等功能之外,还具备新能源的使用策略控制功能,可以按照预设的逻辑控制光伏出力、储能充/放电、充电桩充电控制以及负荷调节等功能,并与云端平台进行交互,响应云端策略配置。

微电网光储充

本地策略调控

储能柜能量管理

系统

Acrel-2000ES

储能柜的能量管理,包括界面展示、统计分析、充放电策略控制、运行状态监测、电池信息管理以及故障报警。

储能柜上配置的能量管理系统

微电网能量管理

系统

Acrel-2000MG

对企业微电网的源(市电、分布式光伏、微型风机)、网(企业内部配电网)、荷(固定负荷和可调负荷)、储能系统、新能源汽车充电负荷进行有序管理和优化控制,实现不同目标下源网荷储资源之间的灵活互动,增加多策略控制下系统的稳定运行。

本地部署的能量管理系统

2.4 电动汽车有序充电解决方案

交通领域电气化改造是园区零碳转型重要环节,充电桩成为园区必备基础设施。安科瑞有序充电管控系统结合变压器负载、光伏发电出力、充电负荷预测数据,对充电桩实施统一调度管控,提高光伏就地消纳比例,改善微电网运行稳定性,降低整体充电用电成本。

图4 有序充电系统图


系统硬件包含 AEV200 系列交流、直流充电桩与充电堆,功率覆盖 7kW‑240kW,适配慢充、快充等不同使用场景;结合边缘控制器与 AcrelEMS5 微电网平台,动态分配充电功率,避免变压器过载。

名称

图片

型号

功能

应用

充电堆

AEV200-DC240M

分体式直流充电柜采用为一柜四桩设计,单桩至大充电功率240kW,充电电压150V-1000V,单桩至大电流250A

快充站点

直流充电桩

AEV200-DC160S

双枪,输入电压380V,至大充电功率160kW

快充站点

AEV200-DC120S

双枪,输入电压380V,至大充电功率120kW

快充站点

AEV200-DC120D

单枪,输入电压380V,至大充电功率120kW

快充站点

AEV200-DC080D

单枪,输入电压380V,至大充电功率80kW

快充站点

AEV200-DC060D

双枪,输入电压380V,至大充电功率60kW

快充站点

AEV200-DC040D

单枪,输入电压380V,至大充电功率40kW

小直流

AEV200-DC030D

单枪,输入电压380V,至大充电功率30kW

小直流

交流充电桩

AEV200-AC007D

单枪,输入电压220V,至大充电功率7kW

慢充


2.5 碳资产管理平台方案

AcrelEMS3.0 智慧能源管理平台碳资产模块内置权威碳排放因子库,符合 ISO14064‑1:2018 温室气体核算相关规范。平台可以完成碳盘查清单编制、碳配额台账管理、碳排放多维分析、碳流向追溯、盘查报告自动生成、碳交易记录归档,帮助园区搭建完整的碳排放统计‑核算‑上报‑核查业务体系,平台已经取得 SGS 符合性评估认证。

2.6 ACCU‑100BF 微电网协调控制器

ACCU‑100BF 微电网协调控制器采集光伏逆变器、储能、变压器负荷等现场数据,执行本地控制逻辑同时和云端平台交互,管控分布式电源、储能、柔性负荷的输出功率,依托经济优化模型完成光储协同调度,响应上层平台下发的策略,最大化消纳新能源。

图6 “云边端”三级控制策略结合

设备支持串口、以太网多通道接入,兼容 Modbus、IEC60870‑5、MQTT 等主流通信协议,支持云边协同运维、远程固件升级;具备阈值告警、边缘数据运算、断点续传、数据加密、4G 路由等边缘计算能力;内置防逆流、削峰填谷、需量管控、有功无功调节、光储协同等策略,也支持定制化逻辑开发;完善权限管理、数据防篡改技术保障系统与数据安全;采集电池、温控、消防信号实现设备安全预警,构建云‑边‑端三级协同控制架构。

3 AcrelEMS3.0 园区微电网智慧能源管理平台

零碳园区普遍采用 “光伏 + 储能 + 充电桩” 的建设模式,新能源占比不断提升,需要依托智慧能源平台完成综合运营管理。AcrelEMS3.0 平台集碳资产管理、新能源策略调度、有序充电、能耗统计、设备运维功能于一体。

图7 AcrelEMS3.0智慧能源管理平台

  1. 综合监控:实现变电站、光伏、储能、用电负荷、充电桩、环境参数的数据采集、可视化展示、异常告警、事件记录、报表统计;

  2. 智能协同控制:联动光伏、储能、柔性负荷,执行削峰填谷、防逆流、新能源消纳、需量管理等控制策略;

  3. 能源多维分析:开展微电网能耗、运行效益、经济性分析,自动生成日、月、年度能源统计报表;

  4. 碳资产全流程管理:碳盘查清册、配额管理、碳排放解析、碳流向追踪、盘查报告、碳交易台账;

  5. 功率智能预测:基于气象、历史发电数据,利用深度学习算法实现光伏发电短时、超短期预测;依托历史用电数据完成园区负荷预测;

  6. 优化调度运算:结合发电预测、负荷预测、分时电价、设备约束条件,以用电成本为目标求解运行方案,下发指令完成光伏、储能、充电桩协同调控。

4 结束语

零碳园区不只是简单的减排载体,更是融合能源变革、产业升级、技术创新、运营模式革新的系统性工程,是落实双碳战略的重要抓手。园区规划建设过程中,需要合理借助计量装备、智慧能源管控软件,实现各类能源资源高效利用。随着国内零碳园区项目持续落地,零碳智慧园区将成为区域绿色发展名片,也将提升我国参与全球气候治理的综合实力。


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