安科瑞 劉邁

　　摘要：。在“雙碳"戰(zhàn)略背景下，零碳園區(qū)建設(shè)已成為當(dāng)今城市綠色、可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)。隨著數(shù)字化技術(shù)以及新一代信息技術(shù)的創(chuàng)新，零碳園區(qū)的數(shù)智化建設(shè)不斷發(fā)展。本文重點(diǎn)介紹了目前國(guó)內(nèi)外數(shù)字化零碳智慧園區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀，從能源管理、基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析與決策三個(gè)方面分析數(shù)字化零碳智慧園區(qū)的應(yīng)用現(xiàn)狀，并結(jié)合具體建設(shè)案例分析數(shù)字化技術(shù)如何賦能零碳智慧園區(qū)，提出了中國(guó)聯(lián)通后續(xù)在零碳智慧園區(qū)業(yè)務(wù)領(lǐng)域發(fā)展的建議，對(duì)于零碳智慧園區(qū)建設(shè)具有一定的借鑒意義。

　　關(guān)鍵詞：零碳；智慧園區(qū)；數(shù)字化

　　一.引言

　　近年來(lái)，中國(guó)采取一系列措施來(lái)完成“雙碳"的目標(biāo)，其中包括《有關(guān)整體準(zhǔn)確全面深入踐行新發(fā)展觀抓好碳達(dá)峰碳中和管理工作的若干意見(jiàn)》、《2030年前碳達(dá)峰活動(dòng)計(jì)劃的通告》、《產(chǎn)業(yè)區(qū)域碳達(dá)峰實(shí)施》、《技術(shù)支持碳達(dá)峰碳中和實(shí)施（2022—2030年）》等。園區(qū)作為城市基礎(chǔ)單元，是我國(guó)產(chǎn)業(yè)和企業(yè)的規(guī)?；奂兀俏覈?guó)二氧化碳排放的一大主體，是推動(dòng)“雙碳"戰(zhàn)略實(shí)施的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。

　　當(dāng)前，大多數(shù)園區(qū)都致力于實(shí)現(xiàn)近零碳、零碳的發(fā)展目標(biāo)。伴隨數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)能源行業(yè)和數(shù)字化、智能化的結(jié)合變得越來(lái)越重要，構(gòu)建零碳智慧園區(qū)將為促進(jìn)中國(guó)的可持續(xù)發(fā)展提供支撐?！读闾贾腔蹐@區(qū)2022》指出，零碳智慧園區(qū)的發(fā)展是以數(shù)字技術(shù)為支撐的，它通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新，將數(shù)字化融入園區(qū)的整個(gè)發(fā)展階段。本文旨在深入探討當(dāng)前國(guó)內(nèi)外數(shù)字化零碳智慧園區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析當(dāng)前數(shù)字化零碳智慧園區(qū)的建設(shè)案例，結(jié)合中國(guó)聯(lián)通圍繞國(guó)家雙碳戰(zhàn)略的發(fā)展規(guī)劃、核心能力等，以期對(duì)零碳智慧園區(qū)業(yè)務(wù)領(lǐng)域發(fā)展提供建議。

　　二.國(guó)內(nèi)外零碳智慧園區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀

　　在智慧城市的發(fā)展下，智慧園區(qū)不斷建設(shè)。隨著數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展，溫室氣體排放引起的全球氣候變化治理已經(jīng)成為世界各國(guó)密切關(guān)注的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外把建設(shè)低碳智慧城市和低碳智慧園區(qū)作為公共政策來(lái)推動(dòng)和引導(dǎo)城市生態(tài)發(fā)展，并積累了很多成功的經(jīng)驗(yàn)。

　　目前，我國(guó)正逐步探索建立零碳智慧園區(qū)。內(nèi)蒙古、安徽、福建省和廣東省制定措施，支持發(fā)展零碳產(chǎn)業(yè)園示范性建設(shè)項(xiàng)目。寧德集團(tuán)、聯(lián)想集團(tuán)和元?dú)馍郑嬃希┑绕髽I(yè)也相繼公布了零碳工業(yè)園區(qū)計(jì)劃。天津市、湖南、河南和江西省明確提出進(jìn)行低碳工業(yè)園區(qū)試驗(yàn)[1]。

　　零碳工業(yè)園區(qū)的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾種層面：在工業(yè)園區(qū)能源管理領(lǐng)域，盡可能高比例利用能源，并利用屋頂光伏等生產(chǎn)，通過(guò)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)達(dá)到能源的高效利用，通過(guò)智能化能源管理系統(tǒng)進(jìn)行能源監(jiān)測(cè)等；在工業(yè)園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，利用數(shù)字化技術(shù)通過(guò)部署樓宇運(yùn)行系統(tǒng)、節(jié)能照明系統(tǒng)等，通過(guò)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行能源優(yōu)化，提高能源利用率；在信息分析與決策領(lǐng)域，通過(guò)DeepSeek大模型、AI等技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)分析，并利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)工業(yè)園區(qū)內(nèi)各層級(jí)的能源生產(chǎn)和使用信息進(jìn)行精準(zhǔn)、即時(shí)的全面感知[2]。

　　當(dāng)前國(guó)內(nèi)外零碳智慧園區(qū)的發(fā)展雖然取得了顯著進(jìn)展，但在能源結(jié)構(gòu)、技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)體系等方面仍面臨挑戰(zhàn)。

　　三、安科瑞能為零碳園區(qū)建設(shè)提供哪些方案

　　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。

　　3.1 碳電表

　　碳電表是一種新型的計(jì)量工具，它的出現(xiàn)是為了幫助我們更好地理解和計(jì)算企業(yè)在電力使用中的碳排放。它的工作原理是根據(jù)實(shí)際電能消耗的計(jì)量數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)計(jì)算并按照使用條件、區(qū)域等因素更新電碳因子，也就是平均每度電所蘊(yùn)含的碳排放量。這個(gè)數(shù)值是實(shí)時(shí)更新的，能夠真實(shí)反映企業(yè)電力使用中的碳排放情況。碳電表的出現(xiàn)對(duì)于企業(yè)有著非常重要的意義，有了這些數(shù)據(jù)，企業(yè)就可以追蹤產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的碳排放，根據(jù)碳排放情況優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，制定更加綠色低碳的生產(chǎn)模式。

　　AEM96三相多功能碳電表，集成三相電力參數(shù)測(cè)量、分時(shí)電能計(jì)量及碳排放統(tǒng)計(jì)，根據(jù)不同使用工況的電碳折算因子集成碳結(jié)算功能，包含12組碳排放值及對(duì)應(yīng)的碳排放因子，它能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算并給出企業(yè)生產(chǎn)用電帶來(lái)的碳排放量，讓碳排放像電能一樣方便記錄，配合安科瑞碳資產(chǎn)管理平臺(tái)，大大簡(jiǎn)化企業(yè)的碳排放統(tǒng)計(jì)工作。

圖1 AEM96三相多功能碳電表

　　3.2 分布式光伏解決方案

　　著新型電力系統(tǒng)的發(fā)展以及國(guó)能發(fā)新能規(guī)〔2025〕7號(hào)文、發(fā)改價(jià)格〔2025〕136號(hào)文相繼出臺(tái)，分布式光伏建設(shè)越來(lái)越需要面臨并網(wǎng)、運(yùn)行安全和能量管理方面的問(wèn)題，并不是建了就能用。供電部門(mén)對(duì)于分布式光伏電站并網(wǎng)保護(hù)、穩(wěn)控系統(tǒng)、電能質(zhì)量以及和調(diào)度的通信均有要求。

圖2 分布式光伏建設(shè)系統(tǒng)圖

　　根據(jù)《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》和《電能質(zhì)量管理辦法（暫行）》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)需要監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量；

　　根據(jù)《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》并網(wǎng)點(diǎn)安裝防孤島保護(hù)裝置，防止光伏電站孤島運(yùn)行；

　　并網(wǎng)點(diǎn)安裝國(guó)網(wǎng)電能計(jì)量表和遠(yuǎn)動(dòng)裝置用于上傳光伏電站發(fā)電數(shù)據(jù)，由當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)確定；

　　對(duì)于自發(fā)自用、余電不上網(wǎng)系統(tǒng)，公共連接點(diǎn)處還需要配置防逆流保護(hù)裝置，動(dòng)作與切除或調(diào)節(jié)光伏逆變器，根據(jù)要求可使用不同的控制策略。

　　配置國(guó)網(wǎng)縱向加密認(rèn)證裝置、正/反向隔離裝置、網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)網(wǎng)關(guān)等，按照電網(wǎng)要求的數(shù)據(jù)格式和安全要求接受電網(wǎng)調(diào)度；

　　光伏監(jiān)控系統(tǒng)需采集站內(nèi)逆變器、箱變、保護(hù)測(cè)控裝置、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置、防孤島保護(hù)、電能計(jì)量等數(shù)據(jù)，在本地工作站實(shí)時(shí)監(jiān)控，還需要把數(shù)據(jù)上傳給電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，接受電網(wǎng)調(diào)度；

　　根據(jù)當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)需要配置光功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)、AGC/AVC系統(tǒng)、微機(jī)防誤系統(tǒng)、“四可"系統(tǒng)等，數(shù)據(jù)上傳調(diào)度系統(tǒng)。

　　分布式光伏建設(shè)相關(guān)二次設(shè)備：

　　2.3 分布式儲(chǔ)能解決方案

　　儲(chǔ)能系統(tǒng)作為光伏發(fā)電蓄水池和中轉(zhuǎn)站，在消納光伏發(fā)電過(guò)程中起著很重要的作用。

　　按照GB/T 36547-2018《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》要求，儲(chǔ)能系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)配置要求：儲(chǔ)能電站并網(wǎng)點(diǎn)配置AM5-IS防孤島保護(hù)，非計(jì)劃孤島時(shí)應(yīng)在2s動(dòng)作，將儲(chǔ)能電站與電網(wǎng)斷開(kāi)。

　　關(guān)于儲(chǔ)能系統(tǒng)計(jì)量點(diǎn)的設(shè)置：如果儲(chǔ)能系統(tǒng)接入園區(qū)內(nèi)部電網(wǎng)，計(jì)量點(diǎn)設(shè)置在并網(wǎng)點(diǎn)。

　　儲(chǔ)能單元應(yīng)具備絕緣監(jiān)測(cè)功能，當(dāng)儲(chǔ)能單元絕緣低時(shí)應(yīng)能發(fā)出報(bào)警和/或跳閘信號(hào)通知儲(chǔ)能變流器及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，如果BMS或者PCS不具備絕緣監(jiān)測(cè)功能可單獨(dú)配置直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置。

　　通過(guò)10kV接入公用電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)電能質(zhì)量宜滿(mǎn)足GB/T19862要求的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)不滿(mǎn)足要求時(shí)，配置電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量。

圖3 儲(chǔ)能系統(tǒng)圖

　　儲(chǔ)能系統(tǒng)二次設(shè)備選型

　　2.4 有序充電解決方案

　　以電代油、以電代氣是零碳園區(qū)能源轉(zhuǎn)型中一個(gè)過(guò)程，為新能源車(chē)補(bǔ)充能源的充換電站也是必配設(shè)施。安科瑞有序充電系統(tǒng)基于預(yù)測(cè)算法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)變壓器負(fù)荷率、光伏發(fā)電和充電負(fù)荷需求預(yù)測(cè)結(jié)合充電樁的監(jiān)控、調(diào)度和管理，提高光伏發(fā)電消納，提升園區(qū)微電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性，降低充電成本。

圖4 有序充電系統(tǒng)圖

　　有序充電系統(tǒng)設(shè)備選型方案

　　2.5 碳資產(chǎn)管理方案

　　AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)碳資產(chǎn)管理采用碳排放核算因子數(shù)據(jù)庫(kù)，符合SO14064-1：2018 組織層級(jí)溫室氣體排放和清除的量化和報(bào)告指南要求，為園區(qū)提供包括碳盤(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、碳交易記錄等等功能，幫助園區(qū)建立碳排放統(tǒng)計(jì)、核算、報(bào)告、核查體系。

圖5 碳排放核算符合性評(píng)估聲明

　　2.6 微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器

　　ACCU-100BF微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器主要采集光伏逆變器、儲(chǔ)能系統(tǒng)、變壓器負(fù)荷等數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)置的新能源使用邏輯來(lái)構(gòu)建本地控制策略以及云端數(shù)據(jù)的交互，控制儲(chǔ)能設(shè)備、分布式能源、可調(diào)負(fù)荷設(shè)備的出力與電力需求，并能根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益模型在滿(mǎn)足調(diào)度的前提下，進(jìn)行光儲(chǔ)置換，響應(yīng)云端策略配置，充分消納利用新能源。

圖6 “云邊端"三級(jí)控制策略結(jié)合

　　ACCU-100BF微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器具備以下功能特點(diǎn)：

　　數(shù)據(jù)采集：支持串口、以太網(wǎng)等多通道實(shí)時(shí)運(yùn)行，滿(mǎn)足各類(lèi)風(fēng)電與光伏逆變器、儲(chǔ)能等設(shè)備接入；

　　通訊管理：支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約，可實(shí)現(xiàn)云邊協(xié)同（結(jié)合安科瑞智慧能源管理云平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)維）、OTA升級(jí)、就地/遠(yuǎn)程切換、本地人機(jī)交互（選配）；

　　邊緣計(jì)算：靈活的報(bào)警閾值設(shè)置、主動(dòng)上傳報(bào)警信息、數(shù)據(jù)合并計(jì)算、邏輯控制、斷點(diǎn)續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由；

　　策略管理：防逆流、計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、有功/無(wú)功控制、光儲(chǔ)協(xié)調(diào)等，并支持策略定制;

　　系統(tǒng)安全：基于不可信模型設(shè)計(jì)的用戶(hù)權(quán)限，防止非法用戶(hù)侵入；基于數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)安全驗(yàn)證技術(shù)，采用數(shù)據(jù)標(biāo)定與防篡改機(jī)制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)固證和可追溯；

　　運(yùn)行安全：采集分析包括電池、溫控及消防在內(nèi)的全站信號(hào)與測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行安全預(yù)警預(yù)測(cè)。

　　AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)-園區(qū)級(jí)微電網(wǎng)能源管理

　　在零碳或近零碳園區(qū)建設(shè)中，“光伏+儲(chǔ)能+充電"組合被應(yīng)用到園區(qū)電網(wǎng)之中。隨著新能源占比增加，園區(qū)的管理需要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：

　　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(xún)、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等功能；

　　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；

　　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)；

　　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。

　　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。

　　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，以用電成本低為目標(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。

圖7 AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)

　　五、結(jié)束語(yǔ)

　　零碳園區(qū)并非單一的減排單元，而是集能源轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、技術(shù)創(chuàng)新、治理改革于一體的系統(tǒng)工程，是實(shí)現(xiàn) “雙碳"（碳達(dá)峰、碳中和）目標(biāo)的關(guān)鍵抓手。其規(guī)劃和建設(shè)需要合理利用工具和能源管理軟件，來(lái)實(shí)現(xiàn)能源利用。未來(lái)，隨著更多零碳園區(qū)的建成，其不僅將成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的 “綠色名片"，更將成為中國(guó)參與全球氣候治理的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。

　　參考文獻(xiàn)：

　　數(shù)字化技術(shù)賦能的零碳智慧園區(qū)研究綜述；趙晨、張暢、楊曦、劉曉

　　張峰, 鐘賢, 謝翰忻. 智慧城市背景下低碳智慧園區(qū)建設(shè)的探索[J]. Guangdong Architecture Civil Engineering, 2023, 30(12).

　　零碳智慧園區(qū)5大建設(shè)路徑[J].房地產(chǎn)世界,2023,(14):4-7.

　　謝斐,牟思思.國(guó)內(nèi)外零碳產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)情況及政策啟示[J].當(dāng)代金融研究,2022,5(12):66-73.

　　郭寅遠(yuǎn),陳卓,賀春.園區(qū)風(fēng)光儲(chǔ)充微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2023,13(18):49-52.DOI:10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.18.011.

　　安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)