零碳園區(qū)建設的突破之路

安科瑞電氣股份有限公司 安全用電負責人 蔡禹

中國超過80%的工業(yè)企業(yè)集中在園區(qū)，園區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值平均占到全國的50%，碳排放量占全國的31%。2024年經(jīng)濟工作會議提出“建立一批零碳園區(qū)"，這是在經(jīng)濟工作會議中提出建立零碳園區(qū)。要求建設一批零碳工廠和零碳工業(yè)園區(qū)，將零碳園區(qū)納入工業(yè)綠色發(fā)展的重點工作。國家發(fā)布政策，為零碳園區(qū)的設施升級提供了具體支持和資金保障。當前，在我國建立零碳園區(qū)會遇到哪些問題？又該如何突破？

1 零碳園區(qū)發(fā)展面臨的問題

江蘇、廣東、四川等20余省份已發(fā)布專項政策，通過財政補貼、土地優(yōu)惠、碳配額激勵等措施推動園區(qū)低碳轉型。在2025年各地中，廣東省、福建省、廣西、山西、內(nèi)蒙等等多個省市自治區(qū)把零碳園區(qū)建設列入工作計劃。盡管如此，我國的零碳園區(qū)建立仍處于起步階段。在零碳園區(qū)試點探索過程中，隨著工作的持續(xù)推進，一系列現(xiàn)實問題也需要解決。

首先，園區(qū)的碳排放統(tǒng)計、核算、報告、核查四大體系尚不健全。大多數(shù)園區(qū)對如何進行碳排放統(tǒng)計，碳資產(chǎn)管理沒有明確概念，不明確園區(qū)碳排放基線，在具體實施過程中，缺乏明確的碳數(shù)據(jù)支持和實施路徑。

其次，對配套新能源規(guī)劃建設和管理缺乏工具，建什么，建多大，怎么用，投資回收期多長等等缺乏技術支撐。

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，綠電還缺乏相關政策支持，比如隔墻售電、綠電直供等政策的開放，將更有利于零碳園區(qū)的發(fā)展。

最后，需要合理的運用能源管理軟件等工具，根據(jù)園區(qū)特性構建“源網(wǎng)荷儲一體化"微電網(wǎng)，通過AI算法優(yōu)化能源調控，降低碳排放和能源成本。

2 安科瑞能為零碳園區(qū)建設提供哪些方案

安科瑞作為專業(yè)的智慧能源管理解決方案提供商，能為零碳園區(qū)建設提供包括碳計量電表、分布式光伏、分布式儲能、電動車有序充電以及園區(qū)智慧能源管理平臺等解決方案，為零碳園區(qū)的建設提供“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。

2.1 碳電表

碳電表是一種新型的計量工具，它的出現(xiàn)是為了幫助我們更好地理解和計算企業(yè)在電力使用中的碳排放。它的工作原理是根據(jù)實際電能消耗的計量數(shù)據(jù)，動態(tài)計算并按照使用條件、區(qū)域等因素更新電碳因子，也就是平均每度電所蘊含的碳排放量。這個數(shù)值是實時更新的，能夠真實反映企業(yè)電力使用中的碳排放情況。碳電表的出現(xiàn)對于企業(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)過程的碳排放，根據(jù)碳排放情況優(yōu)化電源結構，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)測量、分時電能計量及碳排放統(tǒng)計，根據(jù)不同使用工況的電碳折算因子集成碳結算功能，包含12組碳排放值及對應的碳排放因子，它能夠實時計算并給出企業(yè)生產(chǎn)用電帶來的碳排放量，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，大大簡化企業(yè)的碳排放統(tǒng)計工作。

圖1 AEM96三相多功能碳電表

2.2 分布式光伏解決方案

分布式光伏是零碳園區(qū)新能源建設的，隨著新型電力系統(tǒng)的發(fā)展以及國能發(fā)新能規(guī)〔2025〕7號文、發(fā)改價格〔2025〕136號文相繼出臺，分布式光伏建設越來越需要面臨并網(wǎng)、運行安全和能量管理方面的問題，并不是建了就能用，建了便可以有穩(wěn)定收益的。供電部門對于分布式光伏電站并網(wǎng)保護、穩(wěn)控系統(tǒng)、電能質量以及和調度的通信均有要求。

圖2  分布式光伏建設系統(tǒng)圖

①　       根據(jù)《分布式電源接入電網(wǎng)技術規(guī)定》和《電能質量管理辦法（暫行）》等相關標準和規(guī)范要求，光伏電站并網(wǎng)點需要監(jiān)測并網(wǎng)點電能質量；

②　       根據(jù)《分布式電源接入電網(wǎng)技術規(guī)定》并網(wǎng)點安裝防孤島保護裝置，防止光伏電站孤島運行；

③　       并網(wǎng)點安裝國網(wǎng)電能計量表和遠動裝置用于上傳光伏電站發(fā)電數(shù)據(jù)，由當?shù)毓╇姴块T確定；

④　       對于自發(fā)自用、余電不上網(wǎng)系統(tǒng)，公共連接點處還需要配置防逆流保護裝置，動作與切除或調節(jié)光伏逆變器，根據(jù)要求可使用不同的控制策略。

⑤　       配置國網(wǎng)縱向加密認證裝置、正/反向隔離裝置、網(wǎng)絡安全監(jiān)測裝置、遠動網(wǎng)關等，按照電網(wǎng)要求的數(shù)據(jù)格式和安全要求接受電網(wǎng)調度；

⑥　       光伏監(jiān)控系統(tǒng)需采集站內(nèi)逆變器、箱變、保護測控裝置、電能質量監(jiān)測裝置、防孤島保護、電能計量等數(shù)據(jù)，在本地工作站實時監(jiān)控，還需要把數(shù)據(jù)上傳給電網(wǎng)調度系統(tǒng)，接受電網(wǎng)調度；

⑦　       根據(jù)當?shù)毓╇姴块T需要配置光功率預測系統(tǒng)、AGC/AVC系統(tǒng)、微機防誤系統(tǒng)、“四可"系統(tǒng)等，數(shù)據(jù)上傳調度系統(tǒng)。

分布式光伏建設相關二次設備：

2.3 分布式儲能解決方案

儲能系統(tǒng)作為光伏發(fā)電蓄水池和中轉站，在消納光伏發(fā)電過程中起著很重要的作用。

按照GB/T 36547-2018《電化學儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術規(guī)定》要求，儲能系統(tǒng)的微機保護配置要求：儲能電站并網(wǎng)點配置AM5-IS防孤島保護，非計劃孤島時應在2s動作，將儲能電站與電網(wǎng)斷開。

關于儲能系統(tǒng)計量點的設置：如果儲能系統(tǒng)接入園區(qū)內(nèi)部電網(wǎng)，計量點設置在并網(wǎng)點。

儲能單元應具備絕緣監(jiān)測功能，當儲能單元絕緣低時應能發(fā)出報警和/或跳閘信號通知儲能變流器及計算機監(jiān)控系統(tǒng)，如果BMS或者PCS不具備絕緣監(jiān)測功能可單獨配置直流絕緣監(jiān)測裝置。

通過10kV接入公用電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)電能質量宜滿足GB/T19862要求的電能質量監(jiān)測裝置，當儲能系統(tǒng)的電能質量指標不滿足要求時，配置電能質量在線監(jiān)測裝置監(jiān)測并網(wǎng)點電能質量。

圖3  儲能系統(tǒng)圖

儲能系統(tǒng)二次設備選型

2.4 有序充電解決方案

以電代油、以電代氣是零碳園區(qū)能源轉型中一個的過程，為新能源車補充能源的充換電站也是必配設施。安科瑞有序充電系統(tǒng)基于預測算法，可以實現(xiàn)對企業(yè)變壓器負荷率、光伏發(fā)電和充電負荷需求預測結合充電樁的監(jiān)控、調度和管理，提高光伏發(fā)電消納，提升園區(qū)微電網(wǎng)的運行可靠性，降低充電成本。

圖4  有序充電系統(tǒng)圖

有序充電系統(tǒng)設備選型方案

 碳資產(chǎn)管理方案

AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺碳資產(chǎn)管理采用碳排放核算因子數(shù)據(jù)庫，符合SO14064-1：2018 組織層級溫室氣體排放和清除的量化和報告指南要求，為園區(qū)提供包括碳盤查清冊、碳配額管理、碳排放分析、碳流向、碳盤查報告、碳交易記錄等等功能，幫助園區(qū)建立碳排放統(tǒng)計、核算、報告、核查體系。

圖5  碳排放核算符合性評估聲明

2.6 微電網(wǎng)協(xié)調控制器

ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調控制器主要采集光伏逆變器、儲能系統(tǒng)、變壓器負荷等數(shù)據(jù)，根據(jù)設置的新能源使用邏輯來構建本地控制策略以及云端數(shù)據(jù)的交互，控制儲能設備、分布式能源、可調負荷設備的出力與電力需求，并能根據(jù)經(jīng)濟效益模型在滿足調度的前提下，進行光儲置換，響應云端策略配置，充分消納利用新能源。

圖6 “云邊端"三級控制策略結合

ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調控制器具備以下功能特點：

數(shù)據(jù)采集：支持串口、以太網(wǎng)等多通道實時運行，滿足各類風電與光伏逆變器、儲能等設備接入；

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，可實現(xiàn)云邊協(xié)同（結合安科瑞智慧能源管理云平臺進行遠程運維）、OTA升級、就地/遠程切換、本地人機交互（選配）；

邊緣計算：靈活的報警閾值設置、主動上傳報警信息、數(shù)據(jù)合并計算、邏輯控制、斷點續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由；

策略管理：防逆流、計劃曲線、削峰填谷、需量控制、有功/無功控制、光儲協(xié)調等，并支持策略定制;

系統(tǒng)安全：基于不可信模型設計的用戶權限，防止非法用戶侵入；基于數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)安全驗證技術，采用數(shù)據(jù)標定與防篡改機制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)固證和可追溯；

運行安全：采集分析包括電池、溫控及消防在內(nèi)的全站信號與測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)運行安全預警預測。

3 AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺-園區(qū)級微電網(wǎng)能源管理

在零碳或近零碳園區(qū)建設中，“光伏+儲能+充電"組合的被應用到園區(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來實現(xiàn)碳資產(chǎn)管理、新能源策略控制、有序充電管理、能耗分析、設備運維等等。AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺可以幫助園區(qū)有效的管理能源，其功能包括：

l                      綜合監(jiān)控：實現(xiàn)園區(qū)變電站、光伏、儲能、負荷、充電樁、環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測、可視化展示、異常告警、事件查詢、報表統(tǒng)計等功能；

l                      智能控制：協(xié)同光伏、儲能、負載等多種能源主體，動態(tài)規(guī)劃智能策略，實現(xiàn)儲能、光伏協(xié)調控制，比如計劃曲線、削峰填谷、防逆流、新能源消納、需量控制等；

l                      能源分析：具備微電網(wǎng)能耗及效益分析、微電網(wǎng)經(jīng)濟運行分析、多維度電量分析，并進行日、月、年能源報表統(tǒng)計；

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

l                      功率預測：以歷史光伏輸出功率和歷史數(shù)值天氣數(shù)據(jù)為基礎，結合數(shù)值天氣預報數(shù)據(jù)和光伏發(fā)電單元的地理位置，采用深度學習算法建立預測模型庫，實現(xiàn)光伏發(fā)電的短時和超短時功率預測，并經(jīng)進行誤差分析；同時對微電網(wǎng)內(nèi)所有負荷，基于歷史負荷數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析算法，預測負荷功率曲線。

l                      優(yōu)化調度：根據(jù)分布式能源發(fā)電預測、負荷預測結果，并結合分時電價、電網(wǎng)交互功率及儲能約束條件等因素，以用電成本為目標，建立優(yōu)化模型，采用深度學習算法解析微電網(wǎng)運行功率計劃，系統(tǒng)通過將功率計劃進行分解，實現(xiàn)對光伏、儲能、充電樁的優(yōu)化控制。

圖7  AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺

4 零碳園區(qū)建設是實現(xiàn)雙碳目標的重要途徑

零碳園區(qū)并非單一的減排單元，而是集能源轉型、產(chǎn)業(yè)升級、技術創(chuàng)新、治理改革于一體的系統(tǒng)工程，是實現(xiàn) “雙碳"（碳達峰、碳中和）目標的關鍵抓手。其規(guī)劃和建設需要合理利用工具和能源管理軟件，來實現(xiàn)高效的能源利用。未來，隨著更多零碳園區(qū)的建成，其不僅將成為區(qū)域經(jīng)濟的 “綠色名片"，更將成為中國參與氣候治理的核心競爭力之一。