在國家 “雙碳" 戰(zhàn)略的下,“十四五" 期間,各地紛紛投身于低碳園區(qū)的探索實踐。我國與省級開發(fā)區(qū)數量多達 2543 家,超八成工業(yè)企業(yè)在此集聚,創(chuàng)造了全國一半的工業(yè)總產值,卻也背負著 31% 的全國二氧化碳排放量,這凸顯了園區(qū)在實現碳中和目標中的關鍵地位。
為了助力園區(qū)低碳轉型,江蘇、廣東、四川等 20 多個省份積極響應,相繼出臺專項政策,運用財政補貼,為園區(qū)低碳項目提供資金支持;給予土地優(yōu)惠,保障零碳建設項目用地;實施碳配額激勵,激發(fā)園區(qū)降碳積極性,推動園區(qū)向低碳模式轉變。
內蒙古的鄂爾多斯零碳產業(yè)園堪稱先鋒,作為個零碳產業(yè)園,不僅在實踐中探索出切實可行的零碳路徑,還發(fā)布了個零碳產業(yè)園地方標準,從單純依賴資源逐步轉向創(chuàng)新驅動發(fā)展,為全球零碳新工業(yè)基地建設提供了寶貴經驗。
步入 2025 年,零碳園區(qū)建設在各地中成為焦點。廣東、福建、廣西等省份明確提出要 “建立一批零碳園區(qū)";山西計劃 “探索創(chuàng)建零碳產業(yè)示范區(qū)";貴州聚焦 “探索建設低碳零碳工業(yè)園區(qū)";內蒙古更是要 “推動 2.0 版零碳園區(qū)建設"。部分地區(qū)目標設定更為具體,重慶規(guī)劃開展 17 個近零碳園區(qū)建設,海南致力于讓博鰲近零碳示范區(qū)減碳 96.2% 。這些舉措表明,零碳園區(qū)建設已從理念走向實際行動,成為各地推動綠色發(fā)展的重要抓手 。
我國零碳園區(qū)建設尚處于起步階段,在試點探索進程中,隨著工作深入推進,諸多現實問題逐漸浮現。
此前,綠色園區(qū)、生態(tài)工業(yè)園區(qū)、低碳工業(yè)園區(qū)、近零碳園區(qū)、零碳智慧園區(qū)等概念與模式不斷涌現,這雖然反映了行業(yè)的積極探索,但也在一定程度上導致概念混淆,讓人難以精準把握零碳園區(qū)的內涵。專家陳呂軍指出,零碳園區(qū)是在碳達峰碳中和的大背景下,以嚴格控制碳排放總量和強度為導向,以產業(yè)低碳化和發(fā)展低碳產業(yè)為方向,將能源清潔低碳轉型作為核心,依靠技術研發(fā)應用作為支撐。通過調整產業(yè)結構、推進技術創(chuàng)新、強化管理手段等多種方式的有效整合,最終使園區(qū)碳排放逐步趨近于零的工業(yè)園區(qū) 。
零碳園區(qū)建設的關鍵在于破解 “能源轉型" 這一難題。“能源與零碳如何融合?新能源和傳統(tǒng)能源在零碳園區(qū)中分別扮演什么角色?" 陳呂軍認為,園區(qū)作為能源消耗的集中區(qū)域,實現 “雙碳" 目標的核心在于能源轉型。隨著我國電源結構中新能源占比不斷提高,新型電力系統(tǒng)的升級與建設變得刻不容緩。相關負責同志指出,要統(tǒng)籌規(guī)劃新能源就地消納和外送通道建設,通過多種方式提升電網接納能力,大力支持發(fā)展 “綠電直供" 模式,加快推進微電網、源網荷儲一體化項目建設,以此保障零碳園區(qū)的能源供應 。
建設零碳園區(qū)需直擊關鍵堵點。在夯實基礎工作的同時,應依據產業(yè)類型、地域特點、規(guī)模大小等因素,挑選具有代表性的園區(qū)開展先行先試。鼓勵東西部園區(qū)加強合作,以技術創(chuàng)新為核心驅動力,以場景應用為落地支撐,雙輪驅動促進園區(qū)零碳技術的研發(fā)與應用。基于此,提出以下建議:
精細化數字化管理物質流與能量流
構建統(tǒng)一規(guī)范的碳核算方法體系
加速標準體系制定
“一園一策" 精準施策
AcrelEMS-Zone 園區(qū)能源管理系統(tǒng),集成了電力監(jiān)控、電能質量監(jiān)測與治理、電氣安全預警、能耗分析、照明控制、新能源利用、能源收費以及設備運維等多項功能。通過這一系統(tǒng),能夠對園區(qū)能源進行統(tǒng)一監(jiān)控、運維和調度,并且支持通過 WEB 和手機 APP 訪問,還可將數據共享至智慧園區(qū)平臺,助力整個園區(qū)實現智慧化運行,為零碳園區(qū)建設提供全面、高效的技術支撐 。
在零碳園區(qū)建設需求下,智慧能源解決方案需突破傳統(tǒng)能源管理的局限,從覆蓋范圍、環(huán)節(jié)銜接、系統(tǒng)適配、服務能力四個維度實現升級,具體呈現以下四大核心特點:
相較于傳統(tǒng)方案僅聚焦單一能源或局部區(qū)域,本方案實現了 “更廣范圍、更大規(guī)模" 的統(tǒng)籌管理:一方面,打破電力、光伏、儲能、照明等各類系統(tǒng)的數據壁壘,將分散的采集控制對象(如電表、光伏逆變器、儲能變流器、照明控制器等)納入統(tǒng)一平臺,避免 “系統(tǒng)孤島" 導致的管理碎片化;另一方面,通過對全園區(qū)采集控制裝置的集中調度,優(yōu)化設備配置策略 —— 例如根據不同區(qū)域用能高峰差異,動態(tài)調整采集頻率與控制邏輯,讓數據采集更精準、設備控制更高效,顯著提升整體能源管理的有效性。
方案重點強化 “源(新能源發(fā)電)、網(電力網絡)、荷(用電負荷)、儲(儲能系統(tǒng))、充(充電設施)" 五大環(huán)節(jié)的緊密聯動,構建閉環(huán)能源生態(tài):新能源發(fā)電側(如園區(qū)光伏電站)產生的綠電,優(yōu)先通過電網供給園區(qū)負荷(如生產設備、辦公照明);當發(fā)電過剩時,多余電能存入儲能系統(tǒng),避免綠電浪費;若遇用電高峰或發(fā)電不足,儲能系統(tǒng)快速放電補能,同時引導充電樁等可調節(jié)負荷錯峰運行。通過各環(huán)節(jié)的無縫銜接,實現園區(qū)能源 “產、供、儲、用" 的高效匹配,減少對外部電網的依賴。
隨著園區(qū)新能源占比提升(如光伏、風電)和柔性負荷增加(如充電樁、智能車間),電源側輸出功率受光照、風速影響呈現強波動,負荷側用電需求也因生產調度、人員活動產生隨機變化 —— 這兩大隨機性對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提出更高挑戰(zhàn)。本方案通過實時監(jiān)測技術(如毫秒級電能質量監(jiān)測)捕捉源荷兩側動態(tài)變化,結合 AI 算法預判功率波動趨勢,提前觸發(fā)調節(jié)機制:例如當光伏出力驟降時,儲能系統(tǒng) 0.5 秒內響應補電,同時限制非必要負荷用電,確保電網頻率、電壓穩(wěn)定在安全范圍,避免因隨機性導致的供電中斷或設備損壞。
方案不止于 “數據采集與設備控制",更圍繞園區(qū)實際需求提供全維度服務:
安全層面
透明化層面
分析層面
執(zhí)行層面
協(xié)同層面
4.2 組網結構圖
4.3 功能模塊
圍繞零碳園區(qū) “安全、高效、低碳、智能" 的建設目標,智慧能源管理系統(tǒng)通過細分功能模塊,實現對園區(qū)能源全生命周期的精細化管控,從配電安全到新能源利用,從能耗分析到設備運維,形成閉環(huán)管理體系,具體功能如下:
系統(tǒng)聚焦園區(qū)核心配電場景,對中心變電站、各企業(yè)變電所、分散式箱變、新能源充電站等關鍵配電節(jié)點進行實時監(jiān)測,動態(tài)追蹤電壓、電流、功率因數等運行參數,確保配電系統(tǒng)穩(wěn)定輸出。同時,針對柴油發(fā)電機、UPS 等應急供電設備,設置異常預警機制 —— 例如當 UPS 電池容量低于閾值、發(fā)電機啟動信號異常時,系統(tǒng)會立即推送報警信息至運維人員手機端,避免突發(fā)斷電影響園區(qū)生產與運營,為園區(qū)供電可靠性提供雙重保障。
通過在電氣接頭、線路關鍵部位部署溫度傳感器與漏電監(jiān)測裝置,系統(tǒng)實時采集接電點溫度變化(如母線排、電纜接頭溫度)和線路漏電電流數據。當監(jiān)測到接電點溫度超溫(如超過 80℃)、線路漏電值異常時,系統(tǒng)會自動觸發(fā)分級報警(聲光報警 + 平臺彈窗 + 短信通知),并同步生成隱患分析報告,標注隱患位置、風險等級及可能影響范圍。管理者可依據報告快速排查,及時更換老化線路、緊固松動接頭,從源頭杜絕因電氣故障引發(fā)的火災風險。
針對園區(qū)內精密設備(如半導體車間、實驗室儀器)對電能質量敏感的特點,系統(tǒng)對各變電所主要供電回路的電能質量進行實時監(jiān)測,重點捕捉電壓暫降、諧波畸變、三相不平衡等問題。通過數據分析模塊,評估電能質量問題對園區(qū)的潛在影響 —— 例如諧波超標可能導致電機損耗增加、設備壽命縮短,電壓暫降可能造成生產線停機。基于分析結果,系統(tǒng)會自動生成定制化治理方案,如推薦在特定回路加裝有源濾波器、無功補償裝置,幫助園區(qū)改善電能質量,降低設備故障概率,提升能源利用效率。
系統(tǒng)為園區(qū)新能源規(guī)劃與運營提供全流程支持:在配置端,結合園區(qū)用能負荷、光照資源等數據,測算光伏電站、儲能系統(tǒng)的裝機容量,避免新能源配置過剩或不足;在運行端,實時監(jiān)控光伏發(fā)電量、儲能充放電狀態(tài),優(yōu)先調度綠電供給園區(qū)負荷,剩余電量存入儲能系統(tǒng)或并網,降低對傳統(tǒng)電網的依賴,從而減少電費支出。同時,系統(tǒng)還整合新能源汽車充電樁運營功能,支持充電樁狀態(tài)監(jiān)測、充電計費、預約充電等服務,完善園區(qū)綠色交通配套,提升對新能源企業(yè)、環(huán)保型項目的招商吸引力。
系統(tǒng)打破 “能源數據孤島",對園區(qū)企業(yè)、能源站、公共建筑的能耗數據進行分類分項統(tǒng)計 —— 按能源類型采集電、水、氣、冷熱量等數據,按用戶類型區(qū)分企業(yè)生產能耗、公共區(qū)域照明能耗、辦公能耗。通過可視化圖表(如能源流向 Sankey 圖、能耗趨勢曲線),直觀展示能源從供應端(如電網、光伏)到消費端(如車間、宿舍)的流轉路徑及占比。管理者可通過對比不同企業(yè)、不同時段的能耗數據,快速識別高耗能環(huán)節(jié)(如某車間單耗遠超行業(yè)平均水平),為后續(xù)節(jié)能改造指明方向。
系統(tǒng)構建全流程能源計費體系,一方面記錄園區(qū)從外部電網、燃氣公司采購能源的成本,另一方面根據企業(yè)、租戶的實際用能數據(抄表數據自動采集,避免人工誤差)生成電費、水費、氣費賬單,支持線上繳費與賬單查詢。針對園區(qū)公共區(qū)域(如路燈、停車場)的能耗,系統(tǒng)通過智能算法按企業(yè)面積、用能規(guī)模等維度進行合理分攤,確保公共能耗費用公平分配。同時,系統(tǒng)設置欠費預警功能,對逾期未繳費用戶自動發(fā)送提醒,減少呆賬壞賬風險,保障園區(qū)能源供應與使用的收支平衡。
系統(tǒng)采用 “自然光優(yōu)先 + 感應控制" 的智能照明策略,在提升人員體驗的同時節(jié)能:通過光照傳感器實時監(jiān)測室內外光線強度,當自然光充足時(如白天辦公室光照度達標),自動調暗或關閉燈光;在走廊、衛(wèi)生間、地下車庫等區(qū)域,部署人體感應傳感器,實現 “人來燈亮、人走燈滅",避免長明燈浪費。此外,管理者可通過系統(tǒng)遠程設置照明場景模式(如工作日模式、節(jié)假日模式),靈活調整照明開啟時段與亮度,進一步降低照明能耗,據測算可實現照明節(jié)能 30% 以上。
系統(tǒng)搭建數字化設備運維平臺,覆蓋運維全流程:在任務管理環(huán)節(jié),自動生成巡檢計劃(如每周對變壓器進行一次巡檢),并分配至具體運維人員;在記錄環(huán)節(jié),支持運維人員通過手機 APP 實時上傳巡檢記錄、缺陷照片、消警情況,避免紙質記錄丟失或篡改;在應急環(huán)節(jié),當設備出現故障時,系統(tǒng)自動生成搶修工單,推送至附近運維人員,同時記錄搶修進度與結果;所有運維數據實時存檔,形成設備運維檔案,便于后續(xù)追溯與設備壽命評估,提升園區(qū)設備運維的效率與規(guī)范性。
五. 平臺各子系統(tǒng)功能
5.1 電力監(jiān)控-園區(qū)
園區(qū)供電的穩(wěn)定與否,直接關系到企業(yè)生產、公共服務的正常運轉,而變電站與配電房作為能源傳輸的 “核心樞紐",其可靠運行是園區(qū)供電保障的關鍵。為此,需構建全維度、不間斷的變配電智慧監(jiān)控體系,從設備參數、開關狀態(tài)、環(huán)境條件到故障處置,實現全流程精準管控,具體方案如下:
針對園區(qū) 110kV 主變、10kV 配電、0.4kV 低壓出線等全電壓等級配電鏈路,建立設備運行數據實時采集網絡。重點監(jiān)測變壓器(油溫、負荷率、絕緣狀態(tài))、高低壓開關(分合閘電流、觸頭溫度)、無功補償柜(功率因數、補償容量)、直流屏(蓄電池電壓、充放電狀態(tài))、母排及電纜(接頭溫度、電流密度)等核心設備的電氣參數與運行狀態(tài) —— 例如當變壓器油溫超過 85℃、電纜接頭溫度突破 70℃時,系統(tǒng)會立即觸發(fā)預警,避免設備因過熱損壞;同時通過持續(xù)追蹤無功補償柜的功率因數變化,確保園區(qū)電網功率因數穩(wěn)定在 0.95 以上,減少無功損耗。
聚焦開關柜內關鍵開關設備的狀態(tài)監(jiān)測,通過部署位置傳感器、狀態(tài)指示器,實時捕捉斷路器、手車、隔離開關、負荷開關、地刀開關的分合位置 —— 例如當手車未搖至 “工作位" 卻誤發(fā)合閘指令時,系統(tǒng)會自動閉鎖操作并報警,防止帶負荷拉合閘的安全事故。此外,還同步監(jiān)測斷路器彈簧儲能狀態(tài)(確保合閘動力充足)、遠方 / 就地控制模式切換狀態(tài),避免遠程運維與現場操作沖突,保障開關設備操作的安全性與運行的合規(guī)性。
變配電設備對環(huán)境條件要求嚴苛,濕度過高易導致絕緣受潮,溫度驟變可能引發(fā)設備故障。基于此,系統(tǒng)對變電所內溫濕度、水浸、煙感、門磁、空調等環(huán)境量進行 “監(jiān)視 + 控制" 雙重管理:通過溫濕度傳感器聯動空調系統(tǒng),自動將室內溫度維持在 15-30℃、濕度控制在 40%-60%;利用水浸傳感器監(jiān)測配電房低洼區(qū)域,一旦出現積水立即觸發(fā)排水泵啟動;通過煙感探測器與門磁傳感器,實時防范火災風險與非法闖入,確保變配電環(huán)境始終符合設備安全運行標準。
當園區(qū)電力系統(tǒng)出現短路、過載、接地故障等問題時,系統(tǒng)會啟動 “三重保障機制":首先,在故障發(fā)生瞬間(毫秒級響應)發(fā)出聲光報警與手機短信通知,同步標注故障位置(如 “10kV 2 號出線柜短路");其次,自動觸發(fā)繼電保護裝置,有選擇性地切斷故障元件(如僅斷開故障出線柜,不影響其他回路供電),防止事故向主網擴散,最大限度縮小停電范圍;最后,系統(tǒng)自動記錄故障發(fā)生前后的電壓、電流波形數據,形成完整的故障檔案 —— 運維人員可通過波形分析定位故障原因(如雷擊導致的絕緣擊穿、設備老化引發(fā)的短路),為后續(xù)檢修與預防同類故障提供數據支撐,助力快速恢復供電。
電力監(jiān)控 電力監(jiān)控拓撲圖
變電站綜合自動化子系統(tǒng)圖(110KV、35KV)
綜自系統(tǒng)二次組屏
35/10k變電站一次系統(tǒng)圖
0.4kV配電系統(tǒng)一次系統(tǒng)圖
5.2 電氣安全-園區(qū)
AcrelEMS能方便的接入電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防應急照明和疏散指示系統(tǒng),各子系統(tǒng)按照國家標準建設,子系統(tǒng)調試記錄、拓撲結構、運行記錄、故障報警自動上傳至平臺,通過平臺實現對涉及電氣安全和消防的子系統(tǒng)進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理。
5.3 能效分析-園區(qū)
搭建園區(qū)計量體系,計算產品單耗、班組能耗等等;
根據用能單位類型進行分類計量;13774430992安科瑞王金晶
根據次級用能單位進行分區(qū)域或分時段采集用能數據;
根據重要用能設備進行重點用能設備能效分析,挖掘節(jié)能潛力。
5.4 智能照明控制-園區(qū)
中央控制:通過上位機集中控制
區(qū)域控制:區(qū)域照明一鍵開關
感應控制:紅外/光照度/雷達/微動感應
定時控制:設定時間自動開關
聯動控制:接受外部條件聯動控制
場景控制:預先設置不同場景進行切換
5.5 光伏、儲能、充電樁-園區(qū)
安科瑞微電網系統(tǒng)解決方案涵蓋工商業(yè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)、分布式儲能系統(tǒng)、戶用光儲系統(tǒng)、充電樁運營管理系統(tǒng)等。
通過控制、計量、通信等技術,結合光功率預測、負荷預測等算法,將分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車、電能路由器聚合在一起;平臺根據*新的電網價格、用電負荷、電網調度指令等情況,靈活調整微電網控制策略并下發(fā)給儲能、充電樁、逆變器等系統(tǒng)與設備,保證企業(yè)微電網始終安全、可靠、節(jié)約、高效、經濟、低碳的運行。
分布式儲能結構圖
5.6 智慧能源策略介紹
智慧能源管理平臺是一種集成了現代信息技術(如物聯網IoT、大數據、云計算和人工智能AI)的系統(tǒng),用于監(jiān)測、控制和優(yōu)化能源使用,以提高效率并減少浪費。13774430992
協(xié)調控制功能有:
削峰填谷:
有序充電:
需量控制:
需求響應:
融合策略:
防逆流:
柔性擴容:
5.7 微電網智慧能源平臺-能源流大屏展示
六. 子系統(tǒng)功能界面
*電力監(jiān)控
*能耗分析
*電氣安全
*預付費管理(綜合計費管理)
*智能照明
*分布式光伏
*有序充電
*環(huán)境監(jiān)測
*電能質量監(jiān)測治理
*平臺告警信息
*手機APP
*3D可視化
七. 總結
在 “雙碳" 戰(zhàn)略驅動下,我國零碳園區(qū)建設進入加速期,20 余省份出臺專項政策,多地將零碳園區(qū)納入發(fā)展規(guī)劃。然而,行業(yè)仍處于起步階段,面臨碳排放統(tǒng)計核算體系不健全、轉型思路與配套政策缺失等困境。突破的關鍵在于推進能源轉型,通過優(yōu)化電源結構、建設新型電力系統(tǒng)、發(fā)展 “綠電直供" 及源網荷儲一體化項目實現零碳目標。對此,專家提出從數字化管理、統(tǒng)一核算體系、標準制定及 “一園一策" 試點等路徑推動建設。
安科瑞 AcrelEMS-Zone 園區(qū)能源管理系統(tǒng),集成電力監(jiān)控、電氣安全、新能源管理等功能,具備廣域覆蓋、多環(huán)節(jié)協(xié)同、智能調控等優(yōu)勢,可實現園區(qū)能源統(tǒng)一監(jiān)控、運維與調度,助力零碳園區(qū)破解能源管理難題,提升能源利用效率,推動低碳轉型從規(guī)劃邁向實踐。