簡(jiǎn)婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

01引言

   “雙碳” 目標(biāo)的提出為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展劃定了綠色轉(zhuǎn)型的硬約束，而零碳園區(qū)作為區(qū)域低碳發(fā)展的示范單元，其建設(shè)水平直接關(guān)系到減碳路徑的落地成效。零碳園區(qū)并非簡(jiǎn)單的 ，而是通過(guò)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)模式革新、技術(shù)體系升級(jí)等綜合手段，實(shí)現(xiàn)全生命周期碳排放量與碳抵消量的動(dòng)態(tài)平衡。當(dāng)前，全國(guó)已有超過(guò) 500 個(gè)園區(qū)啟動(dòng)零碳建設(shè)試點(diǎn)，但在實(shí)踐中普遍面臨技術(shù)適配性不足、投入產(chǎn)出失衡、協(xié)同機(jī)制缺位等現(xiàn)實(shí)梗阻，亟需通過(guò)系統(tǒng)性創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)困境突圍。

02雙碳目標(biāo)下微電網(wǎng)管理的重要性

   在技術(shù)架構(gòu)上，方案采用 “云 - 邊 - 端” 三層架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、高效傳輸與智能分析。終端層部署了大量智能傳感器與計(jì)量設(shè)備，包括智能電表、水表、氣表以及碳排放監(jiān)測(cè)終端等，可對(duì)園區(qū)內(nèi)各企業(yè)的能源消耗、溫室氣體排放等數(shù)據(jù)進(jìn)行高頻采集，采樣間隔最短可達(dá) 1 分鐘，確保數(shù)據(jù)的及時(shí)性與準(zhǔn)確性。邊緣層通過(guò)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)對(duì)終端數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，過(guò)濾無(wú)效信息、壓縮數(shù)據(jù)體積，降低云端處理壓力。云端平臺(tái)則基于大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)，構(gòu)建能源管理與碳管理模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)園區(qū)能源消耗與碳排放的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、趨勢(shì)預(yù)測(cè)與優(yōu)化調(diào)控。

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。

   在核心功能方面，方案具備能源監(jiān)測(cè)與分析、智能調(diào)度與控制、碳管理與服務(wù)三大模塊。能源監(jiān)測(cè)與分析模塊可實(shí)時(shí)展示園區(qū)及各企業(yè)的能源消耗數(shù)據(jù)，包括用電量、用水量、用氣量等，并通過(guò)圖表、曲線等形式進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，幫助管理人員直觀掌握能源消耗態(tài)勢(shì)。同時(shí)，模塊還能對(duì)能源消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度分析，如同比、環(huán)比分析、負(fù)荷特性分析等，識(shí)別能源浪費(fèi)點(diǎn)。

03安科瑞微電網(wǎng)新能源管理平臺(tái)的技術(shù)架構(gòu)

數(shù)據(jù)采集層

   安科瑞微電網(wǎng)新能源管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集層如同整個(gè)系統(tǒng)的 “神經(jīng)末梢”，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地收集微電網(wǎng)內(nèi)各類(lèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。該層通過(guò)部署在光伏電站、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能設(shè)備、負(fù)荷側(cè)等的傳感器和智能儀表，采集包括電壓、電流、功率、發(fā)電量、用電量、電池狀態(tài)等關(guān)鍵信息。這些數(shù)據(jù)為平臺(tái)的后續(xù)分析和決策提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)處理與分析

   層采集到的數(shù)據(jù)被傳輸至數(shù)據(jù)處理與分析層，該層運(yùn)用先進(jìn)的大數(shù)據(jù)處理技術(shù)和算法，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、存儲(chǔ)和分析。通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，平臺(tái)能夠?qū)π履茉吹某隽M(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行分析，為微電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行提供依據(jù)。例如，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和天氣預(yù)測(cè)，平臺(tái)可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)太陽(yáng)能光伏的發(fā)電量，從而合理安排儲(chǔ)能設(shè)備的充放電。

控制與調(diào)度層

   控制與調(diào)度層是平臺(tái)的 “大腦”，根據(jù)數(shù)據(jù)處理與分析層的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)各類(lèi)設(shè)備的精準(zhǔn)控制和優(yōu)化調(diào)度。該層能夠根據(jù)新能源出力和負(fù)荷需求的變化，實(shí)時(shí)調(diào)整分布式電源的輸出功率、儲(chǔ)能設(shè)備的充放電策略以及與大電網(wǎng)的交互方式，以確保微電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。當(dāng)新能源出力大于負(fù)荷需求時(shí)，平臺(tái)可以將多余的電能存儲(chǔ)到儲(chǔ)能設(shè)備中或輸送至大電網(wǎng)；當(dāng)新能源出力不足時(shí)，平臺(tái)則可以調(diào)用儲(chǔ)能設(shè)備的電能或從大電網(wǎng)購(gòu)電，以滿足負(fù)荷需求。

可視化展示層

   可視化展示層將平臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果等以直觀、清晰的方式呈現(xiàn)給用戶。用戶可以通過(guò)監(jiān)控大屏、電腦客戶端、手機(jī) APP 等多種終端，實(shí)時(shí)查看微電網(wǎng)的發(fā)電量、用電量、碳排放 reduction 量等信息。同時(shí)，平臺(tái)還提供各類(lèi)報(bào)表和圖表，幫助用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和決策。可視化展示不僅提高了微電網(wǎng)管理的透明度，也方便了用戶對(duì)微電網(wǎng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

04安科瑞方案在零碳園區(qū)的應(yīng)用場(chǎng)景與實(shí)踐成效

   安科瑞智慧園區(qū)方案在多個(gè)零碳園區(qū)的實(shí)踐中取得了顯著成效，其應(yīng)用場(chǎng)景涵蓋了工業(yè)園區(qū)、高新技術(shù)園區(qū)等不同類(lèi)型，為園區(qū)能效提升與碳管理提供了可復(fù)制的經(jīng)驗(yàn)。

   在工業(yè)園區(qū)的應(yīng)用中，某化工園區(qū)引入安科瑞方案后，實(shí)現(xiàn)了能源與碳管理的全面升級(jí)。通過(guò)部署智能監(jiān)測(cè)設(shè)備，園區(qū)對(duì) 30 家企業(yè)的用電、用熱、燃料消耗等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，數(shù)據(jù)采集覆蓋率從原來(lái)的 40% 提升至 100%，數(shù)據(jù)誤差率控制在 3% 以內(nèi)。能源調(diào)度方面，系統(tǒng)根據(jù)光伏電站出力與企業(yè)用電負(fù)荷的變化，動(dòng)態(tài)調(diào)整儲(chǔ)能系統(tǒng)充放策略，使園區(qū)外購(gòu)火電比例降低 15%，年減少碳排放 8000 噸以上。同時(shí)，方案通過(guò)分析企業(yè)的能效數(shù)據(jù)，識(shí)別出 5 個(gè)余熱回收潛力點(diǎn)，推動(dòng)建設(shè)余熱利用項(xiàng)目，每年可回收利用余熱折合標(biāo)準(zhǔn)煤 2000 噸，新增經(jīng)濟(jì)效益 120 萬(wàn)元。在碳管理方面，系統(tǒng)自動(dòng)生成的碳排放報(bào)告通過(guò)了第三方機(jī)構(gòu)審核，為園區(qū)參與碳排放權(quán)交易奠定了基礎(chǔ)，預(yù)計(jì)每年可通過(guò)碳資產(chǎn)變現(xiàn)增加收入 50 萬(wàn)元。

05硬件選型

06結(jié)論

   零碳園區(qū)建設(shè)是實(shí)現(xiàn) “雙碳” 目標(biāo)的重要抓手，而能效提升與碳管理是零碳園區(qū)建設(shè)的核心內(nèi)容。安科瑞智慧園區(qū)方案通過(guò)構(gòu)建 “云 - 邊 - 端” 一體化技術(shù)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)園區(qū)能源消耗與碳排放的全流程、智能化管理，有效破解了數(shù)據(jù)采集碎片化、能源調(diào)度低效化、碳管理脫節(jié)化等痛點(diǎn)問(wèn)題。從實(shí)踐成效來(lái)看，該方案在不同類(lèi)型園區(qū)的應(yīng)用中均展現(xiàn)出顯著的節(jié)能降碳效果，為零碳園區(qū)建設(shè)提供了切實(shí)可行的智慧解決方案。