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智能微电网系统在零碳园区的适配性实践

在国家“双碳”战略纵深推进的关键阶段,国家发展改革委、工业和信息化部、国家能源局于2025年6月联合发布《关于开展零碳园区建设的通知》(发改环资〔2025〕910号),明确提出以能源结构转型为核心、以技术创新为引擎的零碳园区建设路径。通知要求园区“因地制宜发展绿电直连、新能源就近接入增量配电网等绿色电力直接供应模式”,并强调通过多能互补系统与智慧化管理平台实现高比例可再生能源消纳,最终达成单位产值碳强度下降30%、综合能效提升至85%以上的刚性目标。

然而,政策落地面临三重现实挑战:

1. 绿电消纳困境:光伏发电“午剩夜缺”导致自用率不足50%,余电上网反而推高综合用电成本;

2. 储能经济性瓶颈:用户侧配储初始投资高,传统调度策略下日均充放不足1次,回本周期超5年;

3. 系统协同缺失:分布式电源、负荷与储能“各自为战”,虚拟电厂聚合能力不足。

在此背景下,安科瑞EMS3.0智慧能源管理平台以动态调度-多能互补-碳排溯源三位一体的技术架构,成为破解政策目标与实施痛点矛盾的关键载体:

- 政策合规性支撑:平台集成AEM96三相碳电表实时核算碳排放,自动生成符合GHG Protocol的碳报告,直接响应《通知》中“建立碳足迹追踪体系”的要求;

- 经济效益转化:通过AI预测负荷曲线(误差<5%)与动态电价策略,在无锡某园区实现绿电自用率从40%跃升至85%,峰谷套利收益提升150%,将储能回本周期压缩至3年内;

- 系统韧性重构:以“电-热-冷-气”多能流协同技术,支撑长三角某工业园可再生能源渗透率达95%,碳排放强度下降62.5%,远超政策基准线。

安科瑞EMS3.0正从技术工具升级为零碳园区的智慧操作系统——其通过将《通知》中“能碳管理平台”“虚拟电厂参与电力市场”等抽象要求,转化为企业可执行的“降本-合规-创收”动作链,为国家级零碳园区申报提供可量化、可复制的技术范式。




一、 安科瑞EMS3.0系统:技术构架与核心功能

1.1 分层分布式架构:构建“云-边-端”协同体系

EMS3.0采用开放的分层分布式网络结构,涵盖设备层、传输层、数据层、应用层,实现能源数据的全链路闭环管理:

设备层:部署多功能电力仪表、光伏监测装置、储能PCS、充电桩、智能电表等,覆盖电、水、气、热等多能源类型,支持Modbus、IEC 60870等通信协议,兼容90%以上工业设备。

传输层:通过边缘计算网关(如ANet智能通信管理机)实现数据本地预处理与加密传输,支持断点续传、失电报警,确保数据稳定性。

数据层:基于云计算平台存储实时/历史数据,提供API接口与第三方系统(ERP、MES、IBMS)无缝对接,打破数据孤岛。

应用层:集成发电预测、经济调度、碳排管理、智能运维等模块,通过AI算法动态优化能源策略。


1.2 核心功能:从监测到优化的全生命周期管理

发电预测与消纳:基于机器学习算法,结合历史数据与气象信息,预测光伏发电功率,动态调整发电计划。例如,在浙江某能源集团项目中,系统接入3台光伏逆变器,实现发电数据实时采集,光伏消纳率提升至85%。

经济性配置:通过优化算法,为企业提供光伏装机容量与储能配比的优化方案。某高速公路风光储一体化项目通过储能动态充放电策略,降低峰值负荷30%以上,年节约电费超60万元。

柔性扩容与需量控制:储能系统在电价低谷充电、高峰放电,减少企业基础电费。某电池厂项目通过EMS3.0实现用电可靠性提升30%,变压器超容风险下降80%。

多策略错峰充电:支持“先入先充”“竞价策略”“邀约策略”等模式,优化充电负荷。浙江某项目对2台汽车充电桩和3台电瓶车充电桩实施分时调度,降低充电成本25%。

双向能量交互:支持电动汽车V2G(车辆到电网)技术,低谷充电、高峰反向放电,提升能源利用灵活性。系统聚合分布式资源形成虚拟电厂,参与电网调峰辅助服务,预计可提升整体收益15%-20%。


二、 软件系统特色界面:简洁清晰、功能全面、美观智能

2.1 看得见、管得住的能源全景图

实时监测市电、光伏、储能等68项关键参数,动态呈现能源拓扑网络,负荷预测准确度高达95%!

三维建模+GIS地理信息,让能源数据“活”起来,手机/电脑随时随地掌控全局。

2.2 智能优化,让每一度电都“物尽其用”

削峰填谷:储能设备在电价低谷充电、高峰放电,某光伏电站案例显示,电费支出减少20%!

柔性扩容:用电超载时,储能系统秒级响应放电,避免变压器过载风险,某高速项目峰值负荷降低30%!

2.3 碳能协同,绿色转型“有据可依”

内置碳排放核算模型,自动生成报告,某半导体工厂光伏消纳率提升至85%,碳排放强度对标行业基准!

2.4 安全防御,全时守护能源“生命线”

电气火灾预警响应迅速,孤岛运行模式保障关键负荷不断电,浪涌保护设备在线诊断,运维效率提升3倍!

2.5 虚拟电厂,把能源“变”成钱

聚合光伏、储能、充电桩资源,参与电网调峰或电力市场交易,某能源集团案例中,用户综合用能成本下降18%-25%!

三、 技术融合:构网型技术与智能微电网的协同创新

3.1 分层协同控制架构:实现源网荷储动态平衡

系统采用“省-地-配-台-户”五级分层协同模式,覆盖多等级电网。例如,厦门“钻石型”配电网通过该架构,将供电可靠率大幅提升,故障隔离重构时间缩短至毫秒级。

在工业园区场景中,系统提前72小时预测光伏发电与用电负荷,动态调整储能充放电策略。浙江某能源集团项目数据显示,EMS3.0将光伏消纳率提升至85%,电费支出降低约20%。

3.2 多能互补算法:优化分布式资源配置

系统集成光伏、储能、充电桩、可控负荷等资源,构建虚拟电厂(VPP)。通过博弈论功率协调分配技术,实现分布式能源与充电设施的灵活互动。例如,聚合50个工业园区资源参与电力市场交易,预计提升整体收益15%-20%。

支持“先入先充”“竞价策略”“邀约策略”等充电模式,优化用电负荷。浙江某项目中,系统对2台汽车充电桩和3台电瓶车充电桩实施分时调度,降低峰值负荷30%以上。

四、 特色硬件产品:提供数据支撑和安全保障

4.1 监测类仪表产品

4.2 保护测控类产品

4.3 电能质量类产品

结语:

安科瑞EMS3.0系统的实践证明,构网型技术与智能微电网的融合不仅是技术层面的突破,更是能源系统底层逻辑的重构。它通过模拟自然界的自组织特性,赋予电网“感知-决策-执行”的类生命体能力,使能源系统在应对不确定性时更具韧性与弹性。未来,随着AI算法、数字孪生及区块链技术的进一步渗透,EMS3.0系统将推动微电网向“零碳、自治、开放”方向演进,为全球能源转型提供“中国方案”,助力构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系。

作者介绍:

安跃强,男,现任职于安科瑞电气股份有限公司,主要研究方向为为智能电网供配电。电话咨询:15000353828(同微信)

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