1 政策背景与需求分析
河北省作为中国重要的工业基地,正处于经济转型升级与绿色低碳发展的关键时期。为积极响应国家"双碳"战略,河北省近年来密集出台了一系列零碳园区支持政策。2025年8月,河北省工业和信息化厅印发了《关于建立河北省零碳工厂零碳工业园区培育库的通知》,明确提出围绕石化化工、钢铁、建材等主导产业,遴选优质企业、园区入库培育,通过2-3年时间建设一批零碳工厂和零碳工业园区典型案例。此举旨在加快全省工业绿色低碳转型,积极稳妥推进工业领域碳达峰碳中和。
安科瑞崔怡蒙 152-167-512-08
政策要求园区和企业必须满足多项严格指标,包括管理制度和发展规划、清洁能源利用、绿色低碳产业发展、能碳管理系统建设、绿色低碳技术设备支撑、碳抵消等具体方面。特别是对于工业园区,指标涵盖绿色低碳产业增加值占比、绿色工厂占比、工业固体废弃物综合利用率、碳捕集利用与封存规模等。这些政策既为园区低碳发展划清路径,也倒逼工厂加快低碳转型步伐。
河北省现有国家级和省级开发区、高新区等园区近180家,近年来分批推动具备条件的园区实施减污降碳循环化改造,采取编制企业碳排放数据控制方案、核算评价企业超基准碳排放量等措施,推动零碳发展理念融入园区建设全过程。政策还鼓励省级及以上绿色工厂、绿色工业园区先行先试,不断挖掘节能降碳潜力,在节能降碳工艺技术创新、先进技术应用、数字化绿色化协同转型等方面进行开创性探索。
面对这些政策要求,园区和企业迫切需要一套全面高效的能源与碳管理系统来实现:
- 碳排放的精准监测与核算
- 清洁能源的高效利用
- 能源成本的优化控制
- 碳资产的专业管理
安科瑞EMS3.0微电网智慧能源管理平台应运而生,为零碳园区建设提供了全方位解决方案,助力园区实现能源与碳排放的精细化管理。
表:河北省零碳园区政策主要要求与解决方案对应关系
政策要求 具体指标 安科瑞EMS3.0解决方案
清洁能源利用 可再生能源占比、分布式光伏弃光率≤5% AI光储协同算法提升绿电消纳率至95%
碳排放管理 碳排放统计监测、碳抵消 内置ISO14064碳核算引擎,误差≤3%
绿色低碳产业 绿色产业增加值占比、绿色工厂占比 多能协同优化,降低碳排放强度
数字化管理 能碳管理系统建设 "云-边-端"一体化架构,全景能源监控
2 安科瑞EMS3.0解决方案概述
安科瑞EMS3.0智慧能源管理平台采用分层分布式架构,构建了"云-管-边-端"一体化系统,满足微电网运行监视多面化、安全分析智能化、调整控制前瞻化、全景分析动态化的需求。该系统集成了物联网(IoT)、大数据、云计算和人工智能(AI)等现代信息技术,用于监测、控制和优化能源使用,提高效率并减少浪费,完成不同目标下光储充资源之间的灵活互动与经济优化运行。
2.1 系统整体架构
- 设备层(端):包含源侧(光伏逆变器、储能PCS、柴油发电机等)、网侧(智能电表、电能质量监测装置、断路器等)、荷侧(生产线、空调、照明等高能耗设备)、储侧(磷酸铁铝电池、超级电容等储能系统)和充侧(电动汽车充电桩及管理系统)各类终端设备。该层通过ANET系列物联网关、智能终端进行150+类设备毫秒级数据采集,构建物理世界数字镜像。
- 边缘层(边):部署本地能源管理服务器和ACCU-100协调控制器,实现数据预处理、本地化控制及应急响应。边缘层支持多协议接入,具备策略执行器功能(内置16类控制策略模板,如削峰填谷/光储置换/需量控制)。在网络中断等异常情况下,边缘层仍可执行预设策略,确保系统稳定运行。
- 平台层(云):AcrelEMS3.0云端平台作为整个系统的"智慧大脑",提供能源全景监控、负荷预测、优化调度、碳排分析等功能。平台采用AI驱动的机器学习算法,实现超短期至中期的精准负荷预测与调度优化;支持柔性扩容,短期用电超容时,储能快速响应,避免变压器改造投入;具备多协议兼容能力,支持Modbus、IEC 104等协议,无缝接入第三方系统(充电桩、空调、消防等)。
2.2 平台核心功能
安科瑞EMS3.0平台融合物联网、大数据、AI算法与电力自动化技术,支持光伏、储能、电网、充电桩、负荷等多源多元接入,具备以下核心功能:
- 系统总览与运行监测:实时展示"源-网-荷-储"全链路数据,支持电量、碳排、成本等多维度可视化分析,实现能源流全透明,告别"糊涂账"。
- 功率预测与优化调度:基于气象、历史数据与机器学习算法,实现超短期、短期和中期的发电与负荷预测,支持经济、安全、低碳等多目标调度。
- 协调控制:支持光伏防逆流、储能峰谷套利、需量控制、柔性扩容、有序充电等策略,实现多能源协同控制。
- 碳排管理:提供企业、部门、区域层级的碳排放监测、统计与报告功能,内置ISO14064碳核算引擎,误差≤3%,自动生成政府直报数据,助力用户实现碳盘查与碳资产管理。
- 智能运维:通过设备档案管理、运维流程数字化、专家报告等功能,提升设备可靠性,降低维护成本。
3 关键技术深度解析
3.1 多能协同控制与优化技术
安科瑞EMS3.0平台通过多能协同与优化调度技术,能够完美集成光伏、储能、充电桩等多种设备,实现光储充一体化调度。在实际运行中,系统可根据实时光照强度、用电负荷以及电价等因素,智能调节光伏的发电功率、储能系统的充放电状态以及充电桩的工作模式。通过这种多能协同,园区的就地消纳率可超95%,大大减少了对外部电网的依赖,降低了用电成本。
系统还支持虚拟电厂(VPP)功能,通过聚合园区内可调节负荷资源,参与电力市场交易。这种生态协同发展模式,不仅为园区带来了额外的经济收益,还提升了园区在能源市场中的地位,促进了能源资源的优化配置。具体而言,系统具备以下核心控制策略:
- 削峰填谷:储能低谷充电、高峰放电,降低用电成本。通过在不同时段调整储能系统的充放电状态,有效平衡电网负荷,减少峰谷差。
- 需量控制:抑制负荷尖峰,避免超容罚款。系统实时监测用电负荷,当预测到可能超过合同容量时,自动调整可控负荷或启动储能放电,避免因超容而产生的高额电费。
- 有序充电:充电桩按变压器容量动态控制功率,平衡负载。针对电动汽车充电负荷,系统根据电网状态和电价信号,智能调整充电功率和时段,实现有序充电。
- 柔性扩容:储能临时"顶容"支持临时负荷冲击。当园区出现临时性负荷增加时,储能系统可快速响应,提供额外电力支持,避免变压器过载。
- 防逆流保护:控制光伏反送电,满足并网规范。当光伏发电量超过本地负载需求时,系统自动防止电力反向输送到电网,确保电网安全。
3.2 碳排管理与碳资产优化
安科瑞EMS3.0平台在碳排管理方面具有突出优势。系统集成AEM96三相多功能碳电表,创新性地将电力参数测量与碳排放统计相结合,根据不同使用工况的电碳折算因子,实时计算企业生产用电带来的碳排放量。该产品集成12组碳排放值及对应的碳排放因子,让碳排放像电能一样方便记录,大大简化企业的碳排放统计工作,为零碳园区建设提供数据基础。
平台内置ISO14064碳核算引擎,误差≤3%,能够自动生成政府直报数据,满足天津市政策要求的"园区必须构建数字化能源与碳管理体系"的要求。系统提供企业、部门、区域层级的碳排放监测、统计与报告功能,帮助企业制定低碳生产计划,规避欧盟碳关税等贸易壁垒。
碳管理功能主要包括:
- 碳排监测:实时追踪碳排放足迹,精确到车间、产线、设备,轻松应对核查与申报。
- 碳效分析:动态监控单位能耗碳排放、清洁能源占比等关键指标,自动预警,确保目标达成。
- 碳资产管理与交易:记录碳资产变化,提供碳交易决策支持,帮助企业实现碳资产价值最大化。
- 减排路径模拟:基于历史数据和预测分析,为企业提供最优减排路径规划。
3.3 大数据与AI驱动预测优化
安科瑞EMS3.0平台采用先进的机器学习算法,能够对园区未来96小时的负荷与发电量进行精准预测,准确率>85%。这种精准的预测能力为能源调度提供了可靠依据,使管理者能够提前做好能源调配计划,避免能源的浪费与短缺。
系统通过AI算法自动识别"跑冒滴漏"、发现能效洼地,给出精准节能建议,把钱省在刀刃上。AI光储协同算法可提升绿电消纳率至95%,并通过需量管理降低基础电费15%-30%。对于钢铁等高碳行业,系统还可定制能效优化算法,实时调控冲击负荷,助力企业规避力调电费罚款。
平台还采用了断点续传和数据加密技术,确保信息安全。即使在网络不稳定的情况下,数据也能完整地传输到系统中,避免数据丢失。同时,数据加密技术有效防止了数据被窃取或篡改,保障了园区能源数据的安全性。
4 实施路径与建议
4.1 分阶段实施步骤
基于河北省零碳园区建设要求,结合安科瑞EMS3.0平台特点,我们建议采用以下分阶段实施路径:
- 第一阶段:能源与碳排信息化
建立完善的能源与碳排放监测体系,实现"看得清"的基础目标。部署智能传感设备(如AEM96三相碳电表),完成能源数据的全面采集和碳排放的精准计量。此阶段重点是构建数据基础,实现能源流和碳流的透明化。
- 第二阶段:能源管理与优化控制
在信息化基础上,实现"管得好"的中级目标。部署ACCU-100协调控制器,实施削峰填谷、需量控制、光储协同等优化策略。此阶段重点是通过多能协同和优化调度,降低能源成本,提高能源利用效率。
- 第三阶段:零碳规划与持续优化
在前两个阶段基础上,实现"降得下"的高级目标。基于历史数据和预测分析,制定园区零碳发展规划,参与碳市场交易和绿色电力交易。此阶段重点是实现园区的低碳、零碳运营,提升园区绿色竞争力。
4.2 政策对接与资源整合
为确保零碳园区建设顺利实施,需要充分利用政策支持和整合相关资源:
- 政策对接:密切关注河北省零碳工厂、零碳工业园区培育库的相关政策,积极申请入库培育,争取在绿色低碳改造、大规模设备更新以及"两重""两新"项目申报中的政策支持。
- 资金利用:充分利用工业技改补助、绿色金融等资金支持政策,降低项目投资成本。有条件的地方可申请财政资金奖励,提高项目经济性。
- 技术合作:与高校、科研机构开展合作,共同开展节能降碳工艺技术创新、先进技术应用、数字化绿色化协同转型等方面的开创性探索。
- 人才培养:鼓励高校增设相关学科专业,为零碳园区建设储备力量。同时,出台优惠政策,吸引国内外优秀人才加入,提升园区人才竞争力。
表:安科瑞EMS3.0平台实施阶段与主要任务
实施阶段 主要任务 预期效果 政策对接点
第一阶段:信息化 部署监测设备,构建数据采集网络 实现能源与碳排可视化 申报监测系统建设项目
第二阶段:优化控制 实施协调控制策略,整合分布式能源 降低用电成本15%-30% 申请节能技术改造补贴
第三阶段:零碳运营 参与碳市场交易,购买绿电绿证 实现园区碳中和运营 申报零碳园区示范项目
5 案例实践与成效分析
5.1 案例一:广东某能源集团光储一体柜项目
广东某能源集团采用安科瑞EMS3.0平台,实施了光储一体柜项目。该项目通过光储协同控制,实现削峰填谷、新能源高效消纳,显著降低用电成本。具体而言,系统根据实时电价信号和负荷需求,智能控制储能系统的充放电时机,在电价低谷时充电,在电价高峰时放电,大幅降低了用电成本。
项目还实现了需量管理,通过抑制负荷尖峰,避免了超容罚款。系统实时监测用电负荷,当预测到可能超过合同容量时,自动调整可控负荷或启动储能放电,避免因超容而产生的高额电费。经实际运行数据统计,该项目年降低电费支出显著,投资回收期短于预期。
5.2 案例二:上海某研究院智慧能源项目
上海某研究院采用安科瑞EMS3.0平台,整合了光伏、储能、充电桩与电力监控系统,实现了能源集中管理与充电服务增值。该系统实现了以下功能:
- 多能协同优化:根据实时光照强度、用电负荷以及电价等因素,智能调节光伏的发电功率、储能系统的充放电状态以及充电桩的工作模式,提高了清洁能源消纳率。
- 有序充电管理:充电桩按变压器容量动态控制功率,平衡负载,避免了变压器过载,提高了充电设施利用效率。
- 经济优化运行:通过基于博弈论的功率协调分配技术,实现分布式可再生能源发电、充电设施、储能设备之间能量的互动融合和灵活调配,促进新能源消纳,补偿负荷波动,实现需量管理、减小峰谷差、平滑负荷,降低用电成本、提高新能源投资回报率。
经实际运行数据统计,该项目年降低电费支出显著,实现了良好的经济效益和环境效益。
6 结论与展望
在河北省零碳园区政策背景下,安科瑞EMS3.0智慧能源管理平台提供了全面高效的解决方案。平台通过"云-管-边-端"一体化架构,实现了能源与碳排的精细化管理,帮助园区和企业应对零碳转型挑战。系统具备多能协同优化、碳排精准管理、AI智能预测等核心功能,能够显著提高清洁能源消纳比例,降低能源成本和碳排放强度。
未来,随着数字孪生、区块链等技术的融合发展,智慧能源管理平台将朝着更加智能化和自主化方向演进。安科瑞正融合这些先进技术,打造"可感知、会思考、自进化"的管理体系,为零碳园区建设提供更强有力的技术支持。零碳将成为企业核心竞争力,安科瑞EMS3.0系统将持续为工厂低碳转型保驾护航。
对于河北省园区和企业来说,应紧紧抓住政策机遇,积极申报零碳工厂和零碳工业园区培育库,充分利用政策支持,加快绿色低碳转型步伐。通过部署安科瑞EMS3.0等先进能源管理系统,全面提升能源利用效率,降低碳排放强度,增强市场竞争力,为实现河北省碳达峰碳中和目标做出积极贡献。
审核编辑 黄宇
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