陜西省零碳園區(qū)政策下的安科瑞EMS3.0解決方案與實(shí)踐案例

1 政策背景與需求分析

陜西省為貫徹落實(shí)碳達(dá)峰碳中和重大戰(zhàn)略決策，于2023年7月由省生態(tài)環(huán)境廳、省發(fā)改委和省財(cái)政廳聯(lián)合發(fā)布了《陜西省低碳近零碳試點(diǎn)示范建設(shè)工作方案（2023-2025年）》。該方案明確提出，到2025年底前，在全省范圍內(nèi)建成20個(gè)左右低碳近零碳排放縣（區(qū)）、園區(qū)，形成一批可復(fù)制可推廣的經(jīng)驗(yàn)，并推薦一批試點(diǎn)申報(bào)國家近零碳排放區(qū)示范工程。政策要求試點(diǎn)園區(qū)建立降碳管理機(jī)制，促進(jìn)能源低碳轉(zhuǎn)型，推動(dòng)節(jié)能低碳發(fā)展，增強(qiáng)降碳減污協(xié)同。

安科瑞 崔怡蒙 152-167-512-08

在陜西省推進(jìn)零碳園區(qū)建設(shè)過程中，工業(yè)園區(qū)面臨諸多挑戰(zhàn)：一是能源管理精細(xì)化程度不足，多數(shù)園區(qū)缺乏完善的能源監(jiān)測體系，無法實(shí)現(xiàn)碳排放的精準(zhǔn)計(jì)量和溯源；二是可再生能源消納能力有限，盡管陜西部分地區(qū)光伏、生物質(zhì)能資源豐富，但缺乏協(xié)調(diào)控制手段，導(dǎo)致棄光棄水現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生；三是碳資產(chǎn)管理能力欠缺，園區(qū)和企業(yè)對碳資產(chǎn)運(yùn)營、碳交易市場參與缺乏專業(yè)知識和工具支持；四是數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，園區(qū)層面缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集和處理平臺，難以支撐智慧能源管理需求。

為解決這些問題，安科瑞EMS3.0智慧能源管理系統(tǒng)提供了全面解決方案。該系統(tǒng)通過"云-邊-端"協(xié)同架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)能源流與碳流的全生命周期管控，能夠幫助園區(qū)有效應(yīng)對政策合規(guī)要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的雙重提升。

2 解決方案概述

安科瑞EMS3.0智慧能源管理系統(tǒng)是專為零碳園區(qū)建設(shè)的綜合化管理平臺，采用"云-邊-端"協(xié)同架構(gòu)，由終端層、邊緣層和云平臺三層組成。系統(tǒng)通過全面的數(shù)據(jù)采集、智能分析和優(yōu)化調(diào)度，幫助園區(qū)實(shí)現(xiàn)能源效率最大化和碳排放最小化。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

終端層：集成光伏、儲能、充電樁等設(shè)備，實(shí)時(shí)感知能源數(shù)據(jù)，構(gòu)建物理世界的數(shù)字鏡像。包括各類傳感、計(jì)量、保護(hù)和控制設(shè)備，如充電樁、多功能電表、防逆流裝置、電能質(zhì)量監(jiān)測裝置、無功補(bǔ)償裝置以及第三方設(shè)備如逆變器和儲能柜。這些設(shè)備負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集電、水、氣、熱等多維能源數(shù)據(jù)，構(gòu)建園區(qū)能源系統(tǒng)的"數(shù)字孿生體"。

邊緣層：由協(xié)調(diào)控制器與智能網(wǎng)關(guān)組成，實(shí)現(xiàn)多協(xié)議設(shè)備接入，支持本地策略執(zhí)行，保障系統(tǒng)毫秒級響應(yīng)。智能網(wǎng)關(guān)支持Modbus、IEC 104等多種通信規(guī)約，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、規(guī)約轉(zhuǎn)換、存儲和上傳。站控層系統(tǒng)則制定并執(zhí)行計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、新能源消納等關(guān)鍵控制策略。

云平臺：采用AI算法實(shí)時(shí)分析全量能源數(shù)據(jù)，生成超短期負(fù)荷預(yù)測（準(zhǔn)確率85%+）與動(dòng)態(tài)調(diào)度策略。通過綜合能效管理、微電網(wǎng)智慧管理和碳管理可視化等核心模塊，為園區(qū)管理者提供對內(nèi)集中監(jiān)管、能效分析、碳排放統(tǒng)計(jì)、源網(wǎng)荷儲充協(xié)調(diào)控制的能力，并對外支持參與需求響應(yīng)和電力市場交易。

表：安科瑞EMS3.0系統(tǒng)架構(gòu)主要組成與功能

架構(gòu)層級 主要組件 核心功能

終端層 智能電表、傳感器、光伏逆變器、儲能控制器 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、基礎(chǔ)控制

邊緣層 智能網(wǎng)關(guān)、協(xié)調(diào)控制器、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn) 數(shù)據(jù)聚合、協(xié)議轉(zhuǎn)換、本地實(shí)時(shí)決策

云平臺 大數(shù)據(jù)引擎、AI算法、可視化工具 數(shù)據(jù)分析、負(fù)荷預(yù)測、優(yōu)化調(diào)度、碳管理

2.2 核心功能

安科瑞EMS3.0系統(tǒng)提供以下四大核心功能模塊，全面覆蓋零碳園區(qū)管理的各個(gè)方面：

全景能源監(jiān)測與數(shù)字化管理：系統(tǒng)通過廣泛的物聯(lián)網(wǎng)智能終端，實(shí)時(shí)采集園區(qū)內(nèi)電、水、氣、熱、光、儲等多維能源數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)從高壓配電到用電側(cè)的整體監(jiān)控，滿足對光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁及空調(diào)系統(tǒng)等設(shè)備的全天候數(shù)據(jù)采集與分析。這為能源決策提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了能源系統(tǒng)的"透明化"管理。

智能優(yōu)化調(diào)度與多能互補(bǔ)：系統(tǒng)能夠整合分布式光伏、儲能系統(tǒng)和充電樁等元素，實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)動(dòng)控制。例如，優(yōu)先消納光伏綠電，余電存儲于儲能系統(tǒng)中；在夜間或光照不足時(shí)，由儲能釋放電能，保障充電樁等負(fù)荷的綠色電力供應(yīng)，從而有效提升綠電自給率。

精準(zhǔn)碳排管理與溯源：系統(tǒng)內(nèi)置符合ISO 14064標(biāo)準(zhǔn)的碳排計(jì)算模型，能夠根據(jù)采集的能耗數(shù)據(jù)自動(dòng)換算碳排放量（尤其是外購電力產(chǎn)生的范圍二排放），并生成合規(guī)的碳盤查報(bào)告，為碳交易和碳中和認(rèn)證提供數(shù)據(jù)支撐。

智能運(yùn)維與安全預(yù)警：對園區(qū)配電系統(tǒng)進(jìn)行24/7實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦監(jiān)測到電氣火災(zāi)、故障報(bào)警、電能質(zhì)量惡化等異常情況，系統(tǒng)立即通過APP、短信等方式告警，實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)，保障能源系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

3 系統(tǒng)核心功能

3.1 全景能源監(jiān)測與數(shù)字化管理

安科瑞EMS3.0通過多維度數(shù)據(jù)采集和可視化展示，實(shí)現(xiàn)園區(qū)能源系統(tǒng)的全面透明化管理。系統(tǒng)部署500余臺各類智能傳感設(shè)備（包括多功能電表、AEM系列碳電表、智能水表、天然氣表等），覆蓋所有主要耗能設(shè)備、生產(chǎn)線和可再生能源發(fā)電單元，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集全覆蓋。

系統(tǒng)采用三級計(jì)量體系：在設(shè)備層部署高精度碳電表（AEM系列）、直流表計(jì)（PZ72RN/DJ5F1352RN），覆蓋光伏、儲能、充電樁等全能源節(jié)點(diǎn)；在平臺層通過AcrelEMS-ZCP平臺自動(dòng)核算范圍1&2碳排放；在應(yīng)用層生成"碳流圖"，追蹤能源從輸入到消耗的全鏈條碳排放。這種精細(xì)化的監(jiān)測體系解決了碳排放"摸不清、算不準(zhǔn)"的痛點(diǎn)，滿足政府碳核查要求。

基于實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)構(gòu)建了園區(qū)能源系統(tǒng)的數(shù)字孿生模型，支持同環(huán)比分析，精準(zhǔn)定位高耗能設(shè)備，例如空調(diào)、照明系統(tǒng)能耗異常可實(shí)時(shí)預(yù)警。相比傳統(tǒng)核算方式，這種實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)使能源管理時(shí)效性提升80%，助力園區(qū)快速響應(yīng)碳核查。

3.2 智能優(yōu)化調(diào)度與多能互補(bǔ)

安科瑞EMS3.0的智能優(yōu)化調(diào)度功能通過多能協(xié)同控制和動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略，實(shí)現(xiàn)園區(qū)能源系統(tǒng)的高效運(yùn)行。系統(tǒng)集成光伏、儲能、充電樁等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)光儲充一體化調(diào)度，就地消納率超95%。

光儲協(xié)同增效：系統(tǒng)優(yōu)先消納綠電，余電存儲用于峰谷套利。某園區(qū)通過"晴天蓄能+陰天釋能"模式，儲能日均收益達(dá)8000元，設(shè)備壽命延長30%，投資回收期縮短至2年。通過動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)儲能充放電策略，系統(tǒng)可降低尖峰負(fù)荷41%，節(jié)省千萬級配電擴(kuò)容成本。

需量柔性控制：系統(tǒng)基于電價(jià)信號和負(fù)荷預(yù)測算法，智能控制儲能系統(tǒng)在電價(jià)谷時(shí)充電、峰時(shí)放電，并配合有序充電等策略，平滑園區(qū)負(fù)荷曲線，降低用電成本。某企業(yè)通過儲能瞬時(shí)響應(yīng)過載需求，減少需量電費(fèi)30%，延遲變壓器增容投資超500萬元。

有序充電網(wǎng)絡(luò)：系統(tǒng)結(jié)合電價(jià)信號與設(shè)備狀態(tài)，智能調(diào)節(jié)充電樁功率。某充電場站通過該策略，充電樁利用率提升50%，運(yùn)維成本降低50%，日流水突破10萬元。系統(tǒng)支持7kW~240kW全功率覆蓋，結(jié)合變壓器負(fù)載與電價(jià)時(shí)段動(dòng)態(tài)調(diào)度，降低單臺車充電成本40%。

表：安科瑞EMS3.0優(yōu)化調(diào)度策略與效果

調(diào)度策略 技術(shù)手段 實(shí)施效果

光儲協(xié)同 光伏優(yōu)先消納，余電存儲，峰谷套利 儲能日均收益8000元，設(shè)備壽命延長30%

需量控制 基于電價(jià)信號的儲能充放電調(diào)度 減少需量電費(fèi)30%，延遲變壓器增容投資

有序充電 根據(jù)變壓器負(fù)載與電價(jià)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功率 充電樁利用率提升50%，單車充電成本降40%

3.3 精準(zhǔn)碳排管理與溯源

安科瑞EMS3.0通過全鏈路碳追蹤和碳資產(chǎn)運(yùn)營兩大核心功能，實(shí)現(xiàn)園區(qū)碳排放的精準(zhǔn)管理和價(jià)值創(chuàng)造。系統(tǒng)內(nèi)置2000+碳排放因子數(shù)據(jù)庫，支持設(shè)備級碳計(jì)量，精確追溯產(chǎn)線、工序碳排放源。自動(dòng)生成碳排熱力圖，相比傳統(tǒng)核算方式時(shí)效性提升80%，助力園區(qū)快速響應(yīng)碳核查。

碳管理功能主要包括：

實(shí)時(shí)碳排追蹤：按區(qū)域、設(shè)備維度量化碳排放，自動(dòng)換算碳排放量（尤其是外購電力產(chǎn)生的范圍二排放），并生成合規(guī)的碳盤查報(bào)告，為碳交易和碳中和認(rèn)證提供數(shù)據(jù)支撐。通過AEM系列碳電表等設(shè)備，可追蹤至設(shè)備級別的碳排放（如空壓機(jī)、制冷機(jī)組），精準(zhǔn)定位高碳排環(huán)節(jié)，指導(dǎo)節(jié)能改造。

碳資產(chǎn)運(yùn)營：接入碳交易市場數(shù)據(jù)，自動(dòng)測算配額缺口，通過"儲能調(diào)峰+綠電采購"組合策略優(yōu)化碳資產(chǎn)配置。系統(tǒng)能夠聚合園區(qū)內(nèi)分布式電源、儲能和可調(diào)節(jié)負(fù)荷，以負(fù)荷聚合商的形式參與電力市場交易，獲取輔助服務(wù)收益，將園區(qū)從"能源消費(fèi)者"轉(zhuǎn)變?yōu)?能源產(chǎn)消者"。

3.4 智能運(yùn)維與安全預(yù)警

安科瑞EMS3.0通過預(yù)測性維護(hù)和快速故障響應(yīng)，保障園區(qū)能源系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)對園區(qū)配電系統(tǒng)進(jìn)行24/7實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦監(jiān)測到電氣火災(zāi)、故障報(bào)警、電能質(zhì)量惡化等異常情況，立即通過APP、短信等方式告警。

系統(tǒng)采用N-1供電模型和快速切換技術(shù)（小于0.2秒），確保供電可靠性高達(dá)99.999%。關(guān)鍵設(shè)備艙內(nèi)配備了溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和防凝露裝置，確保在極端氣溫條件下穩(wěn)定運(yùn)行。某園區(qū)通過部署智能巡檢機(jī)器人+AI診斷，運(yùn)維人力減少45%，年省成本120萬元，預(yù)測性維護(hù)使變壓器等關(guān)鍵設(shè)備故障率下降60%。

4 陜西特色適應(yīng)性設(shè)計(jì)

針對陜西省的地理環(huán)境和能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，安科瑞EMS3.0進(jìn)行了特殊適應(yīng)性設(shè)計(jì)，以確保系統(tǒng)在陜西地區(qū)的有效性和可靠性。

關(guān)中地區(qū)設(shè)備強(qiáng)化：針對關(guān)中地區(qū)夏季高溫特點(diǎn)，所有戶外電氣設(shè)備采用高溫專用型號，提高了絕緣強(qiáng)度和散熱能力，適應(yīng)高溫環(huán)境。關(guān)鍵設(shè)備艙內(nèi)配備了溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和防冷卻裝置，確保在極端氣溫條件下穩(wěn)定運(yùn)行。

可再生能源優(yōu)化組合：結(jié)合陜西不同地區(qū)資源特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了"光伏+儲能+生物質(zhì)能"的多能互補(bǔ)方案。在陜北地區(qū)，針對冬季供暖需求大的特點(diǎn)，增加了地源熱泵與光伏系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)清潔供暖。

碳匯管理模塊：特別開發(fā)了碳匯管理功能，能夠?qū)雨兾鞯貐^(qū)林業(yè)碳匯、草地碳匯項(xiàng)目數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)園區(qū)碳排放與碳吸收的平衡管理，為園區(qū)最終實(shí)現(xiàn)"凈零排放"提供支撐。

虛擬電廠（VPP）接入：針對陜西省電力市場特點(diǎn)，系統(tǒng)能夠聚合園區(qū)內(nèi)分布式電源、儲能和可調(diào)節(jié)負(fù)荷，以負(fù)荷聚合商的形式參與電力市場交易，獲取輔助服務(wù)收益。某園區(qū)通過VPP聚合參與電力市場交易，年收益超千萬元。

5 案例構(gòu)想與實(shí)施效果

5.1 案例一：西安某高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園

西安某高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園位于西安市郊，園區(qū)占地面積約3.2平方公里，以電子信息、高端裝備制造和新能源汽車為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。園區(qū)已建設(shè)了分布式光伏電站（利用廠房屋頂和閑置土地，總?cè)萘考s4.2MW），配套了電化學(xué)儲能系統(tǒng)（容量為2MWh），并設(shè)有電動(dòng)汽車充電站（包含多臺7kW-120kW充電樁）。

園區(qū)面臨的主要挑戰(zhàn)包括：光伏消納能力不足（午間光伏發(fā)電高峰時(shí)段園區(qū)用電需求不足，導(dǎo)致逆功率流動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)）；用能成本高企（年電費(fèi)支出超過1000萬元）；碳排放計(jì)量困難（缺乏有效的碳排放在線監(jiān)測手段，難以滿足未來碳交易市場參與需求）。

實(shí)施安科瑞EMS3.0后，園區(qū)取得了顯著成效：

用能成本大幅降低：通過高效的削峰填谷和需量控制策略，利用儲能進(jìn)行峰谷套利，減少容量電費(fèi)，園區(qū)綜合用電成本降低32%。年度電費(fèi)支出從原來的1000萬元降至680萬元，節(jié)省320萬元。

綠電利用率顯著提升：光伏浪費(fèi)率從35%降至5%，綠電消納率提升至95%，年減少碳排放約3200噸。

投資回報(bào)期合理：項(xiàng)目總投資約1500萬元（包括設(shè)備采購、安裝調(diào)試、系統(tǒng)集成等），通過電費(fèi)節(jié)省、政策補(bǔ)貼和碳交易收入，預(yù)計(jì)投資回收期在4.5年左右。

5.2 案例二：咸陽某工業(yè)園

咸陽某工業(yè)園是以裝備制造和食品加工為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的省級工業(yè)園區(qū)，園區(qū)年用電量約2500萬kWh，傳統(tǒng)能源占比高，碳排放強(qiáng)度大。園區(qū)部署了安科瑞EMS3.0系統(tǒng)，包括：

全面感知設(shè)備層部署：在園區(qū)各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝400余臺各類智能傳感設(shè)備，覆蓋所有主要耗能設(shè)備、生產(chǎn)線和可再生能源發(fā)電單元，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集全覆蓋。

平臺層搭建：采用本地化部署方式建立能源管理中心，配置高性能智能網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器和站控層系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)安全與實(shí)時(shí)控制能力。

應(yīng)用層功能啟用：啟用綜合看板、能效分析、碳管理、智能調(diào)度（光儲充協(xié)同、削峰填谷、需量控制）、運(yùn)維告警等核心功能模塊。

實(shí)施后，園區(qū)取得了以下效益：

經(jīng)濟(jì)效益：年節(jié)省電費(fèi)支出超300萬元，通過參與虛擬電廠項(xiàng)目獲得輔助服務(wù)收益約80萬元/年。單位產(chǎn)值能耗下降18%，每年減少能源成本投入約120萬元。

環(huán)境效益：園區(qū)碳排放強(qiáng)度從實(shí)施前的1.8kgCO?/元下降至0.9kgCO?/元，降幅達(dá)50%，超額完成預(yù)定目標(biāo)。可再生能源消費(fèi)占比從15%提升至45%，每年減少標(biāo)準(zhǔn)煤消耗約1800噸，減少二氧化碳排放約4800噸。

管理效益：實(shí)現(xiàn)了能源系統(tǒng)的精細(xì)化、數(shù)字化管理，運(yùn)維效率提升40%，故障響應(yīng)時(shí)間縮短80%，供電可靠性提高至99.99%。

表：咸陽某工業(yè)園實(shí)施安科瑞EMS3.0前后的關(guān)鍵指標(biāo)對比

指標(biāo)名稱 實(shí)施前 實(shí)施后 變化幅度

單位產(chǎn)值能耗 0.38噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元 0.31噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元 ↓18.4%

單位產(chǎn)值碳排放 1.8kgCO?/元 0.9kgCO?/元 ↓50%

可再生能源占比 15% 45% ↑200%

供電可靠性 99.85% 99.99% ↑0.14%

年電費(fèi)支出 1250萬元 950萬元 ↓24%

6 總結(jié)與展望

在陜西省大力推進(jìn)低碳近零碳試點(diǎn)示范建設(shè)的政策背景下，安科瑞EMS3.0智慧能源管理系統(tǒng)為園區(qū)提供了全面解決方案。系統(tǒng)通過"云-邊-端"協(xié)同架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)能源流與碳流的全生命周期管控，幫助園區(qū)應(yīng)對政策合規(guī)要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的雙重提升。

未來，安科瑞EMS3.0系統(tǒng)將進(jìn)一步融合數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈等先進(jìn)技術(shù)，打造"可感知、會思考、自進(jìn)化"的智慧能源管理體系。系統(tǒng)計(jì)劃于2026年支持氫能接入，構(gòu)建"光-儲-氫"多能互補(bǔ)體系，并上線V2G車網(wǎng)互動(dòng)功能，使電動(dòng)汽車變身"移動(dòng)儲能單元"。這些創(chuàng)新功能將進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的適應(yīng)性和有效性，為陜西省乃至全國的零碳園區(qū)建設(shè)提供更加完善的技術(shù)支撐。

零碳園區(qū)建設(shè)不僅是政策要求，更是企業(yè)競爭力的核心標(biāo)簽。通過安科瑞EMS3.0系統(tǒng)的全面實(shí)施，園區(qū)不僅能夠滿足陜西省低碳近零碳試點(diǎn)示范建設(shè)的政策要求，還能夠在經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和管理效益等方面獲得顯著提升，真正實(shí)現(xiàn)從"政策合規(guī)"向"價(jià)值創(chuàng)造"的轉(zhuǎn)型。

審核編輯 黃宇