隨著全球氣候變化和能源危機(jī)的加劇，碳排放成為了人類(lèi)面臨的重大挑戰(zhàn)之一。為了實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展，各國(guó)都在積極探索可持續(xù)的能源轉(zhuǎn)型和碳中和路徑，園區(qū)作為城市發(fā)展的重要組成部分，也承擔(dān)著減少碳排放、提高能源效率、促進(jìn)綠色增長(zhǎng)的責(zé)任。零碳園區(qū)作為一種新型的園區(qū)模式，以實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)能源消耗與碳排放的平衡為目標(biāo)，通過(guò)采用清潔能源、節(jié)能技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)、碳捕獲與利用技術(shù)等手段，實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)能源系統(tǒng)的自給自足和碳循環(huán)利用，從而達(dá)到零碳排放或負(fù)碳排放的效果。零碳園區(qū)不僅有利于緩解全球氣候變化，提高園區(qū)的競(jìng)爭(zhēng)力和吸引力，還有利于促進(jìn)園區(qū)內(nèi)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)和創(chuàng)新，提高園區(qū)內(nèi)居民和企業(yè)的生活質(zhì)量和幸福感。

1.零碳園區(qū)概述

1.1 零碳園區(qū)的定義

零碳園區(qū)是一種以實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)能源消耗與碳排放的平衡為目標(biāo)，通過(guò)采用清潔能源、節(jié)能技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)、碳捕獲與利用技術(shù)等手段，實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)能源系統(tǒng)的自給自足和碳循環(huán)利用，從而達(dá)到零碳排放或負(fù)碳排放的效果的園區(qū)模式。

1.2 零碳園區(qū)發(fā)展的重要性

零碳園區(qū)發(fā)展對(duì)于應(yīng)對(duì)全球氣候變化、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

①有利于減少溫室氣體排放，緩解全球氣候變化，零碳園區(qū)通過(guò)實(shí)現(xiàn)能源消耗與碳排放的平衡，可以有效降低園區(qū)對(duì)化石能源的依賴，減少溫室氣體排放，為全球氣候變化的應(yīng)對(duì)和控制做出貢獻(xiàn)。

②有利于提高能源效率，保障能源安全。零碳園區(qū)通過(guò)采用清潔能源、節(jié)能技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)等手段,可以提高園區(qū)內(nèi)能源系統(tǒng)的效率和可靠性，減少能源損耗和浪費(fèi)，保障園區(qū)內(nèi)能源供需的平衡和穩(wěn)定，

③有利于促進(jìn)綠色增長(zhǎng)，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。零碳園區(qū)通過(guò)引入和應(yīng)用先進(jìn)的零碳技術(shù)，可以促進(jìn)園區(qū)內(nèi)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)和創(chuàng)新，增加新興產(chǎn)業(yè)和就業(yè)機(jī)會(huì)，提高園區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

④有利于改善生態(tài)環(huán)境，提升生活質(zhì)量。零碳園區(qū)通過(guò)實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)利用，可以減少污染物排放，改善空氣質(zhì)量和水質(zhì)量，保護(hù)和恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，提升園區(qū)內(nèi)居民和企業(yè)的生活質(zhì)量和幸福感。

2.零碳園區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

2.1 零碳園區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，零碳園區(qū)在國(guó)際上已經(jīng)有了一些成功的案例和經(jīng)驗(yàn)，例如，英國(guó)的貝德福德零碳園區(qū)、新加坡的清潔科技園、日本的北九州智能社區(qū)等。這些零碳園區(qū)都通過(guò)采用不同的零碳技術(shù)和策略，實(shí)現(xiàn)了園區(qū)內(nèi)能源消耗與碳排放的平衡或負(fù)平衡，同時(shí)也取得了良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效果。

2.2 零碳園區(qū)發(fā)展中存在的問(wèn)題

盡管零碳園區(qū)在國(guó)際上和國(guó)內(nèi)都有了一定的進(jìn)展和成果，但是零碳園區(qū)的建設(shè)和發(fā)展仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)和問(wèn)題，主要包括以下幾個(gè)方面:

零碳技術(shù)應(yīng)用方面：一方面，零碳技術(shù)的成本效益、可靠性等方面還有待提高，導(dǎo)致零碳技術(shù)的推廣和應(yīng)用受到限制；另一方面，零碳技術(shù)的選擇和組合還缺乏科學(xué)的方法和標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致零碳技術(shù)的配置和優(yōu)化不夠合理。

零碳園區(qū)規(guī)劃與設(shè)計(jì)方面：一方面，零碳園區(qū)規(guī)劃與設(shè)計(jì)還缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和指南，導(dǎo)致不同地區(qū)和不同類(lèi)型的零碳園區(qū)規(guī)劃與設(shè)計(jì)存在差異和不一致；另一方面，零碳園區(qū)規(guī)劃與設(shè)計(jì)還缺乏系統(tǒng)性和動(dòng)態(tài)性，導(dǎo)致零碳園區(qū)規(guī)劃與設(shè)計(jì)難以適應(yīng)園區(qū)內(nèi)外部變龍。

政策支持與法規(guī)制定方面：一方面，政策支持與法規(guī)制定還不夠完善和協(xié)調(diào)，導(dǎo)致零碳園區(qū)建設(shè)和發(fā)展缺乏有效的激勵(lì)和約束；另一方面，政策支持與法規(guī)制定還缺乏針對(duì)性和靈活性，導(dǎo)致零碳園區(qū)建設(shè)和發(fā)展難以適應(yīng)不同地區(qū)和不同類(lèi)型的需求。

企業(yè)參與與市場(chǎng)機(jī)制方面：一方面，企業(yè)參與與市場(chǎng)機(jī)制還不夠激勵(lì)和有效，導(dǎo)致零碳園區(qū)建設(shè)和發(fā)展缺乏足夠的主體和動(dòng)力；另一方面，企業(yè)參與與市場(chǎng)機(jī)制還缺乏公平性和透明性，導(dǎo)致零碳園區(qū)建設(shè)和發(fā)展存在不*平的競(jìng)爭(zhēng)和信息不對(duì)稱的問(wèn)題。

3.安科瑞能為零碳園區(qū)建設(shè)提供哪些方案

安科瑞作為專(zhuān)業(yè)的智慧能源管理解決方案提供商，能為零碳園區(qū)建設(shè)提供包括碳計(jì)量電表、分布式光伏、分布式儲(chǔ)能、電動(dòng)車(chē)有序充電以及園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)等解決方案，為零碳園區(qū)的建設(shè)提供“云-邊-端”一體化解決方案，利用“云邊協(xié)同”智慧策略幫助園區(qū)充分利用好新能源，明確降碳成本效益路線圖。

3.1 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。

AEM96三相多功能碳電表，集成三相電力參數(shù)測(cè)量、分時(shí)電能計(jì)量及碳排放統(tǒng)計(jì)，根據(jù)不同使用工況的電碳折算因子集成碳結(jié)算功能，包含12組碳排放值及對(duì)應(yīng)的碳排放因子，它能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算并給出企業(yè)生產(chǎn)用電帶來(lái)的碳排放量，讓碳排放像電能一樣方便記錄，配合安科瑞碳資產(chǎn)管理平臺(tái)，大大簡(jiǎn)化企業(yè)的碳排放統(tǒng)計(jì)工作。

圖1 AEM96三相多功能碳電表

3.2 分布式光伏解決方案

著新型電力系統(tǒng)的發(fā)展以及國(guó)能發(fā)新能規(guī)〔2025〕7號(hào)文、發(fā)改價(jià)格〔2025〕136號(hào)文相繼出臺(tái)，分布式光伏建設(shè)越來(lái)越需要面臨并網(wǎng)、運(yùn)行安全和能量管理方面的問(wèn)題，并不是建了就能用。供電部門(mén)對(duì)于分布式光伏電站并網(wǎng)保護(hù)、穩(wěn)控系統(tǒng)、電能質(zhì)量以及和調(diào)度的通信均有要求。

圖2 分布式光伏建設(shè)系統(tǒng)圖

根據(jù)《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》和《電能質(zhì)量管理辦法（暫行）》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)需要監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量；

根據(jù)《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》并網(wǎng)點(diǎn)安裝防孤島保護(hù)裝置，防止光伏電站孤島運(yùn)行；

并網(wǎng)點(diǎn)安裝國(guó)網(wǎng)電能計(jì)量表和遠(yuǎn)動(dòng)裝置用于上傳光伏電站發(fā)電數(shù)據(jù)，由當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)確定；

對(duì)于自發(fā)自用、余電不上網(wǎng)系統(tǒng)，公共連接點(diǎn)處還需要配置防逆流保護(hù)裝置，動(dòng)作與切除或調(diào)節(jié)光伏逆變器，根據(jù)要求可使用不同的控制策略。

配置國(guó)網(wǎng)縱向加密認(rèn)證裝置、正/反向隔離裝置、網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)網(wǎng)關(guān)等，按照電網(wǎng)要求的數(shù)據(jù)格式和安全要求接受電網(wǎng)調(diào)度；

光伏監(jiān)控系統(tǒng)需采集站內(nèi)逆變器、箱變、保護(hù)測(cè)控裝置、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置、防孤島保護(hù)、電能計(jì)量等數(shù)據(jù)，在本地工作站實(shí)時(shí)監(jiān)控，還需要把數(shù)據(jù)上傳給電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，接受電網(wǎng)調(diào)度；

根據(jù)當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)需要配置光功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)、AGC/AVC系統(tǒng)、微機(jī)防誤系統(tǒng)、“四可”系統(tǒng)等，數(shù)據(jù)上傳調(diào)度系統(tǒng)。

分布式光伏建設(shè)相關(guān)二次設(shè)備：

3.3 分布式儲(chǔ)能解決方案

儲(chǔ)能系統(tǒng)作為光伏發(fā)電蓄水池和中轉(zhuǎn)站，在消納光伏發(fā)電過(guò)程中起著很重要的作用，在零碳園區(qū)建設(shè)中*不可少。

按照GB/T 36547-2018《電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》要求，儲(chǔ)能系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)配置要求：儲(chǔ)能電站并網(wǎng)點(diǎn)配置AM5-IS防孤島保護(hù)，非計(jì)劃孤島時(shí)應(yīng)在2s動(dòng)作，將儲(chǔ)能電站與電網(wǎng)斷開(kāi)。

關(guān)于儲(chǔ)能系統(tǒng)計(jì)量點(diǎn)的設(shè)置：如果儲(chǔ)能系統(tǒng)接入園區(qū)內(nèi)部電網(wǎng)，計(jì)量點(diǎn)設(shè)置在并網(wǎng)點(diǎn)。

儲(chǔ)能單元應(yīng)具備絕緣監(jiān)測(cè)功能，當(dāng)儲(chǔ)能單元絕緣低時(shí)應(yīng)能發(fā)出報(bào)警和/或跳閘信號(hào)通知儲(chǔ)能變流器及計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，如果BMS或者PCS不具備絕緣監(jiān)測(cè)功能可單獨(dú)配置直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置。

通過(guò)10kV接入公用電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)電能質(zhì)量宜滿足GB/T19862要求的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)不滿足要求時(shí)，配置電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量。

圖3 儲(chǔ)能系統(tǒng)圖

儲(chǔ)能系統(tǒng)二次設(shè)備選型：

3.4 有序充電解決方案

以電代油、以電代氣是零碳園區(qū)能源轉(zhuǎn)型中一個(gè)*不可少的過(guò)程，為新能源車(chē)補(bǔ)充能源的充換電站也是必配設(shè)施。安科瑞有序充電系統(tǒng)基于預(yù)測(cè)算法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)變壓器負(fù)荷率、光伏發(fā)電和充電負(fù)荷需求預(yù)測(cè)結(jié)合充電樁的監(jiān)控、調(diào)度和管理，提高光伏發(fā)電消納，提升園區(qū)微電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性，降低充電成本。

圖4 有序充電系統(tǒng)圖

有序充電系統(tǒng)設(shè)備選型方案：

3.5 碳資產(chǎn)管理方案

AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)碳資產(chǎn)管理采用權(quán)*碳排放核算因子數(shù)據(jù)庫(kù)，符合SO14064-1：2018 組織層級(jí)溫室氣體排放和清除的量化和報(bào)告指南要求，為園區(qū)提供包括碳盤(pán)查清冊(cè)、碳配額管理、碳排放分析、碳流向、碳盤(pán)查報(bào)告、碳交易記錄等等功能，幫助園區(qū)建立碳排放統(tǒng)計(jì)、核算、報(bào)告、核查體系。

圖5 碳排放核算符合性評(píng)估聲明

3.6 微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器

ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器主要采集光伏逆變器、儲(chǔ)能系統(tǒng)、變壓器負(fù)荷等數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)置的新能源使用邏輯來(lái)構(gòu)建本地控制策略以及云端數(shù)據(jù)的交互，控制儲(chǔ)能設(shè)備、分布式能源、可調(diào)負(fù)荷設(shè)備的出力與電力需求，并能根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益模型在滿足調(diào)度的前提下，進(jìn)行光儲(chǔ)置換，響應(yīng)云端策略配置，充分消納利用新能源。

圖6 “云邊端”三級(jí)控制策略結(jié)合

ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器具備以下功能特點(diǎn)：

數(shù)據(jù)采集：支持串口、以太網(wǎng)等多通道實(shí)時(shí)運(yùn)行，滿足各類(lèi)風(fēng)電與光伏逆變器、儲(chǔ)能等設(shè)備接入；

通訊管理：支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約，可實(shí)現(xiàn)云邊協(xié)同（結(jié)合安科瑞智慧能源管理云平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)維）、OTA升級(jí)、就地/遠(yuǎn)程切換、本地人機(jī)交互（選配）；

邊緣計(jì)算：靈活的報(bào)警閾值設(shè)置、主動(dòng)上傳報(bào)警信息、數(shù)據(jù)合并計(jì)算、邏輯控制、斷點(diǎn)續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由；

策略管理：防逆流、計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、有功/無(wú)功控制、光儲(chǔ)協(xié)調(diào)等，并支持策略定制;

系統(tǒng)安全：基于不可信模型設(shè)計(jì)的用戶權(quán)限，防止非法用戶侵入；基于數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)安全驗(yàn)證技術(shù)，采用數(shù)據(jù)標(biāo)定與防篡改機(jī)制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)固證和可追溯；

運(yùn)行安全：采集分析包括電池、溫控及消防在內(nèi)的全站信號(hào)與測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行安全預(yù)警預(yù)測(cè)。

4.AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)-園區(qū)級(jí)微電網(wǎng)能源管理

在零碳或近零碳園區(qū)建設(shè)中，“光伏+儲(chǔ)能+充電”組合*不可少的被應(yīng)用到園區(qū)電網(wǎng)之中。隨著新能源占比增加，園區(qū)的管理需要依靠智慧能源管理平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)碳資產(chǎn)管理、新能源策略控制、有序充電管理、能耗分析、設(shè)備運(yùn)維等等。AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)可以幫助園區(qū)有效的管理能源，其功能包括：

綜合監(jiān)控：實(shí)現(xiàn)園區(qū)變電站、光伏、儲(chǔ)能、負(fù)荷、充電樁、環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測(cè)、可視化展示、異常告警、事件查詢、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等功能；

智能控制：協(xié)同光伏、儲(chǔ)能、負(fù)載等多種能源主體，動(dòng)態(tài)規(guī)劃智能策略，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能、光伏協(xié)調(diào)控制，比如計(jì)劃曲線、削峰填谷、防逆流、新能源消納、需量控制等；

能源分析：具備微電網(wǎng)能耗及效益分析、微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析、多維度電量分析，并進(jìn)行日、月、年能源報(bào)表統(tǒng)計(jì)；

碳資產(chǎn)管理：企業(yè)碳資產(chǎn)管理功能，包括碳盤(pán)查清冊(cè)、碳配額管理、碳排放分析、碳流向、碳盤(pán)查報(bào)告、碳交易記錄等等。

功率預(yù)測(cè)：以歷史光伏輸出功率和歷史數(shù)值天氣數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和光伏發(fā)電單元的地理位置，采用深度學(xué)習(xí)算法建立預(yù)測(cè)模型庫(kù)，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的短時(shí)和超短時(shí)功率預(yù)測(cè)，并經(jīng)進(jìn)行誤差分析；同時(shí)對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)所有負(fù)荷，基于歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析算法，預(yù)測(cè)負(fù)荷功率曲線。

優(yōu)化調(diào)度：根據(jù)分布式能源發(fā)電預(yù)測(cè)、負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，并結(jié)合分時(shí)電價(jià)、電網(wǎng)交互功率及儲(chǔ)能約束條件等因素，以用電成本低為目標(biāo)，建立優(yōu)化模型，采用深度學(xué)習(xí)算法解析微電網(wǎng)運(yùn)行功率計(jì)劃，系統(tǒng)通過(guò)將功率計(jì)劃進(jìn)行分解，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏、儲(chǔ)能、充電樁的優(yōu)化控制。

圖7 AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺(tái)

5.結(jié)束語(yǔ)

零碳園區(qū)并非單一的減排單元，而是集能源轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、技術(shù)創(chuàng)新、治理改革于一體的系統(tǒng)工程，是實(shí)現(xiàn) “雙碳”（碳達(dá)峰、碳中和）目標(biāo)的關(guān)鍵抓手。其規(guī)劃和建設(shè)需要合理利用工具和能源管理軟件，來(lái)實(shí)現(xiàn)能源利用。未來(lái)，隨著更多零碳園區(qū)的建成，其不僅將成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的 “綠色名片”，更將成為中國(guó)參與全球氣候治理的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。