政策红利+智慧能源：陕西园区零碳转型的*佳实践方案

陕西省零碳园区政策下的安科瑞EMS3.0解决方案与实践案例


1 政策背景与需求分析


陕西省为贯彻落实碳达峰碳中和重大战略决策，于2023年7月由省生态环境厅、省**和省财政厅联合发布了《陕西省低碳近零碳试点示范建设工作方案（2023-2025年）》。该方案明确提出，到2025年底前，在全省范围内建成20个左右低碳近零碳排放县（区）、园区，形成一批可复制可推广的经验，并推荐一批试点申报国家近零碳排放区示范工程。政策要求试点园区建立降碳管理机制，促进能源低碳转型，推动节能低碳发展，增强降碳减污协同。


在陕西省推进零碳园区建设过程中，工业园区面临诸多挑战：一是能源管理精细化程度不足，多数园区缺乏完善的能源监测体系，无法实现碳排放的精准计量和溯源；二是可再生能源消纳能力有限，尽管陕西部分地区光伏、生物质能资源丰富，但缺乏协调控制手段，导致弃光弃水现象时有发生；三是碳资产管理能力欠缺，园区和企业对碳资产运营、碳交易市场参与缺乏专业知识和工具支持；四是数字化基础设施薄弱，园区层面缺乏统一的数据采集和处理平台，难以支撑智慧能源管理需求。


为解决这些问题，安科瑞EMS3.0智慧能源管理系统提供了全面解决方案。该系统通过"云-边-端"协同架构，实现能源流与碳流的全生命周期管控，能够帮助园区有效应对政策合规要求，同时实现经济效益与环境效益的双重提升。


2 解决方案概述


安科瑞EMS3.0智慧能源管理系统是专为零碳园区建设的综合化管理平台，采用"云-边-端"协同架构，由终端层、边缘层和云平台三层组成。系统通过全面的数据采集、智能分析和优化调度，帮助园区实现能源效率*大化和碳排放*小化。


2.1 系统架构


终端层：集成光伏、储能、充电桩等设备，实时感知能源数据，构建物理世界的数字镜像。包括各类传感、计量、保护和控制设备，如充电桩、多功能电表、防逆流装置、电能质量监测装置、无功补偿装置以及第三方设备如逆变器和储能柜。这些设备负责实时采集电、水、气、热等多维能源数据，构建园区能源系统的"数字孪生体"。


边缘层：由协调控制器与智能网关组成，实现多协议设备接入，支持本地策略执行，*系统毫秒级响应。智能网关支持Modbus、IEC 104等多种通信规约，负责数据的采集、规约转换、存储和上传。站控层系统则制定并执行计划曲线、削峰填谷、需量控制、新能源消纳等关键控制策略。


云平台：采用AI算法实时分析全量能源数据，生成*短期负荷预测（准确率85%+）与动态调度策略。通过综合能效管理、微电网智慧管理和碳管理可视化等核心模块，为园区管理者提供对内集中监管、能效分析、碳排放统计、源网荷储充协调控制的能力，并对外支持参与需求响应和电力市场交易。


表：安科瑞EMS3.0系统架构主要组成与功能


架构层级 主要组件 核心功能
终端层 智能电表、传感器、光伏逆变器、储能控制器 实时数据采集、设备状态监测、基础控制
边缘层 智能网关、协调控制器、边缘计算节点 数据聚合、协议转换、本地实时决策
云平台 大数据引擎、AI算法、可视化工具 数据分析、负荷预测、优化调度、碳管理


2.2 核心功能


安科瑞EMS3.0系统提供以下四大核心功能模块，全面覆盖零碳园区管理的各个方面：


全景能源监测与数字化管理：系统通过广泛的物联网智能终端，实时采集园区内电、水、气、热、光、储等多维能源数据，实现从高压配电到用电侧的整体监控，满足对光伏、风电、储能、充电桩及空调系统等设备的全天候数据采集与分析。这为能源决策提供了坚实的数据基础，实现了能源系统的"透明化"管理。


智能优化调度与多能互补：系统能够整合分布式光伏、储能系统和充电桩等元素，实现智能联动控制。例如，**消纳光伏绿电，余电存储于储能系统中；在夜间或光照不足时，由储能释放电能，*充电桩等负荷的绿色电力供应，从而有效提升绿电自给率。


精准碳排管理与溯源：系统内置符合ISO 14064标准的碳排计算模型，能够根据采集的能耗数据自动换算碳排放量（尤其是外购电力产生的范围二排放），并生成合规的碳盘查报告，为碳交易和碳中和认证提供数据支撑。


智能运维与安全预警：对园区配电系统进行24/7实时监控，一旦监测到电气火灾、故障报警、电能质量恶化等异常情况，系统立即通过APP、短信等方式告警，实现预测性维护，*能源系统安全可靠运行。


3 系统核心功能


3.1 全景能源监测与数字化管理


安科瑞EMS3.0通过多维度数据采集和可视化展示，实现园区能源系统的全面透明化管理。系统部署500余台各类智能传感设备（包括多功能电表、AEM系列碳电表、智能水表、天然气表等），覆盖所有主要耗能设备、生产线和可再生能源发电单元，实现数据采集全覆盖。


系统采用三级计量体系：在设备层部署高精度碳电表（AEM系列）、直流表计（PZ72RN/DJ5F1352RN），覆盖光伏、储能、充电桩等**源节点；在平台层通过AcrelEMS-ZCP平台自动核算范围1&2碳排放；在应用层生成"碳流图"，追踪能源从输入到消耗的全链条碳排放。这种精细化的监测体系解决了碳排放"摸不清、算不准"的痛点，满足*碳核查要求。


基于实时采集的数据，系统构建了园区能源系统的数字孪生模型，支持同环比分析，精准定位高耗能设备，例如空调、照明系统能耗异常可实时预警。相比传统核算方式，这种实时监测系统使能源管理时效性提升80%，助力园区快速响应碳核查。


3.2 智能优化调度与多能互补


安科瑞EMS3.0的智能优化调度功能通过多能协同控制和动态优化策略，实现园区能源系统的高效运行。系统集成光伏、储能、充电桩等设备，实现光储充一体化调度，就地消纳率*95%。


光储协同增效：系统**消纳绿电，余电存储用于峰谷套利。某园区通过"晴天蓄能+阴天释能"模式，储能日均收益达8000元，设备寿命延长30%，投资回收期缩短至2年。通过动态调节储能充放电策略，系统可降低尖峰负荷41%，节省**配电扩容成本。


需量柔性控制：系统基于电价信号和负荷预测算法，智能控制储能系统在电价谷时充电、峰时放电，并配合有序充电等策略，平滑园区负荷曲线，降低用电成本。某企业通过储能瞬时响应过载需求，减少需量电费30%，延迟变压器增容投资*500万元。


有序充电网络：系统结合电价信号与设备状态，智能调节充电桩功率。某充电场站通过该策略，充电桩利用率提升50%，运维成本降低50%，日流水突破10万元。系统支持7kW~240kW全功率覆盖，结合变压器负载与电价时段动态调度，降低单台车充电成本40%。


表：安科瑞EMS3.0优化调度策略与效果


调度策略 技术手段 实施效果
光储协同 光伏**消纳，余电存储，峰谷套利 储能日均收益8000元，设备寿命延长30%
需量控制 基于电价信号的储能充放电调度 减少需量电费30%，延迟变压器增容投资
有序充电 根据变压器负载与电价动态调节功率 充电桩利用率提升50%，单车充电成本降40%


3.3 精准碳排管理与溯源


安科瑞EMS3.0通过全链路碳追踪和碳资产运营两大核心功能，实现园区碳排放的精准管理和价值创造。系统内置2000+碳排放因子数据库，支持设备级碳计量，精确追溯产线、工序碳排放源。自动生成碳排热力图，相比传统核算方式时效性提升80%，助力园区快速响应碳核查。


碳管理功能主要包括：


实时碳排追踪：按区域、设备维度量化碳排放，自动换算碳排放量（尤其是外购电力产生的范围二排放），并生成合规的碳盘查报告，为碳交易和碳中和认证提供数据支撑。通过AEM系列碳电表等设备，可追踪至设备级别的碳排放（如空压机、制冷机组），精准定位高碳排环节，指导节能改造。


碳资产运营：接入碳交易市场数据，自动测算配额缺口，通过"储能调峰+绿电采购"组合策略优化碳资产配置。系统能够聚合园区内分布式电源、储能和可调节负荷，以负荷聚合商的形式参与电力市场交易，获取辅助服务收益，将园区从"能源消费者"转变为"能源产消者"。


3.4 智能运维与安全预警


安科瑞EMS3.0通过预测性维护和快速故障响应，*园区能源系统安全稳定运行。系统对园区配电系统进行24/7实时监控，一旦监测到电气火灾、故障报警、电能质量恶化等异常情况，立即通过APP、短信等方式告警。


系统采用N-1供电模型和快速切换技术（小于0.2秒），确保供电可靠性高达99.999%。关键设备舱内配备了温湿度调节系统和防凝露装置，确保在*端气温条件下稳定运行。某园区通过部署智能巡检机器人+AI诊断，运维人力减少45%，年省成本120万元，预测性维护使变压器等关键设备故障率下降60%。


4 陕西特色适应性设计


针对陕西省的地理环境和能源结构特点，安科瑞EMS3.0进行了特殊适应性设计，以确保系统在陕西地区的有效性和可靠性。


关中地区设备强化：针对关中地区夏季高温特点，所有户外电气设备采用高温*型号，提高了绝缘强度和散热能力，适应高温环境。关键设备舱内配备了温湿度调节系统和防冷却装置，确保在*端气温条件下稳定运行。


可再生能源优化组合：结合陕西不同地区资源特点，设计了"光伏+储能+生物质能"的多能互补方案。在陕北地区，针对冬季供暖需求大的特点，增加了地源热泵与光伏系统的联动控制，实现清洁供暖。


碳汇管理模块：特别开发了碳汇管理功能，能够对接陕西地区林业碳汇、草地碳汇项目数据，实现园区碳排放与碳吸收的平衡管理，为园区*终实现"净零排放"提供支撑。


虚拟电厂（VPP）接入：针对陕西省电力市场特点，系统能够聚合园区内分布式电源、储能和可调节负荷，以负荷聚合商的形式参与电力市场交易，获取辅助服务收益。某园区通过VPP聚合参与电力市场交易，年收益*千万元。


5 案例构想与实施效果


5.1 案例一：西安某**产业园


西安某**产业园位于西安市郊，园区占地面积约3.2平方公里，以电子信息、高端装备制造和新能源汽车为主导产业。园区已建设了分布式光伏电站（利用厂房屋顶和闲置土地，总容量约4.2MW），配套了电化学储能系统（容量为2MWh），并设有电动汽车充电站（包含多台7kW-120kW充电桩）。


园区面临的主要挑战包括：光伏消纳能力不足（午间光伏发电高峰时段园区用电需求不足，导致逆功率流动风险）；用能成本高企（年电费支出*过1000万元）；碳排放计量困难（缺乏有效的碳排放在线监测手段，难以满足未来碳交易市场参与需求）。


实施安科瑞EMS3.0后，园区取得了显著成效：


用能成本大幅降低：通过高效的削峰填谷和需量控制策略，利用储能进行峰谷套利，减少容量电费，园区综合用电成本降低32%。年度电费支出从原来的1000万元降至680万元，节省320万元。


绿电利用率显著提升：光伏浪费率从35%降至5%，绿电消纳率提升至95%，年减少碳排放约3200吨。


**期合理：项目总投资约1500万元（包括设备采购、安装调试、系统集成等），通过电费节省、政策补贴和碳交易收入，预计投资回收期在4.5年左右。


5.2 案例二：咸阳某工业园


咸阳某工业园是以装备制造和食品加工为主导产业的省级工业园区，园区年用电量约2500万kWh，传统能源占比高，碳排放强度大。园区部署了安科瑞EMS3.0系统，包括：


全面感知设备层部署：在园区各关键节点安装400余台各类智能传感设备，覆盖所有主要耗能设备、生产线和可再生能源发电单元，实现数据采集全覆盖。


平台层搭建：采用本地化部署方式建立能源管理中心，配置高性能智能网关、服务器和站控层系统，确保数据安全与实时控制能力。


应用层功能启用：启用综合看板、能效分析、碳管理、智能调度（光储充协同、削峰填谷、需量控制）、运维告警等核心功能模块。


实施后，园区取得了以下效益：


经济效益：年节省电费支出*300万元，通过参与虚拟电厂项目获得辅助服务收益约80万元/年。单位产值能耗下降18%，每年减少能源成本投入约120万元。


环境效益：园区碳排放强度从实施前的1.8kgCO₂/元下降至0.9kgCO₂/元，降幅达50%，*额完成预定目标。可再生能源消费占比从15%提升至45%，每年减少标准煤消耗约1800吨，减少二氧化碳排放约4800吨。


管理效益：实现了能源系统的精细化、数字化管理，运维效率提升40%，故障响应时间缩短80%，供电可靠性提高至99.99%。


表：咸阳某工业园实施安科瑞EMS3.0前后的关键指标对比


指标名称 实施前 实施后 变化幅度
单位产值能耗 0.38吨标准煤/万元 0.31吨标准煤/万元 ↓18.4%
单位产值碳排放 1.8kgCO₂/元 0.9kgCO₂/元 ↓50%
可再生能源占比 15% 45% ↑200%
供电可靠性 99.85% 99.99% ↑0.14%
年电费支出 1250万元 950万元 ↓24%


6 总结与展望


在陕西省大力推进低碳近零碳试点示范建设的政策背景下，安科瑞EMS3.0智慧能源管理系统为园区提供了全面解决方案。系统通过"云-边-端"协同架构，实现能源流与碳流的全生命周期管控，帮助园区应对政策合规要求，同时实现经济效益与环境效益的双重提升。


未来，安科瑞EMS3.0系统将进一步融合数字孪生、区块链等先进技术，打造"可感知、会思考、自进化"的智慧能源管理体系。系统计划于2026年支持氢能接入，构建"光-储-氢"多能互补体系，并上线V2G车网互动功能，使电动汽车变身"移动储能单元"。这些创新功能将进一步增强系统的适应性和有效性，为陕西省乃至全国的零碳园区建设提供更加完善的技术支撑。


零碳园区建设不仅是政策要求，更是企业竞争力的核心标签。通过安科瑞EMS3.0系统的全面实施，园区不仅能够满足陕西省低碳近零碳试点示范建设的政策要求，还能够在经济效益、环境效益和管理效益等方面获得显著提升，真正实现从"政策合规"向"价值创造"的转型。
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