在國家 “雙碳" 戰略的下,“十四五" 期間,各地紛紛投身于低碳園區的探索實踐。我國與省級開發區數量多達 2543 家,超八成工業企業在此集聚,創造了全國一半的工業總產值,卻也背負著 31% 的全國二氧化碳排放量,這凸顯了園區在實現碳中和目標中的關鍵地位。
為了助力園區低碳轉型,江蘇、廣東、四川等 20 多個省份積極響應,相繼出臺專項政策,運用財政補貼,為園區低碳項目提供資金支持;給予土地優惠,保障零碳建設項目用地;實施碳配額激勵,激發園區降碳積極性,推動園區向低碳模式轉變。
內蒙古的鄂爾多斯零碳產業園堪稱先鋒,作為個零碳產業園,不僅在實踐中探索出切實可行的零碳路徑,還發布了個零碳產業園地方標準,從單純依賴資源逐步轉向創新驅動發展,為全球零碳新工業基地建設提供了寶貴經驗。
步入 2025 年,零碳園區建設在各地中成為焦點。廣東、福建、廣西等省份明確提出要 “建立一批零碳園區";山西計劃 “探索創建零碳產業示范區";貴州聚焦 “探索建設低碳零碳工業園區";內蒙古更是要 “推動 2.0 版零碳園區建設"。部分地區目標設定更為具體,重慶規劃開展 17 個近零碳園區建設,海南致力于讓博鰲近零碳示范區減碳 96.2% 。這些舉措表明,零碳園區建設已從理念走向實際行動,成為各地推動綠色發展的重要抓手 。
我國零碳園區建設尚處于起步階段,在試點探索進程中,隨著工作深入推進,諸多現實問題逐漸浮現。
此前,綠色園區、生態工業園區、低碳工業園區、近零碳園區、零碳智慧園區等概念與模式不斷涌現,這雖然反映了行業的積極探索,但也在一定程度上導致概念混淆,讓人難以精準把握零碳園區的內涵。專家陳呂軍指出,零碳園區是在碳達峰碳中和的大背景下,以嚴格控制碳排放總量和強度為導向,以產業低碳化和發展低碳產業為方向,將能源清潔低碳轉型作為核心,依靠技術研發應用作為支撐。通過調整產業結構、推進技術創新、強化管理手段等多種方式的有效整合,最終使園區碳排放逐步趨近于零的工業園區 。
零碳園區建設的關鍵在于破解 “能源轉型" 這一難題?!澳茉磁c零碳如何融合?新能源和傳統能源在零碳園區中分別扮演什么角色?" 陳呂軍認為,園區作為能源消耗的集中區域,實現 “雙碳" 目標的核心在于能源轉型。隨著我國電源結構中新能源占比不斷提高,新型電力系統的升級與建設變得刻不容緩。相關負責同志指出,要統籌規劃新能源就地消納和外送通道建設,通過多種方式提升電網接納能力,大力支持發展 “綠電直供" 模式,加快推進微電網、源網荷儲一體化項目建設,以此保障零碳園區的能源供應 。
建設零碳園區需直擊關鍵堵點。在夯實基礎工作的同時,應依據產業類型、地域特點、規模大小等因素,挑選具有代表性的園區開展先行先試。鼓勵東西部園區加強合作,以技術創新為核心驅動力,以場景應用為落地支撐,雙輪驅動促進園區零碳技術的研發與應用?;诖?,提出以下建議:
精細化數字化管理物質流與能量流
構建統一規范的碳核算方法體系
加速標準體系制定
“一園一策" 精準施策
AcrelEMS-Zone 園區能源管理系統,集成了電力監控、電能質量監測與治理、電氣安全預警、能耗分析、照明控制、新能源利用、能源收費以及設備運維等多項功能。通過這一系統,能夠對園區能源進行統一監控、運維和調度,并且支持通過 WEB 和手機 APP 訪問,還可將數據共享至智慧園區平臺,助力整個園區實現智慧化運行,為零碳園區建設提供全面、高效的技術支撐 。
在零碳園區建設需求下,智慧能源解決方案需突破傳統能源管理的局限,從覆蓋范圍、環節銜接、系統適配、服務能力四個維度實現升級,具體呈現以下四大核心特點:
相較于傳統方案僅聚焦單一能源或局部區域,本方案實現了 “更廣范圍、更大規模" 的統籌管理:一方面,打破電力、光伏、儲能、照明等各類系統的數據壁壘,將分散的采集控制對象(如電表、光伏逆變器、儲能變流器、照明控制器等)納入統一平臺,避免 “系統孤島" 導致的管理碎片化;另一方面,通過對全園區采集控制裝置的集中調度,優化設備配置策略 —— 例如根據不同區域用能高峰差異,動態調整采集頻率與控制邏輯,讓數據采集更精準、設備控制更高效,顯著提升整體能源管理的有效性。
方案重點強化 “源(新能源發電)、網(電力網絡)、荷(用電負荷)、儲(儲能系統)、充(充電設施)" 五大環節的緊密聯動,構建閉環能源生態:新能源發電側(如園區光伏電站)產生的綠電,優先通過電網供給園區負荷(如生產設備、辦公照明);當發電過剩時,多余電能存入儲能系統,避免綠電浪費;若遇用電高峰或發電不足,儲能系統快速放電補能,同時引導充電樁等可調節負荷錯峰運行。通過各環節的無縫銜接,實現園區能源 “產、供、儲、用" 的高效匹配,減少對外部電網的依賴。
隨著園區新能源占比提升(如光伏、風電)和柔性負荷增加(如充電樁、智能車間),電源側輸出功率受光照、風速影響呈現強波動,負荷側用電需求也因生產調度、人員活動產生隨機變化 —— 這兩大隨機性對電力系統安全穩定運行提出更高挑戰。本方案通過實時監測技術(如毫秒級電能質量監測)捕捉源荷兩側動態變化,結合 AI 算法預判功率波動趨勢,提前觸發調節機制:例如當光伏出力驟降時,儲能系統 0.5 秒內響應補電,同時限制非必要負荷用電,確保電網頻率、電壓穩定在安全范圍,避免因隨機性導致的供電中斷或設備損壞。
方案不止于 “數據采集與設備控制",更圍繞園區實際需求提供全維度服務:
安全層面
透明化層面
分析層面
執行層面
協同層面
4.2 組網結構圖
4.3 功能模塊
圍繞零碳園區 “安全、高效、低碳、智能" 的建設目標,智慧能源管理系統通過細分功能模塊,實現對園區能源全生命周期的精細化管控,從配電安全到新能源利用,從能耗分析到設備運維,形成閉環管理體系,具體功能如下:
系統聚焦園區核心配電場景,對中心變電站、各企業變電所、分散式箱變、新能源充電站等關鍵配電節點進行實時監測,動態追蹤電壓、電流、功率因數等運行參數,確保配電系統穩定輸出。同時,針對柴油發電機、UPS 等應急供電設備,設置異常預警機制 —— 例如當 UPS 電池容量低于閾值、發電機啟動信號異常時,系統會立即推送報警信息至運維人員手機端,避免突發斷電影響園區生產與運營,為園區供電可靠性提供雙重保障。
通過在電氣接頭、線路關鍵部位部署溫度傳感器與漏電監測裝置,系統實時采集接電點溫度變化(如母線排、電纜接頭溫度)和線路漏電電流數據。當監測到接電點溫度超溫(如超過 80℃)、線路漏電值異常時,系統會自動觸發分級報警(聲光報警 + 平臺彈窗 + 短信通知),并同步生成隱患分析報告,標注隱患位置、風險等級及可能影響范圍。管理者可依據報告快速排查,及時更換老化線路、緊固松動接頭,從源頭杜絕因電氣故障引發的火災風險。
針對園區內精密設備(如半導體車間、實驗室儀器)對電能質量敏感的特點,系統對各變電所主要供電回路的電能質量進行實時監測,重點捕捉電壓暫降、諧波畸變、三相不平衡等問題。通過數據分析模塊,評估電能質量問題對園區的潛在影響 —— 例如諧波超標可能導致電機損耗增加、設備壽命縮短,電壓暫降可能造成生產線停機?;诜治鼋Y果,系統會自動生成定制化治理方案,如推薦在特定回路加裝有源濾波器、無功補償裝置,幫助園區改善電能質量,降低設備故障概率,提升能源利用效率。
系統為園區新能源規劃與運營提供全流程支持:在配置端,結合園區用能負荷、光照資源等數據,測算光伏電站、儲能系統的裝機容量,避免新能源配置過?;虿蛔?;在運行端,實時監控光伏發電量、儲能充放電狀態,優先調度綠電供給園區負荷,剩余電量存入儲能系統或并網,降低對傳統電網的依賴,從而減少電費支出。同時,系統還整合新能源汽車充電樁運營功能,支持充電樁狀態監測、充電計費、預約充電等服務,完善園區綠色交通配套,提升對新能源企業、環保型項目的招商吸引力。
系統打破 “能源數據孤島",對園區企業、能源站、公共建筑的能耗數據進行分類分項統計 —— 按能源類型采集電、水、氣、冷熱量等數據,按用戶類型區分企業生產能耗、公共區域照明能耗、辦公能耗。通過可視化圖表(如能源流向 Sankey 圖、能耗趨勢曲線),直觀展示能源從供應端(如電網、光伏)到消費端(如車間、宿舍)的流轉路徑及占比。管理者可通過對比不同企業、不同時段的能耗數據,快速識別高耗能環節(如某車間單耗遠超行業平均水平),為后續節能改造指明方向。
系統構建全流程能源計費體系,一方面記錄園區從外部電網、燃氣公司采購能源的成本,另一方面根據企業、租戶的實際用能數據(抄表數據自動采集,避免人工誤差)生成電費、水費、氣費賬單,支持線上繳費與賬單查詢。針對園區公共區域(如路燈、停車場)的能耗,系統通過智能算法按企業面積、用能規模等維度進行合理分攤,確保公共能耗費用公平分配。同時,系統設置欠費預警功能,對逾期未繳費用戶自動發送提醒,減少呆賬壞賬風險,保障園區能源供應與使用的收支平衡。
系統采用 “自然光優先 + 感應控制" 的智能照明策略,在提升人員體驗的同時節能:通過光照傳感器實時監測室內外光線強度,當自然光充足時(如白天辦公室光照度達標),自動調暗或關閉燈光;在走廊、衛生間、地下車庫等區域,部署人體感應傳感器,實現 “人來燈亮、人走燈滅",避免長明燈浪費。此外,管理者可通過系統遠程設置照明場景模式(如工作日模式、節假日模式),靈活調整照明開啟時段與亮度,進一步降低照明能耗,據測算可實現照明節能 30% 以上。
系統搭建數字化設備運維平臺,覆蓋運維全流程:在任務管理環節,自動生成巡檢計劃(如每周對變壓器進行一次巡檢),并分配至具體運維人員;在記錄環節,支持運維人員通過手機 APP 實時上傳巡檢記錄、缺陷照片、消警情況,避免紙質記錄丟失或篡改;在應急環節,當設備出現故障時,系統自動生成搶修工單,推送至附近運維人員,同時記錄搶修進度與結果;所有運維數據實時存檔,形成設備運維檔案,便于后續追溯與設備壽命評估,提升園區設備運維的效率與規范性。
五. 平臺各子系統功能
5.1 電力監控-園區
園區供電的穩定與否,直接關系到企業生產、公共服務的正常運轉,而變電站與配電房作為能源傳輸的 “核心樞紐",其可靠運行是園區供電保障的關鍵。為此,需構建全維度、不間斷的變配電智慧監控體系,從設備參數、開關狀態、環境條件到故障處置,實現全流程精準管控,具體方案如下:
針對園區 110kV 主變、10kV 配電、0.4kV 低壓出線等全電壓等級配電鏈路,建立設備運行數據實時采集網絡。重點監測變壓器(油溫、負荷率、絕緣狀態)、高低壓開關(分合閘電流、觸頭溫度)、無功補償柜(功率因數、補償容量)、直流屏(蓄電池電壓、充放電狀態)、母排及電纜(接頭溫度、電流密度)等核心設備的電氣參數與運行狀態 —— 例如當變壓器油溫超過 85℃、電纜接頭溫度突破 70℃時,系統會立即觸發預警,避免設備因過熱損壞;同時通過持續追蹤無功補償柜的功率因數變化,確保園區電網功率因數穩定在 0.95 以上,減少無功損耗。
聚焦開關柜內關鍵開關設備的狀態監測,通過部署位置傳感器、狀態指示器,實時捕捉斷路器、手車、隔離開關、負荷開關、地刀開關的分合位置 —— 例如當手車未搖至 “工作位" 卻誤發合閘指令時,系統會自動閉鎖操作并報警,防止帶負荷拉合閘的安全事故。此外,還同步監測斷路器彈簧儲能狀態(確保合閘動力充足)、遠方 / 就地控制模式切換狀態,避免遠程運維與現場操作沖突,保障開關設備操作的安全性與運行的合規性。
變配電設備對環境條件要求嚴苛,濕度過高易導致絕緣受潮,溫度驟變可能引發設備故障?;诖耍到y對變電所內溫濕度、水浸、煙感、門磁、空調等環境量進行 “監視 + 控制" 雙重管理:通過溫濕度傳感器聯動空調系統,自動將室內溫度維持在 15-30℃、濕度控制在 40%-60%;利用水浸傳感器監測配電房低洼區域,一旦出現積水立即觸發排水泵啟動;通過煙感探測器與門磁傳感器,實時防范火災風險與非法闖入,確保變配電環境始終符合設備安全運行標準。
當園區電力系統出現短路、過載、接地故障等問題時,系統會啟動 “三重保障機制":首先,在故障發生瞬間(毫秒級響應)發出聲光報警與手機短信通知,同步標注故障位置(如 “10kV 2 號出線柜短路");其次,自動觸發繼電保護裝置,有選擇性地切斷故障元件(如僅斷開故障出線柜,不影響其他回路供電),防止事故向主網擴散,最大限度縮小停電范圍;最后,系統自動記錄故障發生前后的電壓、電流波形數據,形成完整的故障檔案 —— 運維人員可通過波形分析定位故障原因(如雷擊導致的絕緣擊穿、設備老化引發的短路),為后續檢修與預防同類故障提供數據支撐,助力快速恢復供電。
電力監控 電力監控拓撲圖
變電站綜合自動化子系統圖(110KV、35KV)
綜自系統二次組屏
35/10k變電站一次系統圖
0.4kV配電系統一次系統圖
5.2 電氣安全-園區
AcrelEMS能方便的接入電氣火災監控系統、消防設備電源監控系統、防火門監控系統、消防應急照明和疏散指示系統,各子系統按照國家標準建設,子系統調試記錄、拓撲結構、運行記錄、故障報警自動上傳至平臺,通過平臺實現對涉及電氣安全和消防的子系統進行集中監控、統一管理。
5.3 能效分析-園區
搭建園區計量體系,計算產品單耗、班組能耗等等;
根據用能單位類型進行分類計量;13774430992安科瑞王金晶
根據次級用能單位進行分區域或分時段采集用能數據;
根據重要用能設備進行重點用能設備能效分析,挖掘節能潛力。
5.4 智能照明控制-園區
中央控制:通過上位機集中控制
區域控制:區域照明一鍵開關
感應控制:紅外/光照度/雷達/微動感應
定時控制:設定時間自動開關
聯動控制:接受外部條件聯動控制
場景控制:預先設置不同場景進行切換
5.5 光伏、儲能、充電樁-園區
安科瑞微電網系統解決方案涵蓋工商業分布式光伏發電系統、分布式儲能系統、戶用光儲系統、充電樁運營管理系統等。
通過控制、計量、通信等技術,結合光功率預測、負荷預測等算法,將分布式電源、儲能系統、可控負荷、電動汽車、電能路由器聚合在一起;平臺根據*新的電網價格、用電負荷、電網調度指令等情況,靈活調整微電網控制策略并下發給儲能、充電樁、逆變器等系統與設備,保證企業微電網始終安全、可靠、節約、高效、經濟、低碳的運行。
分布式儲能結構圖
5.6 智慧能源策略介紹
智慧能源管理平臺是一種集成了現代信息技術(如物聯網IoT、大數據、云計算和人工智能AI)的系統,用于監測、控制和優化能源使用,以提高效率并減少浪費。13774430992
協調控制功能有:
削峰填谷:
有序充電:
需量控制:
需求響應:
融合策略:
防逆流:
柔性擴容:
5.7 微電網智慧能源平臺-能源流大屏展示
六. 子系統功能界面
*電力監控
*能耗分析
*電氣安全
*預付費管理(綜合計費管理)
*智能照明
*分布式光伏
*有序充電
*環境監測
*電能質量監測治理
*平臺告警信息
*手機APP
*3D可視化
七. 總結
在 “雙碳" 戰略驅動下,我國零碳園區建設進入加速期,20 余省份出臺專項政策,多地將零碳園區納入發展規劃。然而,行業仍處于起步階段,面臨碳排放統計核算體系不健全、轉型思路與配套政策缺失等困境。突破的關鍵在于推進能源轉型,通過優化電源結構、建設新型電力系統、發展 “綠電直供" 及源網荷儲一體化項目實現零碳目標。對此,專家提出從數字化管理、統一核算體系、標準制定及 “一園一策" 試點等路徑推動建設。
安科瑞 AcrelEMS-Zone 園區能源管理系統,集成電力監控、電氣安全、新能源管理等功能,具備廣域覆蓋、多環節協同、智能調控等優勢,可實現園區能源統一監控、運維與調度,助力零碳園區破解能源管理難題,提升能源利用效率,推動低碳轉型從規劃邁向實踐。