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打造数字引擎,驱动工业绿色转型 ,园区能源管理箱“攻略”

2025年03月26日 16:08:27 人气: 61 来源: 安科瑞电气股份有限公司


为加强工业节能降碳管理,推进数字技术赋能绿色低碳转型,支撑构建系统完备的碳排放双控制度体系,2025年3月18日,工业和信息化部印发《工业企业和园区数字化能碳管理中心建设指南》(工信厅节〔2025〕13号,以下简称《指南》)。

工业企业和园区数字化能碳管理中心建设指南  

数字化能碳管理中心是支撑工业企业和园区提升能耗双控和碳排放双控管理水平的信息系统和基础工具,通过采用人工智能、工业互联网和物联网、智能传感等信息通信技术,开发能耗和碳排放数据采集、监测、核算、分析、预测、预警、决策支持等功能,支撑开展产品碳足迹、项目碳评价和企业碳管理。为指导工业企业和园区建设数字化能碳管理中心,推进数字技术赋能绿色低碳转型,提升工业节能降碳水平,制定本指南。

一、建设目标  

工业企业和园区通过数字化能碳管理中心建设运行,实现对能耗和碳排放的精准化计量、精细化管控、智能化决策与可视化呈现,持续提升节能降碳管理能力,有效支撑能源利用效率提升和碳排放降低,促进绿色低碳转型

二、业务功能  

能碳管理中心具备能耗查询、能源消费量和强度计算、能源消费分析与用能策略推荐、能效对标、能流分析、能效平衡与优化、用能与碳排放预算管理、碳排放、碳足迹核算、供应链碳管理、碳核查支撑、碳资产管理等功能。业务功能及技术方案的开发应用需依据节能降碳相关标准政策要求,具体标准可在“全国标准信息公共服务平台”查询。  

2.2 园区能源管理现状

智慧化服务不足、建设缺乏顶层设计、管理运营能力薄弱、信息孤岛难以打破、基础设施亟待改造优化、管理对象太多难度较大··········

三. AcrelEMS-Zone园区能源管理解决方案

AcrelEMS-Zone园区能源管理系统,集园区的电力监控、电能质量监测与治理、电气安全预警、能耗分析、照明控制、新能源使用、能源收费以及设备运维等功能于一体,通过一套系统对园区的能源进行统一监控、统一运维和调度,系统可以通过WEB和手机APP访问,并可以把数据分享给智慧园区平台,实现整个园区的智慧运行。

3.1 解决方案组成示意图


  • 范围更广:采集控制对象范围更广、规模更大,各类系统进行融合、统一;统筹采集控制装置的管理,优化配置策略,提升采集控制有效性。

  • 环节更多:源网

    储充各环节紧密衔接。

  • 随机性更高:电源侧和负荷侧均呈现强随机性,对电力系统安全稳定运行提出更高要求。

  • 多元化服务:用能安全监控、用能流向查看、用能数据分析、节能方案控制、智慧园区大平台对接服务。

3.2 系统结构图

3.3 功能模块

电力监控: 园区中心变电站、企业变电所、箱变、充电站等配电系统运行状态监测,柴油发电机、UPS系统异常预警。

智能照明控制: 合理使用照明控制系统,在提升人员的体验情况下大程度使用自然光照明,通过感应控制做到人来灯亮,人走灯灭。

能源计费: 园区能源供应和使用之间的收支平衡以及能源计费,并通过算法帮助管理者合理分摊园区公共用能,保障收支平衡,避免呆账坏账。

电气安全: 采集电气接电温度以及线路漏电数据后在系统提供异常报警,帮助管理者分析建筑用电安全隐患,消除消防风险。

新能源管理: 帮助园区合理配置新能源,通过光伏、储能系统改善机场用电结构,降低园区用电成本,同时实现新能源汽车充电桩的运营管理,提升园区招商竞争力。

监测和改善电能质量: 监测园区各变电所主要回路电能质量,分析电能质量对园区潜在的影响,并给出电能质量治理方案。

能耗分析: 对园区企业、能源站和建筑能耗数据进行分类分项统计,采集电、水、气、冷热量等能源数据,显示能源流向。

设备运维: 任务管理、巡检记录、缺陷记录、消警记录、抢修记录、通知工单。

3.4 园区供配电监控

  • 保障园区变电站、配电房的可靠运行,是保障园区可靠供电的核心,需要对变电所实现不间断监控。

  • 对110kV至0.4kV变配电涉及的变压器、开关、无功补偿柜、直流屏、母排及电缆等配电相关设备的电气参数、状态、温度进行实时监测,及时发出故障报警信息;

  • 实时监测开关柜内路断路器、手车、隔离开关、负荷开关、地刀开关的分合状态,断路器弹簧储能状态及远方就地控制状态;

  • 实现对变电所温湿度、水浸、烟感、门磁、空调等环境量的监视和控制,保证变配电环境符合设备运行要求;

  • 当出现电力故障时,发出报警信号,自动、迅速、有选择的将故障元件从电力系统中切除,保护一次设备,防止事故扩散,迅速恢复供电,并可记录故障波形,供后续进行故障分析

变电站综合自动化子系统图(110KV、35KV)

综自系统二次组屏

35/10k变电站一次系统图

0.4kV配电系统一次系统图

AM微机保护测控装置

35kV及以下弧光保护装置

开关柜综合测控装置

电气接点在线测温

电能质量监测装置

电能质量治理


ARD电动机保护控制器和抗晃电保护器

3.5 园区电气安全

AcrelEMS能方便的接入电气火灾监控系统、消防设备电源监控系统、防火门监控系统、消防应急照明和疏散指示系统,各子系统按照国家标准建设,子系统调试记录、拓扑结构、运行记录、故障报警自动上传至平台,通过平台实现对涉及电气安全和消防的子系统进行集中监控、统一管理。

故障电弧探测器


防火限流式保护器

智能微型断路器+智能终端

智能安全配电装置

终端电能质量治理

AFPM消防设备电源监控

A-C-A100应急照明和疏散指示系统结构

A-C-A100应急照明和疏散指示系统灯具


3.6 园区能效分析

搭建园区计量体系,计算产品单耗、班组能耗等等;根据用能单位类型进行分类计量;根据次级用能单位进行分区域或分时段采集用能数据;根据重要用能设备进行重点用能设备能效分析,挖掘节能潜力。


3.7 智能照明控制

中央控制:通过上位机集中控制

区域控制:区域照明一键开关

感应控制:红外/光照度/雷达/微动感应

定时控制:设定时间自动开关

联动控制:接受外部条件联动控制

场景控制:预先设置不同场景进行切换

智能照明开关驱动器:

智能照明触摸屏

智能照明传感器

智能照明实施方案

3.8 园区光伏 / 储能 / 充电桩

安科瑞微电网系统解决方案涵盖工商业分布式光伏发电系统、分布式储能系统、户用光储系统、充电桩运营管理系统等。

通过控制、计量、通信等技术,结合光功率预测、负荷预测等算法,将分布式电源、储能系统、可控负荷、电动汽车、电能路由器聚合在一起;平台根据的电网价格、用电负荷、电网调度指令等情况,灵活调整微电网控制策略并下发给储能、充电桩、逆变器等系统与设备,保证企业微电网始终安全、可靠、节约、高效、经济、低碳的运行

  • 并网配套产品-防孤岛保护装置

AMYG5SE-IS防孤岛保护装置主要适用于光伏发电、燃气发电、储能等新能源并网供电系统,防止电网停电时分布式电源向电网送电。具有:逆功率保护、频率保护(低频减载/高频保护)、频率突变跳闸、有压自动合闸、三段式过流保护(可经低电压闭锁、可带方向闭锁)、反时限过流保护(可经低电压闭锁)等保护功能

  • 并网配套产品-电能质量监测装置

  • 并网配套产品-防逆流控制器

分布式储能方案


分布式储能配套产品

直流绝缘监测配套产品:

AIM-D100-T系列通用型直流绝缘监测仪

CA系列充电桩用绝缘监测仪

AIM-D500-CA直流绝缘监测仪(配ACPD300耦合仪)

  • 充电桩配套产品

智能监测:充电桩智能控制器对充电桩具备测量、控制与保护的功能,如运行状态监测、故障状态监测、充电计量与计费以及充电过程的联动控制等。

智能计量:输出配置智能电能表,进行充电计量,具备完善的通信功能,可将计量信息通过RS485分别上传给充电桩智能控制器和网络运营平台。

云平台:具备连接云平台的功能,可以实现实时监控,财务报表分析等等。

保护功能:具备防雷保护、过载保护、短路保护和漏电保护等功能。

远程升级:具备完善的通讯功能,可远程对设备软件进行升级。


直流电能表 DJSFYG1352-D300(600)

电瓶车充电管理

3.9 智慧能源策略

  • 微电网智慧能源平台

智慧能源管理平台是一种集成了现代信息技术(如物联网IoT、大数据、云计算和人工智能AI)的系统,用于监测、控制和优化能源使用,以提高效率并减少浪费。


  • 协调控制功能

新能源配套产品-协调控制器ACCU-100

ACCU-100微电网控制器主要负责光、储新能源电站的数据采集、本地控制策略以及云端数据的交互。控制储能设备、分布式能源、可调负荷设备的出力与电力需求,根据经济效益模型在满足调度的前提下,进行光储置换,减少弃光。并与云端平台进行交互,响应云端策略配置。

支持容量为:储能容量:≤400kW,光伏容量:≤400kWp

首页能源大屏展示

3.10 平台软件功能

  • 电力监控

实时监测高低压配电柜的电压、电流、功率等电力参数,实现遥测、遥信、遥控、遥调。

实时监测各配电室温湿度烟感门磁水浸有害气体等环境参数,有害气体超标联动排风系统。

实时监测关键供配电设备运行情况,如变压器、柴油发电机、UPS、直流屏等。

  • 能耗分析

分类能耗,分项能耗,同比环比,能源流向,能耗强度

  • 电气安全

监测各电气接点、母排温度并实时预警;

实时监测0.4kV馈线漏电电流,异常时报警;

实时监测隔离电源状态,发生异常时报警。


  • 预付费管理

对建筑内用电、用水实现能源预收费,实现先缴费、后用能;

电费可分为基础电费、尖峰平谷电费、力调电费、公摊电费等,并提供电费账单;

提供能源财务报表

  • 智能照明控制系统:

对建筑内照明进行集中管理,包括公共区域、停车库照明;

通过系统实现集中控制、定时控制、光照度感应控制、人体感应控制、区域控制等;

对光照度有要求的特定区域实现调光控制;

对停车库实现雷达感应控制;

  • 分布式光伏系统

电站运行监视,逆变器运行监视,电站发电统计,逆变器发电统计,光伏电站配电图,逆变器曲线分析

  • 充电桩智能有序充电:

监控电动自行车充电桩、汽车充电桩的实时状态,包括离线、故障、充电中、空闲等;

监控变压器负荷并对充电桩进行功率控制;

对平台和充电桩的运营情况进行统计,并生成财务报表和运营报告,包括用户充值信息、充电量/充电金额/充电时长等充电信息、用户充值记录、用户消费记录等。

  • 环境监测:

展示变配电站内的环境状态(包括当前环境温度值、湿度值、水浸、烟感、开关门状态、当日温度曲线、当日湿度曲线、噪声、局部放电、红外、SF6气体监测、振动和粉尘信息等)。当日温度曲线和当日湿度曲线是用多个温湿度传感器同一时刻的*大值所描绘出的曲线,该曲线标示了*大值、*小值和平均值

  • 电能质量监测治理

稳态监测,稳态曲线,谐波频谱,谐波曲线,负荷曲线,暂态分析,SOE事件,极值统计

报警分类分级,报警订阅,报警记录,报警统计,语音播报

  • 手机APP

配置重要设备包括变压器、电气柜、高压电缆、空调主机、水泵等设备信息,配置设备二维码;

流程化运维巡检、自动发布任务、巡检节点跟踪、缺陷处理跟进、报警联动消警平台APP通知;

定期为用户生成月度报告、内容可在线编辑、定期邮箱发送、变电所环境监控、数据分析与评估、整改建议参考。

  • 3D可视化:对变电所/配电房内的开关柜和环境进行3D高仿真建模,将运行数据与设备进行绑定,让用户更直观的了解供配电运行情况,更准确的定位故障点。


碳资产管理功能

a. 碳排核算-核算清单, 核算各环节碳排放,生成核算清单

b. 碳配额-配额核算,测算碳配额抵消及下年度碳配额


c. 碳配额-配额考核,评定各考核对象的碳排放达成率。


d. 统计碳排放情况及碳排结构


e. 碳排管理-碳足迹,


f.碳排管理-碳排报告


g. 碳交易记录,汇总碳交易记录


h. 碳市场分析,跟踪碳交易市场情况,综合碳核算、管理制度及碳交易市场行情,生产碳交易策略。


碳资产管理的功能可以帮助园区从能源监测转变为碳监测,实现碳资产数字化,标准化,精细化!

四. 案例分享

4.1 上海某科研园区智慧能源管理系统

研究院希望建立园区级微电网智慧能源管理平台,实现各项能源的集中化管理,深入分析能源消耗过程与趋势,同时为企业和员工提供充电服务,利用光伏和储能降低用电成本。项目实施范围包括办公楼、实验室、食堂等共13栋建筑和7个电瓶车车棚以及一个智慧充电场站,实施内容包括电力监控、能耗、运维、智能照明、光伏、储能和充电桩(电瓶车+汽车)。

技术方案:设置AcrelEMS智慧能源管理平台,监测变压器能效、分布式光伏、储能充放电管理、充电桩运维管理、智能照明控制等,实现源荷互动、智慧调控、数字化运维管理,帮助研究院提高运维能效,降低用电成本。

能源策略-削峰填谷

AcrelEMS微电网智慧能源管理平台的主要控制策略,包括削峰填谷、新能源消纳、需量控制、动态扩容、防逆流、有序充电、平抑波动、离网运行、需求响应等。本项目园区光伏、储能、充电桩使用策略主要是削峰填谷、有序充电、防逆流,保障园区源荷协调平稳、用电可靠。

能源策略-防逆流

能源策略-有序充电


系统结构

AcrelEMS智慧能源管理平台集成变电站综合自动化系统、配电室电能管理系统、光伏、储能、充电桩管理系统、水/暖/环境监测系统等,可以融合各子系统数据进行统一监测和控制,实现园区能源智慧调控,帮助园区降低能源成本,优化能源结构。

系统功能

项目收益

4.2 双汇第一工业园无人化值班技改项目

为了保障整个园区供配电的可靠、安全,双汇动力公司采用三班倒人工定期巡检的方式,由运维人员在变电所现场长期值守。

存在以下问题:

园区范围大,变电所多,派人长期值守人力成本高;传统的目视巡检频率低,不易发现问题,效率低;有些隐患靠目视难以发现,巡检盲区多;巡检过程不规范,通过纸质记录问题,没有按照电力标准检查重点供配电设备;重要的供配电设施资料不齐全,缺少详细的维修电试保养记录设备维护不到位,超期运行;各个变电所运行数据、报警记录孤立存在,没有汇总,无法集中统一掌握整个园区供配电情况;双汇亟需对现有的变电所进行全面的自动化、数字化改造,降本增效,同时还要更好的保障园区供电的稳定、可靠、安全。

项目涉及园区内的1个开闭所、8个变电所、4个水泵房,改造对象涉及32台变压器、32面低压进线柜、185面低压馈线柜、68面电容柜、9个直流屏、14台水泵,以及变电所、水泵房的环境。

平台接入综合保护装置50多台、多功能电力仪表300多块、功率因数补偿控制器60多个、电气接点温度传感器近4000个、震动传感器14个、温湿度传感器65个、水浸传感器50多个、烟雾传感器近30个,并通过IO模块采集了290几个光字牌、继电器、断路器等开关量信号,监测开关柜的近600个配电回路,采集各类遥测、遥信量共8万多个。变电所门口安装有门禁系统,室内经改造安装了8台吊轨式智能巡检机器人,机器人配有可见光及红外摄像头,机器人巡检轨道总长300多米。

现场安装的各类仪表、设备均接入ANet智能网关,由网关完成协议解析、报警生成、逻辑控制、本地存储等边缘计算任务,数据经光纤网络上传至AcrelEMS平台。在中心变电所设置有大屏显示系统,对整个园区的供配电运行情况进行集中监控、统一管理。

项目效果:

项目收益:

  • 通过本次项目的自动化、数字化改造,用户在监控中心值班室就可远程实时查看变电所、水泵房运行情况,平台上线后,巡检人员由原先的40人精简为22人,按照每人每年7万多的人工成本,一年就可节省人力成本120多万。同时,在平台接收到报警后,通过控制巡检机器人即可远程确认情况,响应更及时高效。

  • 本次改造针对变压器、开关柜、电容柜、直流屏、水泵等重要配电设备、用电设备全面安装了各类监测、保护、控制装置,实时准确感知设备运行状态,结合趋势分析,更易发现存在的问题,并将报警信息即时通过语音、短信、APP等多种方式发送给负责人,即时发现隐患,即时排查问题和解决问题,降低事故发生的机率。

4.3 上海某高科园区能源管理系统

该高科技园区*早建设的园区于2011年左右,早期的供配电设备投入使用较长时间。且随着不断扩建新建园区,早期供配电数据和新建供配电差异极大,既有加新建园区包含教育、商业、工业等综合产业,园区集团希望能通过改造+新建园区能源监测标准化,实现一个平台满足园区供电可靠监测、能耗分析管理、工商业收费管理、动态区域无人值守

AcrelEMS平台部署在云监控中心,改造和新建项目通过运营商网络自主上传云监控中心,用户通过一个平台即可对整个综合园区供配用电情况进行集中监控、统一管理、统一收费、统一接收报警,减轻了维护工作量。

2021-2022年实施改造31个存量项目的能耗及收费管理平台,总计接入DTSY1352 系列设备8100台左右;

2020-2023年共实施集团园区15个地块,分别有集成电路、软件、生物制药、半导体等产业,实施内容包含:变配电设备监测及电力监控系统,园区综合能耗/公共能耗监测管理分析系统,电气消防:电气火灾、消防电源、防火门、应急照明疏散只是系统,电能监测治理系统,电气综合监控系统等。


项目效果:

2.4 南通某生物制药园区项目

项目位于南通市启东经济开发区,是一家以组合化学和现代药物化学技术为核心的新药研发企业,本项目计划建设一个微电网能效管理平台,通过IT手段贯通从数据采集、输送、储存、分析到使用的全周期能源管理数据链,构建项目能源成本中心,支持自动统计分析、在线监控预警及用能异常的改进协同,*终推动整个项目的能源管理可视化。从而达到能源管理统一规范、提高过程管控能力、工作效率、降低成本的目的。同时药明康德集团希望一套完整全面的一体化管理平台,实现企业微电网的协调有序运行,同时要保证企业用电的可靠、安全、节约、高效、低碳,要通过更智能化的手段降低对运行维护人员的专业性要求,减轻运维成本。(武汉、南通、上海先整合)

安科瑞为本次一期提供了完整的能源管理(AcrelEMS)解决方案,10kV/0.4kV电力监控系统、能源管理系统、无线测温监控系统、孤光保护系统、有源滤波(APF)治理装置等。AcrelEMS平台部署在一期监控中心,上述系统数据均接入AcrelEMS平台,用户通过一个平台即可对整个一期以及后续二期的能源情况进行集中监控、统一管理,统一接收报警,减轻了维护工作量。

用户对内部网络安全非常重视,项目验收时对系统进行了漏洞扫描,由于AcrelEMS获得了公安部颁发的信息系统安全等级保护三级证书,安全性提前获得了认证,顺利通过了漏洞扫描;




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