浅谈数字化技术赋能的零碳智慧园区研究综述

安科瑞 刘迈

　　摘要：。在“双碳"战略背景下，零碳园区建设已成为当今城市绿色、可持续发展的重点。随着数字化技术以及新一代信息技术的创新，零碳园区的数智化建设不断发展。本文重点介绍了目前国内外数字化零碳智慧园区的发展现状，从能源管理、基础设施系统、数据分析与决策三个方面分析数字化零碳智慧园区的应用现状，并结合具体建设案例分析数字化技术如何赋能零碳智慧园区，提出了中国联通后续在零碳智慧园区业务领域发展的建议，对于零碳智慧园区建设具有一定的借鉴意义。

　　关键词：零碳；智慧园区；数字化

　　一.引言

　　近年来，中国采取一系列措施来完成“双碳"的目标，其中包括《有关整体准确全面深入践行新发展观抓好碳达峰碳中和管理工作的若干意见》、《2030年前碳达峰活动计划的通告》、《产业区域碳达峰实施》、《技术支持碳达峰碳中和实施（2022—2030年）》等。园区作为城市基础单元，是我国产业和企业的规模化聚集地，更是我国二氧化碳排放的一大主体，是推动“双碳"战略实施的重点环节。

　　当前，大多数园区都致力于实现近零碳、零碳的发展目标。伴随数字化经济的发展，促进能源行业和数字化、智能化的结合变得越来越重要，构建零碳智慧园区将为促进中国的可持续发展提供支撑。《零碳智慧园区2022》指出，零碳智慧园区的发展是以数字技术为支撑的，它通过不断的技术创新，将数字化融入园区的整个发展阶段。本文旨在深入探讨当前国内外数字化零碳智慧园区的发展现状，分析当前数字化零碳智慧园区的建设案例，结合中国联通围绕国家双碳战略的发展规划、核心能力等，以期对零碳智慧园区业务领域发展提供建议。

　　二.国内外零碳智慧园区发展现状

　　在智慧城市的发展下，智慧园区不断建设。随着数字化技术的飞速发展，温室气体排放引起的全球气候变化治理已经成为世界各国密切关注的问题。国内外把建设低碳智慧城市和低碳智慧园区作为公共政策来推动和引导城市生态发展，并积累了很多成功的经验。

　　目前，我国正逐步探索建立零碳智慧园区。内蒙古、安徽、福建省和广东省制定措施，支持发展零碳产业园示范性建设项目。宁德集团、联想集团和元气森林（饮料）等企业也相继公布了零碳工业园区计划。天津市、湖南、河南和江西省明确提出进行低碳工业园区试验[1]。

　　零碳工业园区的发展趋势主要有以下几种层面：在工业园区能源管理领域，尽可能高比例利用能源，并利用屋顶光伏等生产，通过太阳能光伏系统达到能源的高效利用，通过智能化能源管理系统进行能源监测等；在工业园区基础设施领域，利用数字化技术通过部署楼宇运行系统、节能照明系统等，通过数据分析进行能源优化，提高能源利用率；在信息分析与决策领域，通过DeepSeek大模型、AI等技术实现信息的实时分析，并利用物联网技术，对工业园区内各层级的能源生产和使用信息进行精准、即时的全面感知[2]。

　　当前国内外零碳智慧园区的发展虽然取得了显著进展，但在能源结构、技术创新、标准体系等方面仍面临挑战。

　　三、安科瑞能为零碳园区建设提供哪些方案

　　安科瑞作为专业的智慧能源管理解决方案提供商，能为零碳园区建设提供包括碳计量电表、分布式光伏、分布式储能、电动车有序充电以及园区智慧能源管理平台等解决方案，为零碳园区的建设提供“云-边-端"一体化解决方案，利用“云边协同"智慧策略帮助园区充分利用好新能源，明确降碳成本效益路线图。

　　3.1 碳电表

　　碳电表是一种新型的计量工具，它的出现是为了帮助我们更好地理解和计算企业在电力使用中的碳排放。它的工作原理是根据实际电能消耗的计量数据，动态计算并按照使用条件、区域等因素更新电碳因子，也就是平均每度电所蕴含的碳排放量。这个数值是实时更新的，能够真实反映企业电力使用中的碳排放情况。碳电表的出现对于企业有着非常重要的意义，有了这些数据，企业就可以追踪产品生产过程的碳排放，根据碳排放情况优化电源结构，制定更加绿色低碳的生产模式。

　　AEM96三相多功能碳电表，集成三相电力参数测量、分时电能计量及碳排放统计，根据不同使用工况的电碳折算因子集成碳结算功能，包含12组碳排放值及对应的碳排放因子，它能够实时计算并给出企业生产用电带来的碳排放量，让碳排放像电能一样方便记录，配合安科瑞碳资产管理平台，大大简化企业的碳排放统计工作。

图1 AEM96三相多功能碳电表

　　3.2 分布式光伏解决方案

　　着新型电力系统的发展以及国能发新能规〔2025〕7号文、发改价格〔2025〕136号文相继出台，分布式光伏建设越来越需要面临并网、运行安全和能量管理方面的问题，并不是建了就能用。供电部门对于分布式光伏电站并网保护、稳控系统、电能质量以及和调度的通信均有要求。

图2 分布式光伏建设系统图

　　根据《分布式电源接入电网技术规定》和《电能质量管理办法（暂行）》等相关标准和规范要求，光伏电站并网点需要监测并网点电能质量；

　　根据《分布式电源接入电网技术规定》并网点安装防孤岛保护装置，防止光伏电站孤岛运行；

　　并网点安装国网电能计量表和远动装置用于上传光伏电站发电数据，由当地供电部门确定；

　　对于自发自用、余电不上网系统，公共连接点处还需要配置防逆流保护装置，动作与切除或调节光伏逆变器，根据要求可使用不同的控制策略。

　　配置国网纵向加密认证装置、正/反向隔离装置、网络安全监测装置、远动网关等，按照电网要求的数据格式和安全要求接受电网调度；

　　光伏监控系统需采集站内逆变器、箱变、保护测控装置、电能质量监测装置、防孤岛保护、电能计量等数据，在本地工作站实时监控，还需要把数据上传给电网调度系统，接受电网调度；

　　根据当地供电部门需要配置光功率预测系统、AGC/AVC系统、微机防误系统、“四可"系统等，数据上传调度系统。

　　分布式光伏建设相关二次设备：

　　2.3 分布式储能解决方案

　　储能系统作为光伏发电蓄水池和中转站，在消纳光伏发电过程中起着很重要的作用。

　　按照GB/T 36547-2018《电化学储能系统接入电网技术规定》要求，储能系统的微机保护配置要求：储能电站并网点配置AM5-IS防孤岛保护，非计划孤岛时应在2s动作，将储能电站与电网断开。

　　关于储能系统计量点的设置：如果储能系统接入园区内部电网，计量点设置在并网点。

　　储能单元应具备绝缘监测功能，当储能单元绝缘低时应能发出报警和/或跳闸信号通知储能变流器及计算机监控系统，如果BMS或者PCS不具备绝缘监测功能可单独配置直流绝缘监测装置。

　　通过10kV接入公用电网的储能系统电能质量宜满足GB/T19862要求的电能质量监测装置，当储能系统的电能质量指标不满足要求时，配置电能质量在线监测装置监测并网点电能质量。

图3 储能系统图

　　储能系统二次设备选型

　　2.4 有序充电解决方案

　　以电代油、以电代气是零碳园区能源转型中一个过程，为新能源车补充能源的充换电站也是必配设施。安科瑞有序充电系统基于预测算法，可以实现对企业变压器负荷率、光伏发电和充电负荷需求预测结合充电桩的监控、调度和管理，提高光伏发电消纳，提升园区微电网的运行可靠性，降低充电成本。

图4 有序充电系统图

　　有序充电系统设备选型方案

　　2.5 碳资产管理方案

　　AcrelEMS3.0智慧能源管理平台碳资产管理采用碳排放核算因子数据库，符合SO14064-1：2018 组织层级温室气体排放和清除的量化和报告指南要求，为园区提供包括碳盘查清册、碳配额管理、碳排放分析、碳流向、碳盘查报告、碳交易记录等等功能，帮助园区建立碳排放统计、核算、报告、核查体系。

图5 碳排放核算符合性评估声明

　　2.6 微电网协调控制器

　　ACCU-100BF微电网协调控制器主要采集光伏逆变器、储能系统、变压器负荷等数据，根据设置的新能源使用逻辑来构建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，并能根据经济效益模型在满足调度的前提下，进行光储置换，响应云端策略配置，充分消纳利用新能源。

图6 “云边端"三级控制策略结合

　　ACCU-100BF微电网协调控制器具备以下功能特点：

　　数据采集：支持串口、以太网等多通道实时运行，满足各类风电与光伏逆变器、储能等设备接入；

　　通讯管理：支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、MQTT等通信规约，可实现云边协同（结合安科瑞智慧能源管理云平台进行远程运维）、OTA升级、就地/远程切换、本地人机交互（选配）；

　　边缘计算：灵活的报警阈值设置、主动上传报警信息、数据合并计算、逻辑控制、断点续传、数据加密、4G路由；

　　策略管理：防逆流、计划曲线、削峰填谷、需量控制、有功/无功控制、光储协调等，并支持策略定制;

　　系统安全：基于不可信模型设计的用户权限，防止非法用户侵入；基于数据加密与数据安全验证技术，采用数据标定与防篡改机制，实现数据固证和可追溯；

　　运行安全：采集分析包括电池、温控及消防在内的全站信号与测量数据，实现运行安全预警预测。

　　AcrelEMS3.0智慧能源管理平台-园区级微电网能源管理

　　在零碳或近零碳园区建设中，“光伏+储能+充电"组合被应用到园区电网之中。随着新能源占比增加，园区的管理需要依靠智慧能源管理平台来实现碳资产管理、新能源策略控制、有序充电管理、能耗分析、设备运维等等。AcrelEMS3.0智慧能源管理平台可以帮助园区有效的管理能源，其功能包括：

　　综合监控：实现园区变电站、光伏、储能、负荷、充电桩、环境数据的采集、监测、可视化展示、异常告警、事件查询、报表统计等功能；

　　智能控制：协同光伏、储能、负载等多种能源主体，动态规划智能策略，实现储能、光伏协调控制，比如计划曲线、削峰填谷、防逆流、新能源消纳、需量控制等；

　　能源分析：具备微电网能耗及效益分析、微电网经济运行分析、多维度电量分析，并进行日、月、年能源报表统计；

　　碳资产管理：企业碳资产管理功能，包括碳盘查清册、碳配额管理、碳排放分析、碳流向、碳盘查报告、碳交易记录等等。

　　功率预测：以历史光伏输出功率和历史数值天气数据为基础，结合数值天气预报数据和光伏发电单元的地理位置，采用深度学习算法建立预测模型库，实现光伏发电的短时和超短时功率预测，并经进行误差分析；同时对微电网内所有负荷，基于历史负荷数据，通过大数据分析算法，预测负荷功率曲线。

　　优化调度：根据分布式能源发电预测、负荷预测结果，并结合分时电价、电网交互功率及储能约束条件等因素，以用电成本低为目标，建立优化模型，采用深度学习算法解析微电网运行功率计划，系统通过将功率计划进行分解，实现对光伏、储能、充电桩的优化控制。

图7 AcrelEMS3.0智慧能源管理平台

　　五、结束语

　　零碳园区并非单一的减排单元，而是集能源转型、产业升级、技术创新、治理改革于一体的系统工程，是实现 “双碳"（碳达峰、碳中和）目标的关键抓手。其规划和建设需要合理利用工具和能源管理软件，来实现能源利用。未来，随着更多零碳园区的建成，其不仅将成为区域经济的 “绿色名片"，更将成为中国参与全球气候治理的核心竞争力之一。

　　参考文献：

　　数字化技术赋能的零碳智慧园区研究综述；赵晨、张畅、杨曦、刘晓

　　张峰, 钟贤, 谢翰忻. 智慧城市背景下低碳智慧园区建设的探索[J]. Guangdong Architecture Civil Engineering, 2023, 30(12).

　　零碳智慧园区5大建设路径[J].房地产世界,2023,(14):4-7.

　　谢斐,牟思思.国内外零碳产业园区建设情况及政策启示[J].当代金融研究,2022,5(12):66-73.

　　郭寅远,陈卓,贺春.园区风光储充微电网设计与应用[J].科技创新与应用,2023,13(18):49-52.DOI:10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.18.011.

　　安科瑞企业微电网设计与应用手册