碳约束下的EMS源网荷储多元协调控制：能耗双控政策与企业用能成本协同优化模型

易允恒 安科瑞电气股份有限公司

摘要

在“双碳”目标驱动下，零碳园区与低碳工厂建设成为我国工业绿色转型的核心任务。本文以安科瑞电气股份有限公司EMS 3.0微电网智慧能源平台为研究对象，结合其在全国范围内的实践案例，探讨“源网荷储充”协同优化技术对园区能源效率提升、碳排放削减的贡献。研究表明：该平台通过实时监测、智能调度与多能互补控制，可降低企业综合用能成本15%~30%，提升新能源消纳率20%以上，为工业领域低碳化提供可复制的技术路径。

关键词：零碳园区；微电网；源网荷储；能源管理；碳排放；

一、引言

1.1 政策背景与挑战

2021年“双碳”目标正式提出后，国务院发布《2030年前碳达峰行动方案》，明确要求工业园区实施循环化改造、推进分布式能源建设。然而，工业领域面临三重挑战：

系统稳定性：新能源随机性导致电力波动（如某重工企业18MW光伏项目需解决季节性电量平衡问题）；

经济性瓶颈：电价改革下峰谷价差扩大，企业需通过储能实现“削峰填谷”；

碳约束强化：能耗双控、碳市场机制倒逼企业优化用能结构。

1.2 技术路径创新

微电网智慧能源平台通过“云-管-边-端”架构，整合物联网、AI算法与大数据分析，实现能源流与信息流的深度融合，为破解上述难题提供系统性解决方案。

二、微电网智慧能源平台技术架构

2.1 四层协同体系

以安科瑞EMS 3.0为例，其核心技术架构包括：

层级	功能模块	核心价值
感知层	光伏/储能/充电桩传感器	多源数据采集（电能、温度、碳排）
通讯层	Modbus/104协议边缘网关	跨设备协议兼容
平台层	实时监测+优化控制+能源预测	15ms级策略响应
应用层	大屏监控+移动APP+碳排管理	全流程可视化管理

2.2 核心控制算法

动态经济调度：基于电价信号与负荷预测，自动切换储能充放电模式（如广东某能源集团项目实现峰谷套利0.82元/kWh）；

防逆流控制：通过AMSSE-IS装置刚性保护+Acrel-2000MG柔性调节（某啤酒厂项目光伏消纳率提升至98%）；

虚拟电厂聚合：将分布式资源整合为可调度单元（河南交投项目266个站点接入省级虚拟电厂平台）。

三、典型应用场景与效益分析

3.1 零碳园区建设（上海某研究院案例）

实施效果：

年降低电费支出28.7%（通过谷电储能+光伏直供）；

碳排放强度下降35.6%（平台碳排管理模块统计）；

充电桩收益提升40%（光储充协同削峰）。

3.2 低碳工厂实践（某新材料公司光储充项目）

系统	规模	经济效益
光伏	533.6kWp	年发电量62万kWh
储能	7.5MW/15.983MWh	峰谷套利年收益148万元
充电桩	1×120kW+6×30kW	充电服务收入同比增长35%

四、推广瓶颈与对策建议

4.1 现存挑战

投资回收周期：工商业储能项目回本周期约5-7年（需政府补贴支持）；

标准体系缺失：光储充系统并网标准尚未统一（如某机场项目需定制防逆流方案）；

跨系统协同难：多能源子系统数据孤岛现象突出（上海研究院项目需整合13栋建筑数据）。

4.2 政策建议

完善激励机制：对零碳园区给予储能容量补贴（如江苏按200元/kWh补助）；

建立标准体系：制定《光储充系统并网技术规范》国家标准；

推广“平台+金融”模式：通过能源管理收益权质押融资降低企业初始投入。

五、结论

微电网智慧能源平台通过“监测-分析-控制-优化”闭环管理，已成为零碳园区建设的核心基础设施。安科瑞EMS 3.0在全国40余个案例中验证：

平台可实现新能源就地消纳率＞95%；

典型工业用户度电成本降低0.15~0.3元；

碳排放强度年均下降8%~12%。 未来需进一步深化AI预测算法、探索碳交易与电力市场耦合机制，推动工业低碳转型从单点示范向规模化应用迈进。

审核编辑 黄宇