隨著“雙碳”目標的深入,園區(qū)零碳轉(zhuǎn)型已成為工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域的剛需。在技術(shù)進步的當下,光儲充一體化微電網(wǎng)成為園區(qū)零碳轉(zhuǎn)型的有效途徑,與此同時光伏、儲能等的成本進一步下降,更是促使更多的園區(qū)企業(yè)走上微電網(wǎng)“零碳”之路。從僅有的“示范項目”已逐步開始向“規(guī)范化落地”擴展。
1、政策推動
國家及地方各層面都開始通過政策推廣建立零碳園區(qū)建設(shè),如近日國家發(fā)改委等三部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展零碳園區(qū)建設(shè)的通知》提到,要加快園區(qū)用能結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,因地制宜發(fā)展綠電直連、新能源就近接入增量配電網(wǎng)等綠色電力直接供應(yīng)模式;大力推進園區(qū)節(jié)能降碳,探索綠色低碳技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展深度融合機制,推動新建建筑按照超低能耗建筑、近零能耗建筑標準設(shè)計建造。
又如江蘇市監(jiān)局6月發(fā)布《零碳園區(qū)建設(shè)指南》公示提到,園區(qū)園區(qū)應(yīng)統(tǒng)籌零碳轉(zhuǎn)型,統(tǒng)籌提高園區(qū)能源資源利用效率和能源結(jié)構(gòu)清潔轉(zhuǎn)型。應(yīng)推動微電網(wǎng)與主網(wǎng)協(xié)同發(fā)展,加快園區(qū)微電網(wǎng)數(shù)字化、智能化發(fā)展,推動新能源、負荷和儲能合理接入微電網(wǎng),促進園區(qū)新能源、負荷、儲能的聚合和調(diào)控。
2、光儲充微電網(wǎng)造價成本下降
根據(jù)水電水利規(guī)劃設(shè)計總院發(fā)布的《中國可再生能源工程造價管理報告2024年度》報告內(nèi)容看,2024年隨著組件價格的持續(xù)下降,光伏電站項目平均單位千瓦總投資約為3450元/kW,較2023年降低約11.5%,預(yù)計“十五五”期間集中式光伏電站項目平價造價水平可達2300-2800元/kW。
而鋰電池儲能系統(tǒng)造價也從2018年的2元/Wh降低至2024年約1元/Wh,回本周期將明顯縮短。
3、技術(shù)成熟,效率提升
與傳統(tǒng)的園區(qū)企業(yè)光伏建設(shè)不同,技術(shù)升級后,光儲一體化加上充電樁共同接入智慧調(diào)度管理系統(tǒng),可以根據(jù)各項數(shù)據(jù)智能分析,對發(fā)電、儲能及綠電的使用進行最合理的分配,年省能源費增加,綜合能效可達80%以上。
4 安科瑞能為零碳園區(qū)建設(shè)提供哪些方案
安科瑞作為專業(yè)的智慧能源管理解決方案提供商,能為零碳園區(qū)建設(shè)提供包括碳計量電表、分布式光伏、分布式儲能、電動車有序充電以及園區(qū)智慧能源管理平臺等解決方案,為零碳園區(qū)的建設(shè)提供“云-邊-端”一體化解決方案,利用“云邊協(xié)同”智慧策略幫助園區(qū)充分利用好新能源,明確降碳成本效益路線圖。
4.1 碳電表
碳電表是一種新型的計量工具,它的出現(xiàn)是為了幫助我們更好地理解和計算企業(yè)在電力使用中的碳排放。它的工作原理是根據(jù)實際電能消耗的計量數(shù)據(jù),動態(tài)計算并按照使用條件、區(qū)域等因素更新電碳因子,也就是平均每度電所蘊含的碳排放量。這個數(shù)值是實時更新的,能夠真實反映企業(yè)電力使用中的碳排放情況。碳電表的出現(xiàn)對于企業(yè)有著非常重要的意義,有了這些數(shù)據(jù),企業(yè)就可以追蹤產(chǎn)品生產(chǎn)過程的碳排放,根據(jù)碳排放情況優(yōu)化電源結(jié)構(gòu),制定更加綠色低碳的生產(chǎn)模式。
AEM96三相多功能碳電表,集成三相電力參數(shù)測量、分時電能計量及碳排放統(tǒng)計,根據(jù)不同使用工況的電碳折算因子集成碳結(jié)算功能,包含12組碳排放值及對應(yīng)的碳排放因子,它能夠?qū)崟r計算并給出企業(yè)生產(chǎn)用電帶來的碳排放量,讓碳排放像電能一樣方便記錄,配合安科瑞碳資產(chǎn)管理平臺,大大簡化企業(yè)的碳排放統(tǒng)計工作。
圖1 AEM96三相多功能碳電表
4.2 分布式光伏解決方案
分布式光伏是零碳園區(qū)新能源建設(shè)的首選,隨著新型電力系統(tǒng)的發(fā)展以及國能發(fā)新能規(guī)〔2025〕7號文、發(fā)改價格〔2025〕136號文相繼出臺,分布式光伏建設(shè)越來越需要面臨并網(wǎng)、運行安全和能量管理方面的問題,并不是建了就能用,建了便可以有穩(wěn)定收益的。供電部門對于分布式光伏電站并網(wǎng)保護、穩(wěn)控系統(tǒng)、電能質(zhì)量以及和調(diào)度的通信均有要求。
圖2 分布式光伏建設(shè)系統(tǒng)圖
①根據(jù)《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》和《電能質(zhì)量管理辦法(暫行)》等相關(guān)標準和規(guī)范要求,光伏電站并網(wǎng)點需要監(jiān)測并網(wǎng)點電能質(zhì)量;
②根據(jù)《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》并網(wǎng)點安裝防孤島保護裝置,防止光伏電站孤島運行;
③并網(wǎng)點安裝國網(wǎng)電能計量表和遠動裝置用于上傳光伏電站發(fā)電數(shù)據(jù),由當?shù)毓╇姴块T確定;
④對于自發(fā)自用、余電不上網(wǎng)系統(tǒng),公共連接點處還需要配置防逆流保護裝置,動作與切除或調(diào)節(jié)光伏逆變器,根據(jù)要求可使用不同的控制策略。
⑤配置國網(wǎng)縱向加密認證裝置、正/反向隔離裝置、網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測裝置、遠動網(wǎng)關(guān)等,按照電網(wǎng)要求的數(shù)據(jù)格式和安全要求接受電網(wǎng)調(diào)度;
⑥光伏監(jiān)控系統(tǒng)需采集站內(nèi)逆變器、箱變、保護測控裝置、電能質(zhì)量監(jiān)測裝置、防孤島保護、電能計量等數(shù)據(jù),在本地工作站實時監(jiān)控,還需要把數(shù)據(jù)上傳給電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng),接受電網(wǎng)調(diào)度;
4.3 分布式儲能解決方案
儲能系統(tǒng)作為光伏發(fā)電蓄水池和中轉(zhuǎn)站,在消納光伏發(fā)電過程中起著很重要的作用,在零碳園區(qū)建設(shè)中必不可少。
按照GB/T 36547-2018《電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》要求,儲能系統(tǒng)的微機保護配置要求:儲能電站并網(wǎng)點配置AM5-IS防孤島保護,非計劃孤島時應(yīng)在2s動作,將儲能電站與電網(wǎng)斷開。
關(guān)于儲能系統(tǒng)計量點的設(shè)置:如果儲能系統(tǒng)接入園區(qū)內(nèi)部電網(wǎng),計量點設(shè)置在并網(wǎng)點。
儲能單元應(yīng)具備絕緣監(jiān)測功能,當儲能單元絕緣低時應(yīng)能發(fā)出報警和/或跳閘信號通知儲能變流器及計算機監(jiān)控系統(tǒng),如果BMS或者PCS不具備絕緣監(jiān)測功能可單獨配置直流絕緣監(jiān)測裝置。
通過10kV接入公用電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)電能質(zhì)量宜滿足GB/T19862要求的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置,當儲能系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標不滿足要求時,配置電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置監(jiān)測并網(wǎng)點電能質(zhì)量。
圖3 儲能系統(tǒng)圖
4.4 有序充電解決方案
以電代油、以電代氣是零碳園區(qū)能源轉(zhuǎn)型中一個必不可少的過程,為新能源車補充能源的充換電站也是必配設(shè)施。安科瑞有序充電系統(tǒng)基于預(yù)測算法,可以實現(xiàn)對企業(yè)變壓器負荷率、光伏發(fā)電和充電負荷需求預(yù)測結(jié)合充電樁的監(jiān)控、調(diào)度和管理,提高光伏發(fā)電消納,提升園區(qū)微電網(wǎng)的運行可靠性,降低充電成本。
圖4 有序充電系統(tǒng)圖
4.5 碳資產(chǎn)管理方案
AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺碳資產(chǎn)管理采用權(quán)威碳排放核算因子數(shù)據(jù)庫,符合SO14064-1:2018 組織層級溫室氣體排放和清除的量化和報告指南要求,為園區(qū)提供包括碳盤查清冊、碳配額管理、碳排放分析、碳流向、碳盤查報告、碳交易記錄等等功能,幫助園區(qū)建立碳排放統(tǒng)計、核算、報告、核查體系。
圖5 碳排放核算符合性評估聲明
4.6 微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器
ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器主要采集光伏逆變器、儲能系統(tǒng)、變壓器負荷等數(shù)據(jù),根據(jù)設(shè)置的新能源使用邏輯來構(gòu)建本地控制策略以及云端數(shù)據(jù)的交互,控制儲能設(shè)備、分布式能源、可調(diào)負荷設(shè)備的出力與電力需求,并能根據(jù)經(jīng)濟效益模型在滿足調(diào)度的前提下,進行光儲置換,響應(yīng)云端策略配置,充分消納利用新能源。
圖6 “云邊端”三級控制策略結(jié)合
ACCU-100微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器具備以下功能特點:
數(shù)據(jù)采集:支持串口、以太網(wǎng)等多通道實時運行,滿足各類風(fēng)電與光伏逆變器、儲能等設(shè)備接入;
通訊管理:支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約,可實現(xiàn)云邊協(xié)同(結(jié)合安科瑞智慧能源管理云平臺進行遠程運維)、OTA升級、就地/遠程切換、本地人機交互(選配);
邊緣計算:靈活的報警閾值設(shè)置、主動上傳報警信息、數(shù)據(jù)合并計算、邏輯控制、斷點續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由;
策略管理:防逆流、計劃曲線、削峰填谷、需量控制、有功/無功控制、光儲協(xié)調(diào)等,并支持策略定制;
系統(tǒng)安全:基于不可信模型設(shè)計的用戶權(quán)限,防止非法用戶侵入;基于數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)安全驗證技術(shù),采用數(shù)據(jù)標定與防篡改機制,實現(xiàn)數(shù)據(jù)固證和可追溯;
運行安全:采集分析包括電池、溫控及消防在內(nèi)的全站信號與測量數(shù)據(jù),實現(xiàn)運行安全預(yù)警預(yù)測。
5 AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺-園區(qū)級微電網(wǎng)能源管理
在零碳或近零碳園區(qū)建設(shè)中,“光伏+儲能+充電”組合必不可少的被應(yīng)用到園區(qū)電網(wǎng)之中。隨著新能源占比增加,園區(qū)的管理必須依靠智慧能源管理平臺來實現(xiàn)碳資產(chǎn)管理、新能源策略控制、有序充電管理、能耗分析、設(shè)備運維等等。AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺可以幫助園區(qū)有效的管理能源,其功能包括:
?綜合監(jiān)控:實現(xiàn)園區(qū)變電站、光伏、儲能、負荷、充電樁、環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測、可視化展示、異常告警、事件查詢、報表統(tǒng)計等功能;
?智能控制:協(xié)同光伏、儲能、負載等多種能源主體,動態(tài)規(guī)劃智能策略,實現(xiàn)儲能、光伏協(xié)調(diào)控制,比如計劃曲線、削峰填谷、防逆流、新能源消納、需量控制等;
?能源分析:具備微電網(wǎng)能耗及效益分析、微電網(wǎng)經(jīng)濟運行分析、多維度電量分析,并進行日、月、年能源報表統(tǒng)計;
?碳資產(chǎn)管理:企業(yè)碳資產(chǎn)管理功能,包括碳盤查清冊、碳配額管理、碳排放分析、碳流向、碳盤查報告、碳交易記錄等等。
?功率預(yù)測:以歷史光伏輸出功率和歷史數(shù)值天氣數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),結(jié)合數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)和光伏發(fā)電單元的地理位置,采用深度學(xué)習(xí)算法建立預(yù)測模型庫,實現(xiàn)光伏發(fā)電的短時和超短時功率預(yù)測,并經(jīng)進行誤差分析;同時對微電網(wǎng)內(nèi)所有負荷,基于歷史負荷數(shù)據(jù),通過大數(shù)據(jù)分析算法,預(yù)測負荷功率曲線。
?優(yōu)化調(diào)度:根據(jù)分布式能源發(fā)電預(yù)測、負荷預(yù)測結(jié)果,并結(jié)合分時電價、電網(wǎng)交互功率及儲能約束條件等因素,以用電成本最低為目標,建立優(yōu)化模型,采用深度學(xué)習(xí)算法解析微電網(wǎng)運行功率計劃,系統(tǒng)通過將功率計劃進行分解,實現(xiàn)對光伏、儲能、充電樁的優(yōu)化控制。
圖7 AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺
6 零碳園區(qū)建設(shè)是實現(xiàn)雙碳目標的重要途徑
零碳園區(qū)并非單一的減排單元,而是集能源轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)創(chuàng)新、治理改革于一體的系統(tǒng)工程,是實現(xiàn) “雙碳”(碳達峰、碳中和)目標的關(guān)鍵抓手。其規(guī)劃和建設(shè)需要合理利用工具和能源管理軟件,來實現(xiàn)高效的能源利用。未來,隨著更多零碳園區(qū)的建成,其不僅將成為區(qū)域經(jīng)濟的 “綠色名片”,更將成為中國參與全球氣候治理的核心競爭力之一。
審核編輯 黃宇
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