在国家 “双碳" 战略的下,“十四五" 期间,各地纷纷投身于低碳园区的探索实践。我国与省级开发区数量多达 2543 家,超八成工业企业在此集聚,创造了全国一半的工业总产值,却也背负着 31% 的全国二氧化碳排放量,这凸显了园区在实现碳中和目标中的关键地位。
为了助力园区低碳转型,江苏、广东、四川等 20 多个省份积极响应,相继出台专项政策,运用财政补贴,为园区低碳项目提供资金支持;给予土地优惠,保障零碳建设项目用地;实施碳配额激励,激发园区降碳积极性,推动园区向低碳模式转变。
内蒙古的鄂尔多斯零碳产业园堪称先锋,作为个零碳产业园,不仅在实践中探索出切实可行的零碳路径,还发布了个零碳产业园地方标准,从单纯依赖资源逐步转向创新驱动发展,为全球零碳新工业基地建设提供了宝贵经验。
步入 2025 年,零碳园区建设在各地中成为焦点。广东、福建、广西等省份明确提出要 “建立一批零碳园区";山西计划 “探索创建零碳产业示范区";贵州聚焦 “探索建设低碳零碳工业园区";内蒙古更是要 “推动 2.0 版零碳园区建设"。部分地区目标设定更为具体,重庆规划开展 17 个近零碳园区建设,海南致力于让博鳌近零碳示范区减碳 96.2% 。这些举措表明,零碳园区建设已从理念走向实际行动,成为各地推动绿色发展的重要抓手 。
我国零碳园区建设尚处于起步阶段,在试点探索进程中,随着工作深入推进,诸多现实问题逐渐浮现。
此前,绿色园区、生态工业园区、低碳工业园区、近零碳园区、零碳智慧园区等概念与模式不断涌现,这虽然反映了行业的积极探索,但也在一定程度上导致概念混淆,让人难以精准把握零碳园区的内涵。专家陈吕军指出,零碳园区是在碳达峰碳中和的大背景下,以严格控制碳排放总量和强度为导向,以产业低碳化和发展低碳产业为方向,将能源清洁低碳转型作为核心,依靠技术研发应用作为支撑。通过调整产业结构、推进技术创新、强化管理手段等多种方式的有效整合,最终使园区碳排放逐步趋近于零的工业园区 。
零碳园区建设的关键在于破解 “能源转型" 这一难题。“能源与零碳如何融合?新能源和传统能源在零碳园区中分别扮演什么角色?" 陈吕军认为,园区作为能源消耗的集中区域,实现 “双碳" 目标的核心在于能源转型。随着我国电源结构中新能源占比不断提高,新型电力系统的升级与建设变得刻不容缓。相关负责同志指出,要统筹规划新能源就地消纳和外送通道建设,通过多种方式提升电网接纳能力,大力支持发展 “绿电直供" 模式,加快推进微电网、源网荷储一体化项目建设,以此保障零碳园区的能源供应 。
建设零碳园区需直击关键堵点。在夯实基础工作的同时,应依据产业类型、地域特点、规模大小等因素,挑选具有代表性的园区开展先行先试。鼓励东西部园区加强合作,以技术创新为核心驱动力,以场景应用为落地支撑,双轮驱动促进园区零碳技术的研发与应用。基于此,提出以下建议:
精细化数字化管理物质流与能量流
构建统一规范的碳核算方法体系
加速标准体系制定
“一园一策" 精准施策
AcrelEMS-Zone 园区能源管理系统,集成了电力监控、电能质量监测与治理、电气安全预警、能耗分析、照明控制、新能源利用、能源收费以及设备运维等多项功能。通过这一系统,能够对园区能源进行统一监控、运维和调度,并且支持通过 WEB 和手机 APP 访问,还可将数据共享至智慧园区平台,助力整个园区实现智慧化运行,为零碳园区建设提供全面、高效的技术支撑 。
在零碳园区建设需求下,智慧能源解决方案需突破传统能源管理的局限,从覆盖范围、环节衔接、系统适配、服务能力四个维度实现升级,具体呈现以下四大核心特点:
相较于传统方案仅聚焦单一能源或局部区域,本方案实现了 “更广范围、更大规模" 的统筹管理:一方面,打破电力、光伏、储能、照明等各类系统的数据壁垒,将分散的采集控制对象(如电表、光伏逆变器、储能变流器、照明控制器等)纳入统一平台,避免 “系统孤岛" 导致的管理碎片化;另一方面,通过对全园区采集控制装置的集中调度,优化设备配置策略 —— 例如根据不同区域用能高峰差异,动态调整采集频率与控制逻辑,让数据采集更精准、设备控制更高效,显著提升整体能源管理的有效性。
方案重点强化 “源(新能源发电)、网(电力网络)、荷(用电负荷)、储(储能系统)、充(充电设施)" 五大环节的紧密联动,构建闭环能源生态:新能源发电侧(如园区光伏电站)产生的绿电,优先通过电网供给园区负荷(如生产设备、办公照明);当发电过剩时,多余电能存入储能系统,避免绿电浪费;若遇用电高峰或发电不足,储能系统快速放电补能,同时引导充电桩等可调节负荷错峰运行。通过各环节的无缝衔接,实现园区能源 “产、供、储、用" 的高效匹配,减少对外部电网的依赖。
随着园区新能源占比提升(如光伏、风电)和柔性负荷增加(如充电桩、智能车间),电源侧输出功率受光照、风速影响呈现强波动,负荷侧用电需求也因生产调度、人员活动产生随机变化 —— 这两大随机性对电力系统安全稳定运行提出更高挑战。本方案通过实时监测技术(如毫秒级电能质量监测)捕捉源荷两侧动态变化,结合 AI 算法预判功率波动趋势,提前触发调节机制:例如当光伏出力骤降时,储能系统 0.5 秒内响应补电,同时限制非必要负荷用电,确保电网频率、电压稳定在安全范围,避免因随机性导致的供电中断或设备损坏。
方案不止于 “数据采集与设备控制",更围绕园区实际需求提供全维度服务:
安全层面
透明化层面
分析层面
执行层面
协同层面
4.2 组网结构图
4.3 功能模块
围绕零碳园区 “安全、高效、低碳、智能" 的建设目标,智慧能源管理系统通过细分功能模块,实现对园区能源全生命周期的精细化管控,从配电安全到新能源利用,从能耗分析到设备运维,形成闭环管理体系,具体功能如下:
系统聚焦园区核心配电场景,对中心变电站、各企业变电所、分散式箱变、新能源充电站等关键配电节点进行实时监测,动态追踪电压、电流、功率因数等运行参数,确保配电系统稳定输出。同时,针对柴油发电机、UPS 等应急供电设备,设置异常预警机制 —— 例如当 UPS 电池容量低于阈值、发电机启动信号异常时,系统会立即推送报警信息至运维人员手机端,避免突发断电影响园区生产与运营,为园区供电可靠性提供双重保障。
通过在电气接头、线路关键部位部署温度传感器与漏电监测装置,系统实时采集接电点温度变化(如母线排、电缆接头温度)和线路漏电电流数据。当监测到接电点温度超温(如超过 80℃)、线路漏电值异常时,系统会自动触发分级报警(声光报警 + 平台弹窗 + 短信通知),并同步生成隐患分析报告,标注隐患位置、风险等级及可能影响范围。管理者可依据报告快速排查,及时更换老化线路、紧固松动接头,从源头杜绝因电气故障引发的火灾风险。
针对园区内精密设备(如半导体车间、实验室仪器)对电能质量敏感的特点,系统对各变电所主要供电回路的电能质量进行实时监测,重点捕捉电压暂降、谐波畸变、三相不平衡等问题。通过数据分析模块,评估电能质量问题对园区的潜在影响 —— 例如谐波超标可能导致电机损耗增加、设备寿命缩短,电压暂降可能造成生产线停机。基于分析结果,系统会自动生成定制化治理方案,如推荐在特定回路加装有源滤波器、无功补偿装置,帮助园区改善电能质量,降低设备故障概率,提升能源利用效率。
系统为园区新能源规划与运营提供全流程支持:在配置端,结合园区用能负荷、光照资源等数据,测算光伏电站、储能系统的装机容量,避免新能源配置过剩或不足;在运行端,实时监控光伏发电量、储能充放电状态,优先调度绿电供给园区负荷,剩余电量存入储能系统或并网,降低对传统电网的依赖,从而减少电费支出。同时,系统还整合新能源汽车充电桩运营功能,支持充电桩状态监测、充电计费、预约充电等服务,完善园区绿色交通配套,提升对新能源企业、环保型项目的招商吸引力。
系统打破 “能源数据孤岛",对园区企业、能源站、公共建筑的能耗数据进行分类分项统计 —— 按能源类型采集电、水、气、冷热量等数据,按用户类型区分企业生产能耗、公共区域照明能耗、办公能耗。通过可视化图表(如能源流向 Sankey 图、能耗趋势曲线),直观展示能源从供应端(如电网、光伏)到消费端(如车间、宿舍)的流转路径及占比。管理者可通过对比不同企业、不同时段的能耗数据,快速识别高耗能环节(如某车间单耗远超行业平均水平),为后续节能改造指明方向。
系统构建全流程能源计费体系,一方面记录园区从外部电网、燃气公司采购能源的成本,另一方面根据企业、租户的实际用能数据(抄表数据自动采集,避免人工误差)生成电费、水费、气费账单,支持线上缴费与账单查询。针对园区公共区域(如路灯、停车场)的能耗,系统通过智能算法按企业面积、用能规模等维度进行合理分摊,确保公共能耗费用公平分配。同时,系统设置欠费预警功能,对逾期未缴费用户自动发送提醒,减少呆账坏账风险,保障园区能源供应与使用的收支平衡。
系统采用 “自然光优先 + 感应控制" 的智能照明策略,在提升人员体验的同时节能:通过光照传感器实时监测室内外光线强度,当自然光充足时(如白天办公室光照度达标),自动调暗或关闭灯光;在走廊、卫生间、地下车库等区域,部署人体感应传感器,实现 “人来灯亮、人走灯灭",避免长明灯浪费。此外,管理者可通过系统远程设置照明场景模式(如工作日模式、节假日模式),灵活调整照明开启时段与亮度,进一步降低照明能耗,据测算可实现照明节能 30% 以上。
系统搭建数字化设备运维平台,覆盖运维全流程:在任务管理环节,自动生成巡检计划(如每周对变压器进行一次巡检),并分配至具体运维人员;在记录环节,支持运维人员通过手机 APP 实时上传巡检记录、缺陷照片、消警情况,避免纸质记录丢失或篡改;在应急环节,当设备出现故障时,系统自动生成抢修工单,推送至附近运维人员,同时记录抢修进度与结果;所有运维数据实时存档,形成设备运维档案,便于后续追溯与设备寿命评估,提升园区设备运维的效率与规范性。
五. 平台各子系统功能
5.1 电力监控-园区
园区供电的稳定与否,直接关系到企业生产、公共服务的正常运转,而变电站与配电房作为能源传输的 “核心枢纽",其可靠运行是园区供电保障的关键。为此,需构建全维度、不间断的变配电智慧监控体系,从设备参数、开关状态、环境条件到故障处置,实现全流程精准管控,具体方案如下:
针对园区 110kV 主变、10kV 配电、0.4kV 低压出线等全电压等级配电链路,建立设备运行数据实时采集网络。重点监测变压器(油温、负荷率、绝缘状态)、高低压开关(分合闸电流、触头温度)、无功补偿柜(功率因数、补偿容量)、直流屏(蓄电池电压、充放电状态)、母排及电缆(接头温度、电流密度)等核心设备的电气参数与运行状态 —— 例如当变压器油温超过 85℃、电缆接头温度突破 70℃时,系统会立即触发预警,避免设备因过热损坏;同时通过持续追踪无功补偿柜的功率因数变化,确保园区电网功率因数稳定在 0.95 以上,减少无功损耗。
聚焦开关柜内关键开关设备的状态监测,通过部署位置传感器、状态指示器,实时捕捉断路器、手车、隔离开关、负荷开关、地刀开关的分合位置 —— 例如当手车未摇至 “工作位" 却误发合闸指令时,系统会自动闭锁操作并报警,防止带负荷拉合闸的安全事故。此外,还同步监测断路器弹簧储能状态(确保合闸动力充足)、远方 / 就地控制模式切换状态,避免远程运维与现场操作冲突,保障开关设备操作的安全性与运行的合规性。
变配电设备对环境条件要求严苛,湿度过高易导致绝缘受潮,温度骤变可能引发设备故障。基于此,系统对变电所内温湿度、水浸、烟感、门磁、空调等环境量进行 “监视 + 控制" 双重管理:通过温湿度传感器联动空调系统,自动将室内温度维持在 15-30℃、湿度控制在 40%-60%;利用水浸传感器监测配电房低洼区域,一旦出现积水立即触发排水泵启动;通过烟感探测器与门磁传感器,实时防范火灾风险与非法闯入,确保变配电环境始终符合设备安全运行标准。
当园区电力系统出现短路、过载、接地故障等问题时,系统会启动 “三重保障机制":首先,在故障发生瞬间(毫秒级响应)发出声光报警与手机短信通知,同步标注故障位置(如 “10kV 2 号出线柜短路");其次,自动触发继电保护装置,有选择性地切断故障元件(如仅断开故障出线柜,不影响其他回路供电),防止事故向主网扩散,最大限度缩小停电范围;最后,系统自动记录故障发生前后的电压、电流波形数据,形成完整的故障档案 —— 运维人员可通过波形分析定位故障原因(如雷击导致的绝缘击穿、设备老化引发的短路),为后续检修与预防同类故障提供数据支撑,助力快速恢复供电。
电力监控 电力监控拓扑图
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
5.2 电气安全-园区
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。
5.3 能效分析-园区
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;13774430992安科瑞王金晶
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。
5.4 智能照明控制-园区
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
5.5 光伏、储能、充电桩-园区
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*新的电网价格、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。
分布式储能结构图
5.6 智慧能源策略介绍
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。13774430992
协调控制功能有:
削峰填谷:
有序充电:
需量控制:
需求响应:
融合策略:
防逆流:
柔性扩容:
5.7 微电网智慧能源平台-能源流大屏展示
六. 子系统功能界面
*电力监控
*能耗分析
*电气安全
*预付费管理(综合计费管理)
*智能照明
*分布式光伏
*有序充电
*环境监测
*电能质量监测治理
*平台告警信息
*手机APP
*3D可视化
七. 总结
在 “双碳" 战略驱动下,我国零碳园区建设进入加速期,20 余省份出台专项政策,多地将零碳园区纳入发展规划。然而,行业仍处于起步阶段,面临碳排放统计核算体系不健全、转型思路与配套政策缺失等困境。突破的关键在于推进能源转型,通过优化电源结构、建设新型电力系统、发展 “绿电直供" 及源网荷储一体化项目实现零碳目标。对此,专家提出从数字化管理、统一核算体系、标准制定及 “一园一策" 试点等路径推动建设。
安科瑞 AcrelEMS-Zone 园区能源管理系统,集成电力监控、电气安全、新能源管理等功能,具备广域覆盖、多环节协同、智能调控等优势,可实现园区能源统一监控、运维与调度,助力零碳园区破解能源管理难题,提升能源利用效率,推动低碳转型从规划迈向实践。