智慧能源革命：微電網(wǎng)驅(qū)動(dòng)“低碳園區(qū)”邁向：零碳未來(lái)？

簡(jiǎn)婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

  在全球“碳中和”浪潮與中國(guó)“雙碳”目標(biāo)的推動(dòng)下，制造業(yè)正經(jīng)歷一場(chǎng)從高碳向低碳、零碳轉(zhuǎn)型的深刻變革。零碳工廠作為工業(yè)脫碳的核心載體，不僅承載著環(huán)境責(zé)任，更成為企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力、規(guī)避碳關(guān)稅壁壘的戰(zhàn)略選擇。然而，實(shí)現(xiàn)工廠運(yùn)營(yíng)的，需突破能源結(jié)構(gòu)單一、能效管理粗放、碳排數(shù)據(jù)模糊等瓶頸。

一、什么是零碳工廠

  零碳工廠是指以實(shí)現(xiàn)近零或零溫室氣體排放為目標(biāo)，通過(guò)自主減排、清潔能源使用及碳信用抵消等手段，減少碳排放的生產(chǎn)單位。它在保證產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平的基礎(chǔ)上，顯著降低生產(chǎn)過(guò)程中溫室氣體排放量，并力爭(zhēng)將碳排放削減至零。

二、零碳工廠建設(shè)有哪些路徑？

  能源效率提升：通過(guò)采用節(jié)能設(shè)備和優(yōu)化生產(chǎn)流程，可以減少能源消耗并提高工廠的能源利用效率。例如，可以選擇具有較高能效比的電機(jī)、照明設(shè)備和加熱系統(tǒng)，以及采用自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)和優(yōu)化能源使用。此外，改善維護(hù)和操作實(shí)踐也是提高能源效率的關(guān)鍵。

  清潔能源供應(yīng)：將傳統(tǒng)的化石燃料替換為可再生能源是實(shí)現(xiàn)零碳目標(biāo)的重要途徑。光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是常見(jiàn)的清潔能源解決方案。根據(jù)工廠的需求和條件，可以選擇合適的清潔能源技術(shù)，并考慮與電網(wǎng)連接或獨(dú)立運(yùn)行的方式。

  碳捕集與儲(chǔ)存技術(shù)：碳捕集與儲(chǔ)存（CCS）技術(shù)是將工廠產(chǎn)生的二氧化碳捕獲并儲(chǔ)存起來(lái)，以減少其排放到大氣中。這可以通過(guò)將二氧化碳注入地下儲(chǔ)層、利用于生產(chǎn)化學(xué)品或直接利用于其他工業(yè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)。選擇適當(dāng)?shù)腃CS技術(shù)需要考慮工廠的特點(diǎn)和地理?xiàng)l件。

二、解決方案

  為有效解決這些問(wèn)題，安科瑞EMS3.0微電網(wǎng)智慧能源平臺(tái)與協(xié)調(diào)控制器配合使用，在多種場(chǎng)景下均能大顯身手，為企業(yè)提供了一套微電網(wǎng)管理解決方案。在工業(yè)園區(qū)，面對(duì)眾多復(fù)雜的供配電設(shè)備和大量的用電需求，協(xié)調(diào)控制器可快速采集各類(lèi)設(shè)備數(shù)據(jù)，通過(guò)多種通信方式上傳至EMS3.0微電網(wǎng)智慧能源平臺(tái)。平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)園區(qū)供配電的集中監(jiān)控和統(tǒng)一管理。

三、安科瑞EMS3.0微電網(wǎng)智慧能源平臺(tái)功能解析

3.1系統(tǒng)總覽

  “源網(wǎng)荷儲(chǔ)”等全量運(yùn)行數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)展示、狀態(tài)檢測(cè)、運(yùn)行告警，直觀展示微電網(wǎng)系統(tǒng)電量、碳排、成本、設(shè)備運(yùn)行等各類(lèi)數(shù)據(jù)；實(shí)時(shí)呈現(xiàn)微電網(wǎng)電力數(shù)據(jù)流向和設(shè)備安全情況。

3.2微電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)

  平臺(tái)支持電站拓?fù)洹⒃O(shè)備監(jiān)控、策略執(zhí)行、態(tài)勢(shì)感知、運(yùn)行評(píng)價(jià)等功能。

3.3功率預(yù)測(cè)

　　平臺(tái)支持分布式能源、充電站、空調(diào)、常規(guī)負(fù)荷等分類(lèi)預(yù)測(cè)；預(yù)測(cè)服務(wù)涵蓋日前及日內(nèi)多個(gè)時(shí)間尺度。

3.4優(yōu)化調(diào)度

　　基于能耗和碳排放的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度；考慮電網(wǎng)供電力平滑與電壓穩(wěn)定的安全運(yùn)行調(diào)度策略；需求側(cè)響應(yīng)電網(wǎng)互動(dòng)策略。      

3.5運(yùn)行控制

光伏--防逆流；

儲(chǔ)能--防逆流、峰谷套利、需量控制、柔性擴(kuò)容；

光儲(chǔ)--防逆流、新能源消納、需量控制、動(dòng)態(tài)擴(kuò)容；

光儲(chǔ)充--防逆流、新能源消納、需量控制、有序充電；

源網(wǎng)荷儲(chǔ)充--防逆流、新能源消納、需量控制、有序充電、負(fù)荷柔性控制。

3.6聚合資源

聚合微電網(wǎng)內(nèi)光伏、儲(chǔ)能、充電樁及空調(diào)柔性負(fù)荷；

以單一虛擬電廠子站與獨(dú)立電力戶(hù)號(hào)接入上層負(fù)荷聚合商或虛擬電廠平臺(tái)；

充分發(fā)揮微電網(wǎng)靈活資源的調(diào)節(jié)能力，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)整體收益。

3.7碳排管理

企業(yè)、部門(mén)、區(qū)域碳排監(jiān)控；

碳排統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析；

支持月、年碳排報(bào)表；

碳盤(pán)查報(bào)告

3.8智能運(yùn)維

設(shè)備檔案管理：重要設(shè)備包括變壓器、空調(diào)主機(jī)等設(shè)備信息，配置二維碼。

運(yùn)維流程管理：任務(wù)管理、巡檢記錄、缺陷記錄、消警記錄、搶修記錄、通知工單。　　Ø設(shè)備維護(hù)：提醒用戶(hù)及時(shí)查看或更換相應(yīng)設(shè)備，并提示維修或更換建議。

專(zhuān)家報(bào)告：系統(tǒng)定期為用戶(hù)生成能耗分析報(bào)告，提供專(zhuān)家建議。

3.9能源規(guī)劃

基于負(fù)荷信息、設(shè)備信息、市場(chǎng)信息、地理信息等內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化配置，提供經(jīng)濟(jì)的容量配置方案。

四、方案清單

4.1 微電網(wǎng)能量管理控制箱

Acrel-2000MG/B1

多元數(shù)據(jù)感知

能效指標(biāo)分析

靈活控制策略

運(yùn)行優(yōu)化控制

協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)調(diào)度

其他控制功能

4.2 微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器

微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器具有控制、保護(hù)、測(cè)量、監(jiān)控、通訊等功能，實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電、儲(chǔ)能、柴發(fā)和可控負(fù)荷的協(xié)調(diào)控制。

配置有多種控制策略，滿(mǎn)?不同運(yùn)?場(chǎng)景下的安全穩(wěn)定控制需求，確保微電網(wǎng)能夠在不同運(yùn)行模式下（并網(wǎng)和孤島）平穩(wěn)、高效地運(yùn)行；

具備多個(gè)端口，支持不同的設(shè)備及協(xié)議的接入，如101、103、104、ModbusTCP/RTU等。

4.3 智慧儲(chǔ)能產(chǎn)品

Acrel-2000ES儲(chǔ)能柜能量管理系統(tǒng)

4.4 智慧儲(chǔ)能產(chǎn)品---ANet-ESCU控制器　　

產(chǎn)品主要功能：能夠采集不同規(guī)約的PCS、BMS、電表、消防等設(shè)備的數(shù)據(jù)與匯總；提供規(guī)約轉(zhuǎn)換、透明轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、邊緣計(jì)算、優(yōu)化控制等多項(xiàng)功能；實(shí)時(shí)多任務(wù)并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，可多鏈路上送平臺(tái)據(jù)。

4.5 配套產(chǎn)品---各類(lèi)儀表、微機(jī)綜合保護(hù)裝置、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置等