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零碳園區(qū)的能源革命:源網(wǎng)荷儲充一體化解決方案全景透視
在全球應對氣候變化和能源轉型的大背景下,零碳園區(qū)作為城市和工業(yè)領域減排的重要載體,正成為各國爭相布局的戰(zhàn)略高地。而實現(xiàn)園區(qū)真正意義上的"零碳"運行,離不開"源-網(wǎng)-荷-儲-充"一體化能源系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化。
一、零碳園區(qū)的內(nèi)涵與挑戰(zhàn)
零碳園區(qū)是指在特定地理邊界內(nèi),通過能源結構調(diào)整、能效提升、碳抵消等手段,實現(xiàn)年度凈碳排放量為零的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。這類園區(qū)不僅是低碳技術的試驗場,更是新型能源系統(tǒng)的示范區(qū)。根據(jù)國際經(jīng)驗,零碳園區(qū)通常具備四個特征:高比例可再生能源供應、高能效基礎設施、智能化能源管理平臺和閉環(huán)式資源利用。
然而,零碳園區(qū)的建設面臨諸多挑戰(zhàn)。首先,可再生能源的間歇性和波動性給電網(wǎng)穩(wěn)定帶來壓力。以光伏發(fā)電為例,其出力曲線與園區(qū)用電負荷曲線往往不匹配,午間發(fā)電過剩而傍晚用電高峰時發(fā)電不足。其次,園區(qū)內(nèi)多元負荷(工業(yè)設備、商業(yè)空調(diào)、電動汽車等)的協(xié)調(diào)控制復雜度高。再次,現(xiàn)有園區(qū)的物理空間有限,難以部署足量的可再生能源發(fā)電設備和儲能系統(tǒng)。最后,缺乏有效的市場機制來激勵各方參與需求響應和靈活調(diào)節(jié)。
據(jù)國際能源署統(tǒng)計,全球范圍內(nèi)真正達到"零碳"標準的園區(qū)不足5%,大多數(shù)宣稱的"零碳園區(qū)"實際上高度依賴外部電網(wǎng)和碳抵消,未能實現(xiàn)能源的自給自足和實時平衡。這一現(xiàn)狀凸顯了系統(tǒng)性解決方案的迫切需求。
二、安科瑞助力零碳園區(qū)建設的智能化解決方案
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)建設提供包括分布式光伏、分布式儲能、電動車有序充電以及智慧能源管理平臺等解決方案,為零碳園區(qū)的建設提供“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,幫助園區(qū)明確降碳成本效益路線圖。
2.1 分布式光伏解決方案
分布式光伏是零碳園區(qū)新能源建設的shou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保護、穩(wěn)控系統(tǒng)、電能質(zhì)量以及和調(diào)度的通信要求都比較高。
分布式光伏建設系統(tǒng)圖
① 根據(jù)《分布式電源接入電網(wǎng)技術規(guī)定》和《電能質(zhì)量管理辦法(暫行)》等相關標準和規(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,包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、直流分量、諧波/間諧波 THD、閃變等;
② 根據(jù)《分布式電源接入電網(wǎng)技術規(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 光伏電站配置頻率電壓緊急控制控制,用于控制光伏電站出力,防止并網(wǎng)對電網(wǎng)造成干擾;
④ 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;
⑤ 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。
⑥ 配置國網(wǎng)縱向加密認證裝置、正/反向隔離裝置、網(wǎng)絡安全監(jiān)測裝置、遠動網(wǎng)關等,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;
⑦ 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;
⑧ 根據(jù)當?shù)毓╇姴块T需要配置光功率預測系統(tǒng)、AGC/AVC系統(tǒng)、微機防誤系統(tǒng)、“四可"系統(tǒng)等,數(shù)據(jù)上傳調(diào)度系統(tǒng)。
分布式光伏建設相關二次設備:
2.2 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)建設中bi不可少。
按照GB/T 36547-2018《電化學儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術規(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,非計劃孤島時應在2s動作,將儲能電站與電網(wǎng)斷開。
關于儲能系統(tǒng)計量點的設置:如果儲能系統(tǒng)接入園區(qū)內(nèi)部電網(wǎng),計量點設置在并網(wǎng)點。
儲能單元應具備絕緣監(jiān)測功能,當儲能單元絕緣低時應能發(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。
儲能系統(tǒng)圖
儲能系統(tǒng)二次設備選型
2.3 有序充電解決方案
以電代油、以電代氣是零碳園區(qū)能源轉型中一個bi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施。安科瑞有序充電系統(tǒng)基于預測算法,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測結合充電樁的監(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。
有序充電系統(tǒng)圖
有序充電系統(tǒng)設備選型方案
AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺碳資產(chǎn)管理采用碳排放核算因子數(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。
碳排放核算符合性評估聲明
三、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)建設中,“光伏+儲能+充電"組合bi不可少的被應用到園區(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,結合數(shù)值天氣預報數(shù)據(jù)和光伏發(fā)電單元的地理位置,采用深度學習算法建立預測模型庫,實現(xiàn)光伏發(fā)電的短時和超短時功率預測,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)電預測、負荷預測結果,并結合分時電價、電網(wǎng)交互功率及儲能約束條件等因素,以用電成本低為目標,建立優(yōu)化模型,采用深度學習算法解析微電網(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。
AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺
四、結語
展望未來,隨著新型電力系統(tǒng)建設的深入推進,"源網(wǎng)荷儲充"一體化將成為零碳園區(qū)的標準配置。安科瑞憑借在能效管理、智能配電、新能源監(jiān)控等領域的深厚積累,為零碳園區(qū)提供全面的數(shù)字化解決方案,助力園區(qū)實現(xiàn)能源高效利用、碳排放精準管控、運營成本持續(xù)優(yōu)化。