1 政策背景與需求分析

長春市作為吉林省碳中和試點示范城市，近年來出臺了一系列零碳園區建設政策，明確要求園區單位產值碳強度下降30%，可再生能源占比≥80%，綜合能源利用效率≥85%，并建立完善的碳足跡追蹤體系。這些政策要求園區運營方和企業必須采用先進的能源管理技術，實現從能源消耗型向低碳高效型的轉變。

在長春零碳園區政策背景下，企業面臨三大核心需求：

政策合規需求：必須滿足《電化學儲能電站安全規程》《近零碳排放區試點建設指南》等標準要求，避免政策處罰和市場準入限制。

經濟效益需求：需要通過能源結構調整降低運營成本，園區電力成本占運營成本比例高達30-40%，亟待通過技術手段實現節能降耗。

技術整合需求：解決新能源消納率不足40%、源網荷儲協同效率低下等問題，實現跨系統能源優化調度。

2 整體解決方案設計

安科瑞EMS3.0采用云-邊-端協同架構，為長春園區提供全覆蓋的能源管理解決方案。該系統通過三級架構實現能源數據的采集、分析和優化執行：

終端感知層：部署150+類采集設備，包括APView500PV電能質量監測裝置（0.2S級精度，63次諧波監測）、AM5SE-IS防逆流保護裝置（2ms級孤島保護響應）、DJSF1352-D600直流計量表（0.5級精度，600A最大電流）等，實現毫秒級數據采集。

邊緣計算層：采用ACCU-100協調控制器，支持IEC 60870-5-104/Modbus TCP等12種工業協議，內置16類控制策略模板，在網絡中斷時確保本地智能控制不間斷。

云端平臺層：基于AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺，提供多維度能源分析和碳電融合管理功能，支持ISO 14064碳核算和電力市場交易對接。

表：系統架構主要組件功能

架構層級 核心組件 技術指標 功能特點

終端感知層 APView500PV 0.2S級精度，63次諧波監測 電能質量分析

AM5SE-IS 2ms級孤島保護響應 防逆流保護

DJSF1352-D600 0.5級精度，600A最大電流 直流系統計量

邊緣計算層 ACCU-100 12種工業協議支持 策略本地執行

智能網關 斷點續傳，4G/光纖冗余 數據可靠傳輸

云端平臺層 AcrelEMS3.0 支持10000+接入點 多維度能源分析

該系統支持多協議兼容，可接入華為、陽光電源等10余品牌設備，打破信息孤島，部署周期縮短40%。 平臺采用B/S+C/S混合架構，支持網頁和APP多終端訪問，方便管理人員實時監控園區能源狀況。

3 核心功能模塊

3.1 碳資產管理模塊

基于ISO14064標準開發碳盤查引擎，支持12維度碳排放因子動態修正，可自動生成符合長春生態環境局要求的碳報告。該模塊通過AEM96碳電表實時追蹤度電碳排放，使碳排放統計效率提升90%，解決了83%園區碳基線模糊的問題。

模塊具備碳資產運營能力，可自動測算配額缺口，通過"綠電采購+儲能調峰"組合策略降低碳成本。在碳交易方面，系統支持對接全國碳市場，輔助用戶參與碳交易，某園區年碳配額收益超200萬元。

3.2 微電網智能調度模塊

采用LSTM神經網絡算法預測光伏/負荷曲線，預測誤差率<8%，遠超行業平均水平。模塊支持光儲充協同控制，包括計劃曲線、削峰填谷、需量控制、新能源消納、有序充電、動態擴容等策略。

光伏消納優化：通過氣象站數據聯動AI預測算法，多云天氣預測精度≥91%，實證項目將光伏利用率提升15%，消納率提升至90%以上。

儲能經濟調度：內置全國分時電價模型，自動執行"谷充峰放"策略，江蘇某服務區年省電費50萬元，廈門園區利用0.98元/kWh價差降低基礎電費35%。

VPP聚合能力：10個服務區集群實現2萬千瓦毫秒級調峰響應，單次收益超3萬元。

表：微電網調度策略效果對比

策略類型 應用場景 控制精度 經濟效益

削峰填谷 儲能調度 10ms響應 年省電費30-50萬元

需量控制 變壓器負載 ±5%偏差 避免百萬級擴容投資

有序充電 充電樁群 功率動態調節 運營成本降15%

防逆流控制 光伏并網 2ms響應 消納率提升至90%+

3.3 安全防護與可靠性保障

系統采用N-1供電模型，供電可靠性高達99.999%，切換時間<0.2秒，滿足長春嚴寒氣候下的穩定運行要求。 在電池安全方面，通過溫度/電壓突變分析實現熱失控預警，支持消防聯動，事故響應時間<30秒。

數據安全方面采用國密SM4數據加密，通過等保2.0認證，確保能源數據不被竊取或篡改。即使在網絡不穩定的情況下，數據也能完整傳輸，避免數據丟失。

4 實施路徑與計劃

4.1 分階段實施步驟

診斷評估階段（1-2個月）：開展能源審計和碳盤查，識別主要排放源和節能潛力點。部署監測設備，建立能源計量體系，完成基線數據采集。

基礎設施建設階段（3-5個月）：安裝分布式光伏系統（如10MW屋頂光伏陣列）、儲能系統（2MWh磷酸鐵鋰電池）、充電基礎設施（50臺直流充電樁）。

系統集成與調試階段（1-2個月）：部署ACCU-100協調控制器和智能網關，接入AcrelEMS3.0平臺，進行系統聯調和策略驗證。

優化運行階段（持續）：基于AI算法不斷優化調度策略，參與電力市場交易和虛擬電廠項目，實現能源資產的增值運營。

4.2 關鍵實施考慮

嚴寒氣候適配：設備選型需滿足-30℃低溫運行要求，儲能電池需配備加熱系統，光伏板需采用抗冰雪設計。

政策補貼申請：協助園區申請長春市零碳園區專項補貼（最高300萬元）及吉林省可再生能源發展基金。

本地團隊培訓：為園區運維人員提供全套培訓，包括系統操作、策略調整和故障處理，確保長期自主運營。

5 預期效益分析

5.1 經濟效益

實施安科瑞EMS3.0后，長春園區可實現年度電費節省30-40%，投資回收期2-3年。以年用電量1億kWh的園區為例，具體收益構成包括：

電費節約：通過峰谷套利和需量管理，年節約電費約600-800萬元；

碳交易收益：按當前碳價60元/噸計算，年碳交易收益約200-300萬元；

政策補貼：可獲得政府零碳園區補貼200-300萬元；

避免擴容：通過需量管理延遲變壓器增容，節省一次性投資500萬元以上。

5.2 環境效益

系統可幫助園區實現單位產值碳強度下降62.5%（從0.8kgCO?/kWh降至0.3kgCO?/kWh），可再生能源滲透率從55%提升至82%以上。 以100萬平米園區為例，年減碳量可達4200噸，相當于標煤1200噸，植樹造林420公頃的碳匯效果。

5.3 管理效益

平臺實現集中可視化管理，將原有分散的多個能源系統整合到統一平臺，運維人員減少40%，決策效率提升50%。通過預警和預測功能，設備故障預警準確率提升至92%，運維成本降低40%。

6 典型案例展示

6.1 長三角某零碳工業園項目

項目背景：園區年用電量1.2億kWh，碳排放強度0.8kgCO?/kWh，光伏午間出力5MW時用電需求僅1MW，存在逆流功率超標風險。

解決方案：部署EMS3.0平臺，接入10MW屋頂光伏、2MWh儲能系統、冷熱電聯產機組和50臺直流充電樁。實施兩種核心策略：

光伏優先供電模式：午間強制儲能放電至50% SOC，避免逆流；

峰谷電價響應：低谷時段（23:00-7:00）啟動高耗能設備。

實施效果：

年度電費支出從6000萬元降至3800萬元，降低36.7%；

自發自用率從55%提升至82%；

碳排放強度從0.8kgCO?/kWh降至0.3kgCO?/kWh，下降62.5%；

儲能系統利用率從35%提升至85%。

6.2 湖南機場光儲充項目

項目挑戰：航班波動導致負荷突變、充電樁沖擊電網、臺風季供電可靠性要求高。

解決方案：部署EMS3.0+2MWh儲能+1500kW光伏，定制"航班-充電"聯動策略，實現功率動態調節。

實施效果：

離網保電4小時（關鍵負荷不間斷）；

充電收益提升35%；

年碳排下降38%（光伏替代燃油APU）。

6.3 長春某汽車產業園區方案設計

項目特點：園區占地面積50萬㎡，冬季供暖能耗高，生產線用電負荷集中，變壓器容量緊張。

定制方案：

嚴寒氣候適配：儲能系統配備低溫加熱裝置，光伏板采用傾角優化和融雪設計；

熱電氣協同：利用工藝余熱為建筑供暖，減少燃氣消耗；

生產負荷調節：將噴涂、沖壓等可調節負荷納入調度策略，避免同時高功率運行。

預期效果：

年省電費200萬元；

減少擴容投資500萬元；

獲綠色制造補貼120萬元。

通過安科瑞EMS3.0平臺的全面實施，長春園區不僅能夠滿足嚴格的零碳政策要求，還能夠在經濟、環境和管理方面獲得顯著收益，成為東北地區零碳園區的示范項目。該解決方案的成功實施將為寒冷地區園區低碳轉型提供可復制、可推廣的技術路徑和商業模式。