碳中和背景下智慧园区能源管理平台应用研究索.docx

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1、本文分析“碳达峰”和“碳中和”国家战略对未来智慈园区能源系统提出低碳指标要求，园区必将面临能源结构调整和管理的数字化升级的挑战。ABB通过ABBAbi1ityTM智慧能源管理系统平台，集成智慧建筑+新能源+智慧生产，打造碳中和智慧园区能源管理低碳方案，实现能源的安全可靠、智能高效使用，并通过ABB厘门工业中心园区案例分析了该解决方案带来的实际价值。全球变暖不断加剧，极端灾宙频发，中国主动承诺，将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2023年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。在此大环境下，园区将面临若能源结构的调蜷和能源系统数字化、网络化和智能化升级的挑战

2、。目前实现智电园区“碳中和”的有效途径有：加大终端能源消费电气化率；建设光伏、风能、地热联产等为代表的清洁能源，提高新能源投建比例；通过智蕊能源管理系统进行“源一网一荷一储”全网协调优化的柔性调控，提高新能源使用效率。智慧园区能源管理面临的新挑战I新能源的调度管理和提高使用效率分布式清洁能源及储能系统接入园区后，能源管理系统将面临对新能源的管理和提高使用率的难题。分布式能源既可以直接给负载供电,又可把多余的电能储存在储能系统，进行柔性调配使用或者出售给公共电网，能源流向双向可逆给电网的调度管理带来困难。光伏或风电等清洁能源的发电还存在不确定性，使得使用率偏低，通常只占到园区用电的5%10%,因

3、此能源管理系统需要在整个园区层面进行统一管理，调节微电网，实现多能互补调度，提高新能源的使用率。I信息孤岛对园区层面管理带来难度典型的工业园区按功能分为有生产设施办公设施、员工住宅楼以及为园区提供基础服务的场所。通常各区域能源管理系统是独立建设，分开管理的，各系统独立运行，信息不共享，存在信息孤岛现象，能源使用上只监测数据没有调度和优化，无法实现从园区层面上的进行能源的柔性调配，统一管理。ABB深入分析智慧园区能源现状.结合电力行业的百年经验和能力，利用“云计算、物联网、移动互联网、大数据及人工智能”等新一代数字技术，打造了ABBAbi1ityTY智慧能源管理系统，集成“智慧建筑+新能源+智能

4、制造”的方案，把园区的各区域功能打通，在电气和信息上实现系统连接。打造碳中和智慈园区，实现能源的安全可靠、智能高效使用。智慧园区能源管理方案I系统架构简介通讯模块AC5P1E迨各图1智线能源管理系统平台架构ABBAbiIityTM智慧能源管理系统（以下简称“智慈能源管理系统”）分成设备层、通讯层和管理层（图1）。支持300多种专业电力行业通信协议，灵活接入各厂家的各种设备I采用分布式的网络部署架构，可实现分布式控制，集中式管理：应用层具备软P1C能力，可提供可靠的控制能力，另外通用的软件平台快速进行针对性的算法及应用的部署（如智慧能源调度、储能实时监测、负荷精准预测、配网安全运行、设备健康管理

5、、能效优化策略、地理信息管理等），实现多维度多角度的统一管理，代替人工分析，对园区用电管控起到辅助决策的作用.典型的智慧园区能源应用系统架构图如图2图2ABBAbiIityTM智慧园区能源应用架构图I系统功能1、智慧能源系统和智慧建筑的关联建筑是园区的基本单元，同时也是城市能源消耗的主体。全品类能耗监测模块可实现三级配电能耗数据的高颗粒度采集：楼宇自动控制系统完成水泵、通风、冷热源、给排水、锅炉、电梯等设备层自动控制；其次，结合A1算法，实现系统层精准能效调控，打造建筑智慈能源典范。1）基础调控模式：根据预先设苴的优先级和时间进行调节，设备层响应系统发出的能源调节指令，释放功率用于其他负载。2

6、）智能调控模式：结合传感器采集的信息，系统预设多种场景模式进行调节。设备层响应系统发出的能源调节指令，释放功率用于其他负载。3）场景A1调控模式I以传感器信息为基础，结合门禁、视频人脸识别等异构系统数据，搭建基于场毋的AI大数据分析算法，实现系统层与设备层互动协调，将经济性与舒适性进行有机统一。得益于智慧能源系统的数据共享，可实现多种能源与多栋建筑之间的联动调控、灵活调节建筑能源霜最等。高弹性的能源调节，确保资源按需使用，推动园区可持续发展。2、智慧能源系统和智慧生产的关联电力是工业生产的核心基础，工业对电力供应的稳定性及电能质量提出更高的要求。ABB在提供安全可靠配电设备的基础上，还可面向细

7、分场景提供针对性解决方案。针对工业节能减排的需求，将厂区用能及分布式发电设备全面接入智慧能源管理中台，结合工厂MES制造系统，提供能源母优配置的生产排单计划，降低能源成本。其次，当处于生产高峰时，联动园区其他辅助设备，如充电设施和暖通等设施，短时间内为生产让步，避免尖峰负荷及配电设备过我。同时，智慧能源系统可以折助落实企业碳足迹核查、碳排放评估监测等，利用先进的数字化技术与手段，建立高效的管理规章与制度，遵循IS050001能源管理体系.针对产线上电能质量敏感设备，提供动态电压稳定方案，无需储能设施即可在IOms内稳定电压波动，确保精密设备不停机，提高良品率，助力高端制造无忧运行。3、智慧能源

8、系统和新能源调度新能源就地消纳的核心是多能调度算法，包括经济调度算法及大数据调度算法。经济调度结合分时电价、新能源出力规律，预置发、配、用逻辑，完成微电网管理：大数据调度则在经济调度的基础上，通过数据聚合与大数据分析，实现光伏发电预测及负荷预测，将微电网调度颗粒度进一步细化，优化用电成本，提高电源使用效率。1）经济运行模式下白天，阳光充足时，利用储能灵活性，实现光伏满发满用，并稳定电网的功率需求。光伏发电不足时，储能进行短时间补充供电，若长时间发电不足，则储能仅在峰值电价期间供电。夜间，峰值电价期间，储能单元放电，降低峰值电费。夜间谷值电价期间，储能单元充电至预设容量值。2）大数据调度下增加对

9、光伏发电的预测，增加负荷预测。将多种方案预先进行沙盘推演，得出当天经济母优的储能充放电策略及负荷柔性调节策略，进一步降低5%的能源成本。除了微电网管理系统，ABB最新的“光储直柔”智慧园区能源方案，以直流系统作为新能源的连接，系统架构如图3。图3光储直柔能源方案I系统优势相比传统的能效管理系统，智意园区能源系统具有如下的优势：1）开放的系统架构艮活的系统架构，快速打通园区内各个用能场景，实现园区能源分布式控制集中式管理，从而提供以平台为中心的管理模式。并且降低重复投资的成本和后续维护工作量02）灵活的应用部署基于开放的系统平台，将应用功能快速部署到园区内，包括：光储充多能互补调度、智慈能源+智

10、慈生产的联动实现智慈调控技术、虚拟电厂应用、有序充电应用、大数据负荷AI预测算法应用、基于数字挛生技术的资产健康管理应用、基于数字化IEC61850技术自知自愈园区配电网应用。根据项目经验，通过智慧建筑智慧能源解决方案，供电可鸵性可达99.9999%,年均停电时间30S;且电能质量100%达标，智电能耗降低2旷6%；减少碳排放30%以上：同时减少设备维护成本20%,减少20%非计划停机，减少20%计划检修时间O智慧能源管理在智慧工业园区应用示例ABB厘门工业中心是ABB全球最大制造基地之一，占地达600亩。2023年启动园区智电能源升级改造工程，在现有电力能源上，增加屋顶光伏系统、储能系统和充

11、电桩等设施，通过ABB综合能源管理系统进行统筹调配，并上传到合作伙伴的云端交易管理平台。I项目情况概述项目架构如图4所示。分成能源层、运行管理层和云端交易三层。在厂房屋顶增加75MPP光伏（占用10万平方米工厂屋顶面积），建设300KW1MWh储能系统及4台60KW直流充电桩和7台7kw交流充电桩等设施。各种能源通过ABB智意综合能源管理系统在园区层面统一进行调配管理，上传到合作伙伴的云端管理平台进行电网调度及电力交易.图4智慧业园区方案图能源管理系统进行优化计算及碳减排预测，给出节能量及碳减排的实时数据显示。能源管理系统与办公楼的楼宇控制系统对接，对暖通等设施进行负荷调配.能源管理系统还与M

12、ES制造系统联动，提供能源最优配置的生产排单计划，降低能源成本。采用合同能源管理商业模式，由综合能源公司负责投资。能源管理要求：优先使用新能源发电，并通过储能系统，实现新能源100%自发自用；通过储能实现削峰填谷，降低峰值电度：暖通空调及充电桩作为可调负载，作为第二优先级调节。I综合能源管理价值厦门中心项目将采用合同能源管理的模式，能源公司总投资约3500万人民币，园区管理者前期无需额外投资即可享受节能收益，预计全生命周期25年可累计节约电费1200万人民币，年均减少C02排放8500t新能源使用比例提升到园区用电的25%。OOO“双槎”战略目标给工业园区带来能源结构调整和管理的数字化升级的挑战，ABB利用“云计算、物联网、移动互联网、大数据及人工智能”等新一代数字技术.结合对智慈工业园区能源的深入理解和分析，打造了ABBAbi1ityTM智慧能源管理系统，集成智慧建筑+新能源十智慈生产，为实现“碳中和”智慧园区能源管理提供新的解决方案。以期能为能源管理技术的应用提供借鉴。