引言：隨著氣候變化和能源危機的加劇，碳排放成為了人類面臨的重大挑戰(zhàn)之一。為了實現低碳發(fā)展，各國都在積極探索可持續(xù)的能源轉型和碳中和路徑，園區(qū)作為城市發(fā)展的重要組成部分，也承擔著減少碳排放、提高能源效率、促進綠色增長的責任。零碳園區(qū)作為一種新型的園區(qū)模式，以實現園區(qū)內能源消耗與碳排放的平衡為目標，通過采用清潔能源、節(jié)能技術、儲能技術、碳捕獲與利用技術等手段，實現園區(qū)內能源系統的自給自足和碳循環(huán)利用，從而達到零碳排放或負碳排放的效果。零碳園區(qū)不僅有利于緩解氣候變化，提高園區(qū)的競爭力和吸引力，還有利于促進園區(qū)內產業(yè)的升級和創(chuàng)新，提高園區(qū)內居民和企業(yè)的生活質量和幸福感。

1.零碳園區(qū)概述

1.1 零碳園區(qū)的定義

零碳園區(qū)是一種以實現園區(qū)內能源消耗與碳排放的平衡為目標，通過采用清潔能源、節(jié)能技術、儲能技術、碳捕獲與利用技術等手段，實現園區(qū)內能源系統的自給自足和碳循環(huán)利用，從而達到零碳排放或負碳排放的效果的園區(qū)模式。

1.2 零碳園區(qū)發(fā)展的重要性

零碳園區(qū)發(fā)展對于應對氣候變化、促進可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，主要體現在以下幾個方面:

①有利于減少溫室氣體排放，緩解氣候變化，零碳園區(qū)通過實現能源消耗與碳排放的平衡，可以有效降低園區(qū)對化石能源的依賴，減少溫室氣體排放，為氣候變化的應對和控制做出貢獻。

②有利于提高能源效率，保障能源安全。零碳園區(qū)通過采用清潔能源、節(jié)能技術、儲能技術等手段,可以提高園區(qū)內能源系統的效率和可靠性，減少能源損耗和浪費，保障園區(qū)內能源供需的平衡和穩(wěn)定，

③有利于促進綠色增長，增強經濟競爭力。零碳園區(qū)通過引入和應用先進的零碳技術，可以促進園區(qū)內產業(yè)的升級和創(chuàng)新，增加新興產業(yè)和就業(yè)機會，提高園區(qū)的經濟效益和社會效益。

④有利于改善生態(tài)環(huán)境，提升生活質量。零碳園區(qū)通過實現碳循環(huán)利用，可以減少污染物排放，改善空氣質量和水質量，保護和恢復生態(tài)系統服務功能，提升園區(qū)內居民和企業(yè)的生活質量和幸福感。

2.零碳園區(qū)發(fā)展現狀及存在問題

2.1 零碳園區(qū)發(fā)展現狀

目前，零碳園區(qū)在國際上已經有了一些成功的案例和經驗，例如，英國的貝德福德零碳園區(qū)、新加坡的清潔科技園、日本的北九州智能社區(qū)等。這些零碳園區(qū)都通過采用不同的零碳技術和策略，實現了園區(qū)內能源消耗與碳排放的平衡或負平衡，同時也取得了良好的經濟社會效果。

2.2 零碳園區(qū)發(fā)展中存在的問題

盡管零碳園區(qū)在國際上和國內都有了一定的進展和成果，但是零碳園區(qū)的建設和發(fā)展仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)和問題，主要包括以下幾個方面:

零碳技術應用方面：一方面，零碳技術的成本效益、可靠性等方面還有待提高，導致零碳技術的推廣和應用受到限制；另一方面，零碳技術的選擇和組合還缺乏科學的方法和標準，導致零碳技術的配置和優(yōu)化不夠合理。

零碳園區(qū)規(guī)劃與設計方面：一方面，零碳園區(qū)規(guī)劃與設計還缺乏統一的標準和指南，導致不同地區(qū)和不同類型的零碳園區(qū)規(guī)劃與設計存在差異和不一致；另一方面，零碳園區(qū)規(guī)劃與設計還缺乏系統性和動態(tài)性，導致零碳園區(qū)規(guī)劃與設計難以適應園區(qū)內外部變龍。

政策支持與法規(guī)制定方面：一方面，政策支持與法規(guī)制定還不夠完善和協調，導致零碳園區(qū)建設和發(fā)展缺乏有效的激勵和約束；另一方面，政策支持與法規(guī)制定還缺乏針對性和靈活性，導致零碳園區(qū)建設和發(fā)展難以適應不同地區(qū)和不同類型的需求。

企業(yè)參與與市場機制方面：一方面，企業(yè)參與與市場機制還不夠激勵和有效，導致零碳園區(qū)建設和發(fā)展缺乏足夠的主體和動力；另一方面，企業(yè)參與與市場機制還缺乏公平性和透明性，導致零碳園區(qū)建設和發(fā)展存在惡意的競爭和信息不對稱的問題。

3.零碳園區(qū)發(fā)展路徑研究

3.1 零碳技術應用研究

零碳技術是實現零碳園區(qū)能源消耗與碳排放平衡的關鍵手段，主要包括清潔能源技術、節(jié)能技術、儲能技術、碳捕獲與利用技術等。清潔能源技術是指利用太陽能、風能、水能、生物質能等可再生能源，替代或減少化石能源的使用，從而降低碳排放的技術。節(jié)能技術是指通過改善園區(qū)內建筑物、設備、工藝等方面的設計和運行方式，減少園區(qū)內的能源消耗和損耗，從而降低碳排放的技術。儲能技術是指通過利用電池、超級電容器、飛輪等設備或材料，將多余或低價值的電力或熱力轉化為可儲存或可轉移的形式，并在需要時釋放出來，從而平衡園區(qū)內供需波動和價格波動，提高園區(qū)內能源系統的穩(wěn)定性和經濟性的技術。碳捕獲與利用技術是指通過利用化學、物理、生物等方法，將園區(qū)內產生的二氧化碳或其他溫室氣體從排放源或大氣中分離出來，并將其轉化為有用的產品或服務，從而實現碳循環(huán)利用，減少碳排放的技術。

3.2 零碳園區(qū)規(guī)劃與設計

零碳園區(qū)規(guī)劃與設計是實現零碳園區(qū)能源消耗與碳排放平衡的重要基礎，涉及到土地利用與規(guī)劃、基礎設施建設、產業(yè)布局與發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護與恢復等方面。土地利用與規(guī)劃是指根據園區(qū)的功能定位、發(fā)展目標、資源條件等因素，合理確定園區(qū)內不同類型和功能的土地使用范圍、比例、形態(tài)等要素，以實現土地資源的有效利用和優(yōu)化配置。基礎設施建設是指根據園區(qū)的功能定位、發(fā)展目標、資源條件等因素,合理確定園區(qū)內不同類型和功能的基礎設施的建設范圍、規(guī)模、標準等要素，以實現基礎設施的有效服務和優(yōu)化配置。產業(yè)布局與發(fā)展是指根據園區(qū)的功能定位、發(fā)展目標、資源條件等因素，合理確定園區(qū)內不同類型和功能的產業(yè)的布局范圍、比例、形態(tài)等要素，以實現產業(yè)資源的有效利用和優(yōu)化配置。生態(tài)環(huán)境保護與恢復是指根據園區(qū)的功能定位、發(fā)展目標、資源條件等因素，合理確定園區(qū)內不同類型和功能的生態(tài)環(huán)境的保護范圍、程度、方式等要素，以實現生態(tài)環(huán)境資源的有效利用和優(yōu)化配置。

3.3 政策支持與法規(guī)制定

政策支持與法規(guī)制定是實現零碳園區(qū)能源消耗與碳排放平衡的重要保障，涉及到政策扶持與引導、法規(guī)與標準制定、國際合作與交流等方面。法規(guī)與標準制定是指通過制定和完善相關的法律法規(guī)、技術標準、管理規(guī)范等文件，約束和規(guī)范園區(qū)內各方參與者(包括政府、企業(yè)、居民等)遵守和執(zhí)行零碳園區(qū)的建設和發(fā)展要求，以實現零碳園區(qū)的安全運行和優(yōu)化配置。國際合作與交流是指通過開展相關的國際項目、論壇、展覽等活動，與國際上的零碳園區(qū)或相關機構進行技術、經驗、資源等方面的交流和合作，以實現零碳園區(qū)的共享發(fā)展和優(yōu)化配宜。

3.4 企業(yè)參與與市場機制

企業(yè)參與與市場機制是實現零碳園區(qū)能源消耗與碳排放平衡的重要動力，涉及到企業(yè)責任與社會責任和市場機制的建立與完善等方面。企業(yè)責任與社會責任是指企業(yè)在零碳園區(qū)建設和發(fā)展中，不僅要追求自身的經濟利益，還要承擔相應的社會責任，包括環(huán)境保護、資源節(jié)約、社會公益等方面。市場機制的建立與完善是指通過建立和完善相關的價格機制、交易機制、競爭機制等市場手段，使市場在零碳園區(qū)建設和發(fā)展中發(fā)揮決定性作用，以實現零碳園區(qū)資源配置的有效性和優(yōu)化性。

4.安科瑞能為零碳園區(qū)建設提供哪些方案

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)建設提供包括碳計量電表、分布式光伏、分布式儲能、電動車有序充電以及園區(qū)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“云邊協同"智慧策略幫助園區(qū)充分利用好新能源，明確降碳成本效益路線圖。

4.1 碳電表

碳電表是一種新型的計量工具，它的出現是為了幫助我們更好地理解和計算企業(yè)在電力使用中的碳排放。它的工作原理是根據實際電能消耗的計量數據，動態(tài)計算并按照使用條件、區(qū)域等因素更新電碳因子，也就是平均每度電所蘊含的碳排放量。這個數值是實時更新的，能夠真實反映企業(yè)電力使用中的碳排放情況。碳電表的出現對于企業(yè)有著非常重要的意義，有了這些數據，企業(yè)就可以追蹤產品生產過程的碳排放，根據碳排放情況優(yōu)化電源結構，制定更加綠色低碳的生產模式。

AEM96三相多功能碳電表，集成三相電力參數測量、分時電能計量及碳排放統計，根據不同使用工況的電碳折算因子集成碳結算功能，包含12組碳排放值及對應的碳排放因子，它能夠實時計算并給出企業(yè)生產用電帶來的碳排放量，讓碳排放像電能一樣方便記錄，配合安科瑞碳資產管理平臺，大大簡化企業(yè)的碳排放統計工作。

圖1 AEM96三相多功能碳電表

4.2 分布式光伏解決方案

著新型電力系統的發(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、運行安全和能量管理方面的問題，并不是建了就能用。供電部門對于分布式光伏電站并網保護、穩(wěn)控系統、電能質量以及和調度的通信均有要求。

圖2 分布式光伏建設系統圖

根據《分布式電源接入電網技術規(guī)定》和《電能質量管理辦法（暫行）》等相關標準和規(guī)范要求，光伏電站并網點需要監(jiān)測并網點電能質量；

根據《分布式電源接入電網技術規(guī)定》并網點安裝防孤島保護裝置，防止光伏電站孤島運行；

并網點安裝國網電能計量表和遠動裝置用于上傳光伏電站發(fā)電數據，由當地供電部門確定；

對于自發(fā)自用、余電不上網系統，公共連接點處還需要配置防逆流保護裝置，動作與切除或調節(jié)光伏逆變器，根據要求可使用不同的控制策略。

配置國網縱向加密認證裝置、正/反向隔離裝置、網絡安全監(jiān)測裝置、遠動網關等，按照電網要求的數據格式和安全要求接受電網調度；

光伏監(jiān)控系統需采集站內逆變器、箱變、保護測控裝置、電能質量監(jiān)測裝置、防孤島保護、電能計量等數據，在本地工作站實時監(jiān)控，還需要把數據上傳給電網調度系統，接受電網調度；

根據當地供電部門需要配置光功率預測系統、AGC/AVC系統、微機防誤系統、“四可"系統等，數據上傳調度系統。

分布式光伏建設相關二次設備：

4.3 分布式儲能解決方案

按照GB/T 36547-2018《電化學儲能系統接入電網技術規(guī)定》要求，儲能系統的微機保護配置要求：儲能電站并網點配置AM5-IS防孤島保護，非計劃孤島時應在2s動作，將儲能電站與電網斷開。

關于儲能系統計量點的設置：如果儲能系統接入園區(qū)內部電網，計量點設置在并網點。

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，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接入公用電網的儲能系統電能質量宜滿足GB/T19862要求的電能質量監(jiān)測裝置，當儲能系統的電能質量指標不滿足要求時，配置電能質量在線監(jiān)測裝置監(jiān)測并網點電能質量。

圖3 儲能系統圖

儲能系統二次設備選型：

4.4 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基于預測算法，可以實現對企業(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、調度和管理，提高光伏發(fā)電消納，提升園區(qū)微電網的運行可靠性，降低充電成本。

圖4 有序充電系統圖

有序充電系統設備選型方案：

4.5 碳資產管理方案

AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺碳資產管理采用碳排放核算因子數據庫，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)建立碳排放統計、核算、報告、核查體系。

圖5 碳排放核算符合性評估聲明

4.6 微電網協調控制器

ACCU-100微電網協調控制器主要采集光伏逆變器、儲能系統、變壓器負荷等數據，根據設置的新能源使用邏輯來構建本地控制策略以及云端數據的交互，控制儲能設備、分布式能源、可調負荷設備的出力與電力需求，并能根據經濟效益模型在滿足調度的前提下，進行光儲置換，響應云端策略配置，充分消納利用新能源。

圖6 “云邊端"三級控制策略結合

ACCU-100微電網協調控制器具備以下功能特點：

數據采集：支持串口、以太網等多通道實時運行，滿足各類風電與光伏逆變器、儲能等設備接入；

通訊管理：支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約，可實現云邊協同（結合安科瑞智慧能源管理云平臺進行遠程運維）、OTA升級、就地/遠程切換、本地人機交互（選配）；

邊緣計算：靈活的報警閾值設置、主動上傳報警信息、數據合并計算、邏輯控制、斷點續(xù)傳、數據加密、4G路由；

策略管理：防逆流、計劃曲線、削峰填谷、需量控制、有功/無功控制、光儲協調等，并支持策略定制;

系統安全：基于不可信模型設計的用戶權限，防止非法用戶侵入；基于數據加密與數據安全驗證技術，采用數據標定與防篡改機制，實現數據固證和可追溯；

運行安全：采集分析包括電池、溫控及消防在內的全站信號與測量數據，實現運行安全預警預測。

5.AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺-園區(qū)級微電網能源管理

在零碳或近零碳園區(qū)建設中，“光伏+儲能+充電"組合被應用到園區(qū)電網之中。隨著新能源占比增加，園區(qū)的管理需要依靠智慧能源管理平臺來實現碳資產管理、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：實現園區(qū)變電站、光伏、儲能、負荷、充電樁、環(huán)境數據的采集、監(jiān)測、可視化展示、異常告警、事件查詢、報表統計等功能；

智能控制：協同光伏、儲能、負載等多種能源主體，動態(tài)規(guī)劃智能策略，實現儲能、光伏協調控制，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：具備微電網能耗及效益分析、微電網經濟運行分析、多維度電量分析，并進行日、月、年能源報表統計；

碳資產管理：企業(yè)碳資產管理功能，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值天氣數據為基礎，結合數值天氣預報數據和光伏發(fā)電單元的地理位置，采用深度學習算法建立預測模型庫，實現光伏發(fā)電的短時和超短時功率預測，并經進行誤差分析；同時對微電網內所有負荷，基于歷史負荷數據，通過大數據分析算法，預測負荷功率曲線。

優(yōu)化調度：根據分布式能源發(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運行功率計劃，系統通過將功率計劃進行分解，實現對光伏、儲能、充電樁的優(yōu)化控制。

圖7 AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺

6.結束語

零碳園區(qū)并非單一的減排單元，而是集能源轉型、產業(yè)升級、技術創(chuàng)新、治理改革于一體的系統工程，是實現 “雙碳"（碳達峰、碳中和）目標的關鍵抓手。其規(guī)劃和建設需要合理利用工具和能源管理軟件，來實現能源利用。未來，隨著更多零碳園區(qū)的建成，其不僅將成為區(qū)域經濟的 “綠色名片"，更將成為中國參與氣候治理的核心競爭力之一。