以下內容摘自微信公眾號：PPP產業大講堂，《產業園區中工業廠房的能源綜合配置》。

園區工業地產中能源綜合配置存在的問題

我國園區工業地產建設已歷經近40年的發展, 園區在區域經濟發展、產業集聚方面發揮了重要的載體和平臺作用, 有力推動了我國社會經濟的高質量發展。園區工業地產是國民經濟的發展的重要載體, 但同時也是集中的環境污染源。綠色、低碳發展對園區工業地產尤為重要,園區迫切需要構建全新的清潔、低碳、安全的能源體系。園區因其經濟基礎好、能源消耗大、產業集聚等特點成為了能源轉型與變革試點、示范的重要對象，是綜合能源服務的“理想試驗田"。

目前我國園區工業地產的能源系統主要存在以下幾點問題：

1、能源供應安全保障不足，很多園區由于供電、供氣、供熱等能源供應安全保障不足，影響其經濟發展。

2、能源消費結構不合理，傳統能源的使用比例過高，給園區節能減排帶來巨大壓力。

3、管理方式粗放，管理平臺覆蓋率低，存在管控盲點。

4、新能源應用比例不高，開發利用可再生能源的意識不足。

5、管理方式粗放，數據變量大、屬性雜，對于能源的使用情況難以實時掌控和直觀呈現。

在園區工業地產開展電冷熱（暖）供應、多能協同供應、綜合梯級利用，以及低品位余熱利用等綜合能源服務，可以有效解決園區工業地產的能源利用問題，越來越多的能源互聯網企業為解決園區工業地產用能問題，已在這方面深耕多年。幫助園區工業地產在用能方面：運營精細化、數據可視化、管理多維化。多層次完善園區整體及各項管理流程；運用數字分析手段，整合及協調園區資源，促進園區的產業推進，創建園區科學管理體系。

園區工業地產綜合能源系統架構

工業園區是我國經濟發展的重要組成部分，如何實現經濟、環保的發展十分重要。綜合能源服務能夠實現多能綜合利用，提高能源利用率，增加可再生能源消納能力，成為節能減排的有效方式。園區工業地產在發展綜合能源服務方面具有天然的優勢,隨著我國能源變革進程的不斷推進，可以想見，未來園區的綜合能源服務市場將成為各類市場參與主體開展競爭的重要領域。

園區工業地產的能源消費情況

園區工業地產按其產業類型可分為綜合類、行業類和靜脈產業類園區。綜合類園區工業地產產業集群程度較高, 行業類別較多,資源消耗種類也繁多復雜;行業類園區工業地產一般以某一類行業及其衍生行業為核心, 資源消耗種類相對簡單,靜脈產業類園區主要從事再生資源回收、加工和利用, 其用能類型也相對簡單, 以電等二次能源為主。

園區綜合能效提升分類指導亟待加強

園區地域分布廣，資源稟賦差異大，個性共性兼具，園區間能耗總量和強度、碳排放總量和強度差異大。按照能源消耗總量和強度雙控向碳排放總量和強度雙控轉變的要求，不同地域不同園區差異很大，控能控碳哪個優先、如何來控，缺乏分類指導。亟需加強園區綜合能效提升的分類指導，推動綠色低碳發展。

園區能源基礎設施規模效率結構性鎖定

園區廣泛推行基礎設施共享，以熱定電為特征的集中式熱電聯產能源基礎設施普及推廣，但同時又呈現出“規模—效率"結構性鎖定，以及以化石能源為主的傳統能源與新能源供給結構失衡，導致溫室氣體排放結構性鎖定。目前，大部分基礎設施服役未到設計壽命的一半，園區基礎設施節能降碳改造需要解決好成本收益的平衡，能源加工轉化效率及系統優化亟待提升。

終端電氣化面臨規模數量成本綜合制約

終端電氣化是園區深化節能降碳的關鍵舉措。當前，園區大部分企業的裝備電氣化面臨單體規模小、數量多的問題，節能提效技術創新及裝備推廣存在投入成本高等短板。課題組對某典型精細化工園區進行了專題研究，分析了其八大類5000臺存量電機設備，總容量100 MW，單臺設備的平均容量約10kW，其中單機容量大于15kW以上的電機設備數量僅占設備總數的35%，容量占81%，小規模電機的能效提升面臨較大挑戰，需要電機技術的整體提升。

拓展園區工業地產的綜合能源增值服務

工業園區的人地關系調控是園區綠色發展的重要科學問題。園區尺度上，“人"主要體現為經濟活動，“地"即園區的資源環境基礎，主要表現為能源、水資源、土地資源、環境影響等。經濟、能源、水、土地、環境構成了工業園區人地系統中的子系統，各子系統之間存在著許多聯系與作用。能源、水、土地資源開發利用既對園區經濟發展及其生態環境有直接作用，又對更大尺度的生態環境問題產生影響。

園區綜合能源規劃的定量分析離不開經濟性測算結果。常規的經濟性測算工具主要針對單種能源系統，當開展綜合能源系統規劃時將面臨不同的稅收優惠政策、不同的財政補貼方式、不同的項目評價周期及不同的可變成本系數。同時，園區綜合能源規劃的經濟性評價結果需覆蓋系統全壽命階段，不僅考慮設備初始投資，還包括運行期內的外購燃料成本及運維檢修成本。

園區綜合能源規劃的經濟性測算也跟采用的商業模式息息相關，采用常規銷售模式時，能源收入就是能源量乘以能源單價。采用節能量分成時，能源收入就變成了節能收益的分成比例。采用能源托管方式時，能源收入可能就變成了一個固定量。因此，建議在開展園區綜合能源規劃經濟性測算時需要多種等效方式，比如將不同周期的能源設備更替作為分階段規劃的一個節點，或者將部分設備的更替費用折算成更大的運維費用放入經濟性評價。同時，園區綜合能源規劃需要及時更新稅收優惠、補貼政策，確保園區綜合能源規劃經濟性測算更加真實可信。

園區數智強鏈數字化電氣化工程

推動數字要素、智能制造加快向園區集聚發展，促進企業層面和園區層面數字化、智能化、綠色化發展，強化電力管理智能化，提升產業鏈、供應鏈、創新鏈協同配套能力，提高產業鏈韌性，增強產業鏈安全性，催生“產業化+數字化+智能制造"新業態；加強園區企業生產計劃、工藝技術、物料配送、設備監控維護、質量管控以及能量流物質流智能化跟蹤管理。

搭建數據驅動的園區節能降碳決策支撐平臺，設計開發園區基礎數據庫，并定期動態更新，由專業機構和科研單位聯合運維并開展數據挖掘研究，支撐管理決策。

加強園區電氣化建設。針對園區海量中低壓小容量電力用戶，開發終端智控裝置和資源群控平臺，建立碎片資源喚醒聚合互動新模式，以“小裝置"感知、柔性調節、本地控制用戶多類型設備，以“大平臺"聚合可調資源，智能輔助決策，開展分層分級響應；以“強服務"注重用戶無感體驗，拓展節能降費增值服務，實現政府、用戶、電網多方共贏。

加強園區電力資源配置優化。通過能源系統綜合規劃、多用戶互動、電網協調控制及智能化改造，實現冷熱電氣協同、源網荷儲集群聯控；通過優化負荷和儲能有功控制及電力電子設備無功調控對沖有功和無功沖擊，提升園區電能質量；通過智慧電務，基于設備級用能數據，開展精細化綜合能源服務。

--以上內容摘自微信公眾號：PPP產業大講堂，2023年5月23日《產業園區中工業廠房的能源綜合配置》。

1. 文章解讀

文章指出當前園區工業地產能源配置存在的主要問題，包括能源供應保障不足、傳統能源比例過高、能源管理方式粗放、新能源利用比例偏低、對多種能源的使用情況無法實時掌握等。通過園區綜合能源架構：物理層、信息層、服務層三個層次進行園區綜合能源的規劃、設計與實施，推進園區工業地產節能降碳工程包括五個方面：園區節能降碳分類指導能力建設工程、園區三級計量精細化物質流能量流管理提升工程、園區基礎設施共生節能減污降碳提效工程、園區數智強鏈數字化電氣化工程和園區綜合能效提升系統工程。

近三年來，政府多部門發文均有提及針對工業園區節能減排工作指導意見，要求提升工業園區能源利用效率，加快園區能源數字基礎設施建設，利用數字技術構建智慧能源體系，打造綠色低碳型工業園區。

2. 工業園區能源數字化系統構成

把一個工業園區的能源系統看成一個微網，這個能源微網可能由微電網、給/排水網、供冷/熱管網、燃氣管網等等組成。要提高園區的能源利用效率，管理者首先要實現對園區各類能源的精細化管理，實現多級能源計量和評估，這就需要建立一套園區能源的數字化系統，系統可以反饋整個園區能源的運行情況。能源數字化系統包括物理系統、感知系統和信息系統三個維度。

圖1 園區微電網數字化系統的三維構成

物理系統是能源的物質基礎,實現能源生產、傳輸、供應等功能，以微電網為例，包括市電、新能源(光伏、風力發電等)、變壓器、輸配電開關柜、儲能系統、用電負荷（空調、照明、電機等）、V2G充電樁等等。

很多物理系統不具備數字化通訊能力，需要配置感知設備實現對物理系統的數字化展現，主要為二次設備，其中包括保護控制裝置、監測和計量儀表、電量變送器、電能質量分析治理設備等，這些二次設備組成了園區能源數字化的感知系統。

還需要把感知系統的數據通過簡單易懂的界面展示給管理人員，并提供分析建議和控制策路以達到園區能源管理和節能降耗的目的。感知系統的大量數據通過邊緣計算網關采集并初步處理后傳輸給人機界面--信息系統，提供能源數據服務和控制、運維功能，網絡架構見圖2。

圖2 能源數字化建設網絡架構

3. 工業園區能源數字化系統功能

AcrelEMS工業園區能源管理系統幫助搭建工業園區的能源計量體系和能源管理，結合物聯網、大數據技術，可實現園區電網電力監控、能耗統計、負荷預測、照明控制、負荷監控、充電樁運營管理、分布式光伏監控、儲能控制管理、用水監測、暖通管網監測、環境監測、能源計費等功能，通過一套平臺實現園區能源數字化集中管理，達到可靠、安全、節約、低碳用能的目的。

圖3 園區能源管理系統功能一覽圖

3.1 電力監控，提升園區電網運行安全

AcrelEMS對園區變電站、高低壓變配電系統的變壓器、斷路器、直流屏、母排、無功補償柜及電纜等配電相關設備的電氣參數、運行狀態、漏電電流、接點溫度進行實時監測和控制，監測園區電網主要回路的電能質量并進行治理，對故障及時處理并發出告警信息，提高園區供電可靠性。

圖4 電力監控和溫度監測

3.2 新能源接入，提升園區能源供應安全

AcrelEMS接入園區分布式光伏電站運行數據，包括逆變器、箱變、計量儀表及電能質量監測裝置，協助管理者進行光伏發電效率分析、發電量及收益統計，擴展園區供電容量，降低用電成本，減少碳排放。

圖5 光伏發電曲線對照分析

3.3儲能策略控制，提升新能源消納

AcrelEMS接入儲能系統（EMS）、電池管理系統(BMS)和儲能變流器(PCS)數據，為管理者提供運行模式監視和控制策略選擇，系統監測電芯電流、溫度、SOC、SOH，檢測直流系統絕緣狀況，并根據企業峰谷特點和電價波動以及上級平臺指令設置儲能系統的充放電策略，控制儲能系統充放電，實現削峰填谷，促進新能源消納，降低園區用電成本。  

圖6 儲能系統PCS監測和電池監測

3.4能耗管理，搭建計量體系

AcrelEMS采集園區電、水、熱、燃氣等能源消耗，搭建三級能源計量體系，進行分類分項能耗統計，計算單位面積或單位產品的能耗數據以及趨勢，對標主要用能設備能效進行能效診斷，計算企業碳排放，為園區實現能源精細化管理，制定碳達峰、碳中和路線提供數據支持。

圖7 能耗分析

3.5負荷控制及計費，精細化管理降低能耗

AcrelEMS系統通過對園區建筑內部和公共照明的集中控制、感應控制、定時控制等方式節約照明能源，還可以幫助管理者更好地管理轉供電的能源收費，做到欠費提前通知、欠費控制以及支付對接，通過算法消納園區能耗公攤，避免不合理收費，保障能源收支平衡。

圖8 照明智能控制和能源預付費管理

3.6負荷預測，協調控制，保障園區供用平衡

AcrelEMS系統基于歷史負荷數據，結合天氣因素、園區生產計劃等，預測園區功率需求、光伏發電功率、充電需求，根據變壓器負載率和負荷變化，對園區可調可控設備進行統一協調控制，引導有序充電，調整儲能充放電計劃，為園區制定能源計劃、優化用能結構提供技術支持。

圖9 充電樁控制和功率預測

4. 能源數字化系統感知設備

園區能源數字化系統除了軟件外，還離不開安裝于現場的各類感知設備，包括高低壓配電保護控制裝置、監測和計量儀表、電量變送器、電能質量分析治理設備、照明控制器、有線/無線溫度傳感器、水表、燃氣表、能量表等各類產品，安科瑞可以為園區能源數字化系統建設提供一站式服務。

5. 工業園區能源數字化系統的建設意義

園區作為實體經濟主戰場，未來隨著經濟持續增長能耗總量和碳排放總量仍將繼續增長。要實現雙碳計劃，工業園區節能減排任務相當緊迫，碳排放評價試點產業園區也開始實施，如果我們還在依靠傳統的手段來管理園區的能源體系顯然是不可取的。國家主管部門陸續出臺政策推動產業園區數字化轉型，打造綠色低碳產業園區，因此園區的能源數字化管理系統也是勢在必行。