以下內(nèi)容摘自微信公眾號：PPP產(chǎn)業(yè)大講堂，《產(chǎn)業(yè)園區(qū)中工業(yè)廠房的能源綜合配置》。

園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)中能源綜合配置存在的問題

我國園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)建設(shè)已歷經(jīng)近40年的發(fā)展, 園區(qū)在區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)集聚方面發(fā)揮了重要的載體和平臺作用, 有力推動了我國社會經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展。園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)是國民經(jīng)濟的發(fā)展的重要載體, 但同時也是集中的環(huán)境污染源。綠色、低碳發(fā)展對園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)尤為重要,園區(qū)迫切需要構(gòu)建全新的清潔、低碳、安全的能源體系。園區(qū)因其經(jīng)濟基礎(chǔ)好、能源消耗大、產(chǎn)業(yè)集聚等特點成為了能源轉(zhuǎn)型與變革試點、示范的重要對象，是綜合能源服務(wù)的“理想試驗田"。

目前我國園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)的能源系統(tǒng)主要存在以下幾點問題：

1、能源供應(yīng)安全保障不足，很多園區(qū)由于供電、供氣、供熱等能源供應(yīng)安全保障不足，影響其經(jīng)濟發(fā)展。

2、能源消費結(jié)構(gòu)不合理，傳統(tǒng)能源的使用比例過高，給園區(qū)節(jié)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(yīng)用比例不高，開發(fā)利用可再生能源的意識不足。

5、管理方式粗放，數(shù)據(jù)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(xiàn)。

在園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)開展電冷熱（暖）供應(yīng)、多能協(xié)同供應(yīng)、綜合梯級利用，以及低品位余熱利用等綜合能源服務(wù)，可以有效解決園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)的能源利用問題，越來越多的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)為解決園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)用能問題，已在這方面深耕多年。幫助園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)在用能方面：運營精細化、數(shù)據(jù)可視化、管理多維化。多層次完善園區(qū)整體及各項管理流程；運用數(shù)字分析手段，整合及協(xié)調(diào)園區(qū)資源，促進園區(qū)的產(chǎn)業(yè)推進，創(chuàng)建園區(qū)科學(xué)管理體系。

園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)綜合能源系統(tǒng)架構(gòu)

工業(yè)園區(qū)是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分，如何實現(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)保的發(fā)展十分重要。綜合能源服務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)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(jié)能減排的有效方式。園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)在發(fā)展綜合能源服務(wù)方面具有天然的優(yōu)勢,隨著我國能源變革進程的不斷推進，可以想見，未來園區(qū)的綜合能源服務(wù)市場將成為各類市場參與主體開展競爭的重要領(lǐng)域。

園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)的能源消費情況

園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)按其產(chǎn)業(yè)類型可分為綜合類、行業(yè)類和靜脈產(chǎn)業(yè)類園區(qū)。綜合類園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)產(chǎn)業(yè)集群程度較高, 行業(yè)類別較多,資源消耗種類也繁多復(fù)雜;行業(yè)類園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)一般以某一類行業(yè)及其衍生行業(yè)為核心, 資源消耗種類相對簡單,靜脈產(chǎn)業(yè)類園區(qū)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(qū)綜合能效提升分類指導(dǎo)亟待加強

園區(qū)地域分布廣，資源稟賦差異大，個性共性兼具，園區(qū)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(zhuǎn)變的要求，不同地域不同園區(qū)差異很大，控能控碳哪個優(yōu)先、如何來控，缺乏分類指導(dǎo)。亟需加強園區(qū)綜合能效提升的分類指導(dǎo)，推動綠色低碳發(fā)展。

園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模效率結(jié)構(gòu)性鎖定

園區(qū)廣泛推行基礎(chǔ)設(shè)施共享，以熱定電為特征的集中式熱電聯(lián)產(chǎn)能源基礎(chǔ)設(shè)施普及推廣，但同時又呈現(xiàn)出“規(guī)?！?結(jié)構(gòu)性鎖定，以及以化石能源為主的傳統(tǒng)能源與新能源供給結(jié)構(gòu)失衡，導(dǎo)致溫室氣體排放結(jié)構(gòu)性鎖定。目前，大部分基礎(chǔ)設(shè)施服役未到設(shè)計壽命的一半，園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)能降碳改造需要解決好成本收益的平衡，能源加工轉(zhuǎn)化效率及系統(tǒng)優(yōu)化亟待提升。

終端電氣化面臨規(guī)模數(shù)量成本綜合制約

終端電氣化是園區(qū)深化節(jié)能降碳的關(guān)鍵舉措。當(dāng)前，園區(qū)大部分企業(yè)的裝備電氣化面臨單體規(guī)模小、數(shù)量多的問題，節(jié)能提效技術(shù)創(chuàng)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(qū)進行了專題研究，分析了其八大類5000臺存量電機設(shè)備，總?cè)萘?00 MW，單臺設(shè)備的平均容量約10kW，其中單機容量大于15kW以上的電機設(shè)備數(shù)量僅占設(shè)備總數(shù)的35%，容量占81%，小規(guī)模電機的能效提升面臨較大挑戰(zhàn)，需要電機技術(shù)的整體提升。

園區(qū)物質(zhì)流能量流精細化管理短板明顯

《關(guān)于印發(fā)2030年前碳達峰行動方案的通知》（國發(fā)〔2021〕23號）要求“加強園區(qū)物質(zhì)流管理"，這里物質(zhì)流是廣義的概念，既包括生產(chǎn)原料也包括能源。園區(qū)物質(zhì)流能量流管理是全過程節(jié)能減污直接、有效、經(jīng)濟的措施，是推進園區(qū)綜合能效提升的重要抓手。但實踐中，物質(zhì)流能量流管理基礎(chǔ)的工作——三級計量體系建設(shè)尚存在明顯短板、弱項，特別是中小規(guī)模企業(yè)。

拓展園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)的綜合能源增值服務(wù)

工業(yè)園區(qū)的人地關(guān)系調(diào)控是園區(qū)綠色發(fā)展的重要科學(xué)問題。園區(qū)尺度上，“人"主要體現(xiàn)為經(jīng)濟活動，“地"即園區(qū)的資源環(huán)境基礎(chǔ)，主要表現(xiàn)為能源、水資源、土地資源、環(huán)境影響等。經(jīng)濟、能源、水、土地、環(huán)境構(gòu)成了工業(yè)園區(qū)人地系統(tǒng)中的子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)之間存在著許多聯(lián)系與作用。能源、水、土地資源開發(fā)利用既對園區(qū)經(jīng)濟發(fā)展及其生態(tài)環(huán)境有直接作用，又對更大尺度的生態(tài)環(huán)境問題產(chǎn)生影響。

園區(qū)綜合能源規(guī)劃的定量分析離不開經(jīng)濟性測算結(jié)果。常規(guī)的經(jīng)濟性測算工具主要針對單種能源系統(tǒng)，當(dāng)開展綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃時將面臨不同的稅收優(yōu)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(shù)。同時，園區(qū)綜合能源規(guī)劃的經(jīng)濟性評價結(jié)果需覆蓋系統(tǒng)全壽命階段，不僅考慮設(shè)備初始投資，還包括運行期內(nèi)的外購燃料成本及運維檢修成本。

園區(qū)綜合能源規(guī)劃的經(jīng)濟性測算也跟采用的商業(yè)模式息息相關(guān)，采用常規(guī)銷售模式時，能源收入就是能源量乘以能源單價。采用節(jié)能量分成時，能源收入就變成了節(jié)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(qū)綜合能源規(guī)劃經(jīng)濟性測算時需要多種等效方式，比如將不同周期的能源設(shè)備更替作為分階段規(guī)劃的一個節(jié)點，或者將部分設(shè)備的更替費用折算成更大的運維費用放入經(jīng)濟性評價。同時，園區(qū)綜合能源規(guī)劃需要及時更新稅收優(yōu)惠、補貼政策，確保園區(qū)綜合能源規(guī)劃經(jīng)濟性測算更加真實可信。

園區(qū)數(shù)智強鏈數(shù)字化電氣化工程

推動數(shù)字要素、智能制造加快向園區(qū)集聚發(fā)展，促進企業(yè)層面和園區(qū)層面數(shù)字化、智能化、綠色化發(fā)展，強化電力管理智能化，提升產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈、創(chuàng)新鏈協(xié)同配套能力，提高產(chǎn)業(yè)鏈韌性，增強產(chǎn)業(yè)鏈安全性，催生“產(chǎn)業(yè)化+數(shù)字化+智能制造"新業(yè)態(tài)；加強園區(qū)企業(yè)生產(chǎn)計劃、工藝技術(shù)、物料配送、設(shè)備監(jiān)控維護、質(zhì)量管控以及能量流物質(zhì)流智能化跟蹤管理。

搭建數(shù)據(jù)驅(qū)動的園區(qū)節(jié)能降碳決策支撐平臺，設(shè)計開發(fā)園區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，并定期動態(tài)更新，由專業(yè)機構(gòu)和科研單位聯(lián)合運維并開展數(shù)據(jù)挖掘研究，支撐管理決策。

加強園區(qū)電氣化建設(shè)。針對園區(qū)海量中低壓小容量電力用戶，開發(fā)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(diào)節(jié)、本地控制用戶多類型設(shè)備，以“大平臺"聚合可調(diào)資源，智能輔助決策，開展分層分級響應(yīng)；以“強服務(wù)"注重用戶無感體驗，拓展節(jié)能降費增值服務(wù)，實現(xiàn)政府、用戶、電網(wǎng)多方共贏。

加強園區(qū)電力資源配置優(yōu)化。通過能源系統(tǒng)綜合規(guī)劃、多用戶互動、電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制及智能化改造，實現(xiàn)冷熱電氣協(xié)同、源網(wǎng)荷儲集群聯(lián)控；通過優(yōu)化負(fù)荷和儲能有功控制及電力電子設(shè)備無功調(diào)控對沖有功和無功沖擊，提升園區(qū)電能質(zhì)量；通過智慧電務(wù)，基于設(shè)備級用能數(shù)據(jù)，開展精細化綜合能源服務(wù)。

--以上內(nèi)容摘自微信公眾號：PPP產(chǎn)業(yè)大講堂，2023年5月23日《產(chǎn)業(yè)園區(qū)中工業(yè)廠房的能源綜合配置》。

1. 文章解讀

文章指出當(dāng)前園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)能源配置存在的主要問題，包括能源供應(yīng)保障不足、傳統(tǒng)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(qū)綜合能源架構(gòu)：物理層、信息層、服務(wù)層三個層次進行園區(qū)綜合能源的規(guī)劃、設(shè)計與實施，推進園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)節(jié)能降碳工程包括五個方面：園區(qū)節(jié)能降碳分類指導(dǎo)能力建設(shè)工程、園區(qū)三級計量精細化物質(zhì)流能量流管理提升工程、園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施共生節(jié)能減污降碳提效工程、園區(qū)數(shù)智強鏈數(shù)字化電氣化工程和園區(qū)綜合能效提升系統(tǒng)工程。

近三年來，政府多部門發(fā)文均有提及針對工業(yè)園區(qū)節(jié)能減排工作指導(dǎo)意見，要求提升工業(yè)園區(qū)能源利用效率，加快園區(qū)能源數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，利用數(shù)字技術(shù)構(gòu)建智慧能源體系，打造綠色低碳型工業(yè)園區(qū)。

2. 工業(yè)園區(qū)能源數(shù)字化系統(tǒng)構(gòu)成

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

圖1 園區(qū)微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)的三維構(gòu)成

物理系統(tǒng)是能源的物質(zhì)基礎(chǔ),實現(xiàn)能源生產(chǎn)、傳輸、供應(yīng)等功能，以微電網(wǎng)為例，包括市電、新能源(光伏、風(fēng)力發(fā)電等)、變壓器、輸配電開關(guān)柜、儲能系統(tǒng)、用電負(fù)荷（空調(diào)、照明、電機等）、V2G充電樁等等。

很多物理系統(tǒng)不具備數(shù)字化通訊能力，需要配置感知設(shè)備實現(xiàn)對物理系統(tǒng)的數(shù)字化展現(xiàn)，主要為二次設(shè)備，其中包括保護控制裝置、監(jiān)測和計量儀表、電量變送器、電能質(zhì)量分析治理設(shè)備等，這些二次設(shè)備組成了園區(qū)能源數(shù)字化的感知系統(tǒng)。

還需要把感知系統(tǒng)的數(shù)據(jù)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(qū)能源管理和節(jié)能降耗的目的。感知系統(tǒng)的大量數(shù)據(jù)通過邊緣計算網(wǎng)關(guān)采集并初步處理后傳輸給人機界面--信息系統(tǒng)，提供能源數(shù)據(jù)服務(wù)和控制、運維功能，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)見圖2。

圖2 能源數(shù)字化建設(shè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3. 工業(yè)園區(qū)能源數(shù)字化系統(tǒng)功能

AcrelEMS工業(yè)園區(qū)能源管理系統(tǒng)幫助搭建工業(yè)園區(qū)的能源計量體系和能源管理，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，可實現(xiàn)園區(qū)電網(wǎng)電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計、負(fù)荷預(yù)測、照明控制、負(fù)荷監(jiān)控、充電樁運營管理、分布式光伏監(jiān)控、儲能控制管理、用水監(jiān)測、暖通管網(wǎng)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、能源計費等功能，通過一套平臺實現(xiàn)園區(qū)能源數(shù)字化集中管理，達到可靠、安全、節(jié)約、低碳用能的目的。

圖3 園區(qū)能源管理系統(tǒng)功能一覽圖

3.1 電力監(jiān)控，提升園區(qū)電網(wǎng)運行安全

AcrelEMS對園區(qū)變電站、高低壓變配電系統(tǒng)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(guān)設(shè)備的電氣參數(shù)、運行狀態(tài)、漏電電流、接點溫度進行實時監(jiān)測和控制，監(jiān)測園區(qū)電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量并進行治理，對故障及時處理并發(fā)出告警信息，提高園區(qū)供電可靠性。

圖4 電力監(jiān)控和溫度監(jiān)測

3.2 新能源接入，提升園區(qū)能源供應(yīng)安全

AcrelEMS接入園區(qū)分布式光伏電站運行數(shù)據(jù)，包括逆變器、箱變、計量儀表及電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，協(xié)助管理者進行光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量及收益統(tǒng)計，擴展園區(qū)供電容量，降低用電成本，減少碳排放。

圖5 光伏發(fā)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(tǒng)（EMS）、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲能變流器(PCS)數(shù)據(jù)，為管理者提供運行模式監(jiān)視和控制策略選擇，系統(tǒng)監(jiān)測電芯電流、溫度、SOC、SOH，檢測直流系統(tǒng)絕緣狀況，并根據(jù)企業(yè)峰谷特點和電價波動以及上級平臺指令設(shè)置儲能系統(tǒng)的充放電策略，控制儲能系統(tǒng)充放電，實現(xiàn)削峰填谷，促進新能源消納，降低園區(qū)用電成本。  

圖6 儲能系統(tǒng)PCS監(jiān)測和電池監(jiān)測

3.4能耗管理，搭建計量體系

AcrelEMS采集園區(qū)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(tǒng)計，計算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數(shù)據(jù)以及趨勢，對標(biāo)主要用能設(shè)備能效進行能效診斷，計算企業(yè)碳排放，為園區(qū)實現(xiàn)能源精細化管理，制定碳達峰、碳中和路線提供數(shù)據(jù)支持。

圖7 能耗分析

3.5負(fù)荷控制及計費，精細化管理降低能耗

AcrelEMS系統(tǒng)通過對園區(qū)建筑內(nèi)部和公共照明的集中控制、感應(yīng)控制、定時控制等方式節(jié)約照明能源，還可以幫助管理者更好地管理轉(zhuǎn)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(qū)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(yù)付費管理

3.6負(fù)荷預(yù)測，協(xié)調(diào)控制，保障園區(qū)供用平衡

AcrelEMS系統(tǒng)基于歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)，結(jié)合天氣因素、園區(qū)生產(chǎn)計劃等，預(yù)測園區(qū)功率需求、光伏發(fā)電功率、充電需求，根據(jù)變壓器負(fù)載率和負(fù)荷變化，對園區(qū)可調(diào)可控設(shè)備進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制，引導(dǎo)有序充電，調(diào)整儲能充放電計劃，為園區(qū)制定能源計劃、優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)提供技術(shù)支持。

圖9 充電樁控制和功率預(yù)測

4. 能源數(shù)字化系統(tǒng)感知設(shè)備

園區(qū)能源數(shù)字化系統(tǒng)除了軟件外，還離不開安裝于現(xiàn)場的各類感知設(shè)備，包括高低壓配電保護控制裝置、監(jiān)測和計量儀表、電量變送器、電能質(zhì)量分析治理設(shè)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(chǎn)品，安科瑞可以為園區(qū)能源數(shù)字化系統(tǒng)建設(shè)提供一站式服務(wù)。

5. 工業(yè)園區(qū)能源數(shù)字化系統(tǒng)的建設(shè)意義

園區(qū)作為實體經(jīng)濟主戰(zhàn)場，未來隨著經(jīng)濟持續(xù)增長能耗總量和碳排放總量仍將繼續(xù)增長。要實現(xiàn)雙碳計劃，工業(yè)園區(qū)節(jié)能減排任務(wù)相當(dāng)緊迫，碳排放評價試點產(chǎn)業(yè)園區(qū)也開始實施，如果我們還在依靠傳統(tǒng)的手段來管理園區(qū)的能源體系顯然是不可取的。國家主管部門陸續(xù)出臺政策推動產(chǎn)業(yè)園區(qū)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，打造綠色低碳產(chǎn)業(yè)園區(qū)，因此園區(qū)的能源數(shù)字化管理系統(tǒng)也是勢在必行。