安科瑞 EMS3.0 智慧能源管理平台在工业园区的应用

摘要

伴随国内 “双碳" 战略持续落地，工业园区作为制造业集聚核心载体，其低碳转型、能碳精细化管控已经成为行业重点工作。2025 年 7 月，国家发改委、工信部、国家能源局联合印发《关于开展零碳园区建设的通知》，将单位能耗碳排放作为核心考核指标，大力推动各类工业园区开展低碳、零碳改造升级。工业园区业态复杂，涵盖生产制造、科研办公、仓储物流、生活配套等板块，整体能耗规模庞大，普遍存在负荷峰谷差值大、新能源就地消纳困难、供电保障压力大、缺少碳资产数字化管控手段等现实痛点。本文从工业园区微电网应用视角出发，剖析工业微电网的应用价值、海内外发展现状与关键技术要点，结合安科瑞 EMS3.0 智慧能源管控系统工程实践，阐述平台整体架构、核心业务能力以及配套硬件方案，论证源‑网‑荷‑储‑充一体化管控方案在园区降本增效、安全保供、零碳创建方面的落地效果，为同类工业园区开展智慧能源改造提供工程参考。

关键词：零碳园区；工业园区；微电网；源网荷储；智慧能源管控；EMS3.0；新能源消纳

0 引言

我国新型电力系统建设步伐不断加快，工业领域能源结构正在向着清洁化、数字化、精益运维方向迭代升级。工业园区汇集多种产业形态，年耗电量往往达到千万千瓦时级别，工业生产用电占比高，负荷波动幅度大，对供电连续性要求较高。传统模式下园区主要依赖外网购电，缺少内部能源协同调度手段，很难满足零碳园区建设对安全、低碳、高效的综合要求。

现阶段，厂房屋顶、车棚、闲置空地建设分布式光伏、小型风机已经成为园区能源改造主流方向。但光伏、风电受气象条件约束，出力具备明显的随机性；很多园区光伏中午发电高峰，正好对应生产用电低谷，供需时序错配问题突出。大规模新能源接入易带来电压扰动、变压器过载、弃光限电等一系列并网难题。

融合电力电子、物联网感知、AI 智能调度的工业微电网技术，可以统筹分布式电源、储能、柔性负荷与公共电网资源，有效化解新能源并网矛盾，实现能源结构优化、用能成本压降、供电韧性提升。安科瑞 EMS3.0 智慧能源管控系统，面向园区微电网实现源‑网‑荷‑储‑充全链条数字化感知与协同调度，支撑工业园区迈向零碳智慧运营。

1 工业园区微电网应用价值与主要特征

微电网属于小型自治电力系统，既可以和大电网并列运行，也可以脱离外网进入孤岛独立运行，系统由分布式发电单元、储能设备、变流装置、各类用电负荷以及智慧监控平台共同构成，高度适配工业园区负荷密度高、生产不能中断、峰谷波动突出的现实工况，其应用价值体现在如下四个方面。

1.1 多能互补，强化供电安全韧性

多种分布式电源相互配合，弥补单一新能源出力不稳定的短板。当外部电网检修或者故障事故时，微电网能够快速切换孤岛运行模式，保障生产车间、精密工艺设备、数据机房、研发楼宇等关键负荷不间断供电，减少停电带来的生产经济损失。美国西门子温德尔工厂微电网项目配置 1.25MW 光伏车棚与 3.9MWh 储能设备，电网故障下可以保障全厂持续运转，每年减少停电损失约 45 万美元，充分体现微电网在提升供电韧性方面的作用。

1.2 双向功率交互，拓展园区收益渠道

微电网实现园区和公共电网双向能量交换。并网运行阶段，新能源富余电量可以上传电网获取收益；用电高峰期，可从大电网购电补齐电力缺口。同时微电网具备快速负荷调节能力，能够作为执行单元接入虚拟电厂平台，参与电网需求响应业务，获取额外调节收益。厦门 ABB 工业中心微电网接入福建虚拟电厂调度平台，能够在 60 秒之内完成 5%‑20% 的负荷调节，兼顾电网灵活性与园区经济效益。

1.3 削峰填谷，兼顾降本与减碳

依托储能系统充放电调节能力，在光照充足午间存储富余绿电，在早晚用电高峰释放电能，减少高峰时段高价市电的采购量。充分挖掘本地清洁能源资源，降低化石能源消耗与碳排放。行业统计数据表明，落地微电网改造后的工业园区综合用电成本可下降 15%‑28%。苏州工业园区 120MW 光伏搭配 60MWh 储能微网项目，绿电自用占比超过 70%，综合用电成本降低 18%；华为松山湖光储充一体化微网项目综合节能率达到 28%，有效缩短项目投资回收期，实现环境效益与经济效益双赢。

1.4 全景数字化感知，支撑零碳精益运营

借助智慧能源平台完成水、电、气、冷热等多类能源介质秒级采集与可视化展示，实时掌握各片区、各工序能耗以及碳排放水平，实现能耗异常诊断、设备运维优化，把能源管理和绿色制造、零碳园区建设深度结合，推动园区能源运营走向精细化。

2 微电网海内外产业发展现状

2.1 国内发展情况

在政策红利带动之下，国内工业园区微电网项目建设提速。统计数据显示，2024 年国内微电网整体市场规模 682 亿元，同比上涨 18.3%；其中工业场景微电网市场占比 45%，工业园区微电网细分市场规模达到 489.3 亿元，占整体市场 41.8%。光伏 + 储能耦合模式成为新建项目主流，占全年新增项目 62% 以上。

江苏、浙江、广东、山东等制造业大省，已经落地大量示范工程。苏州工业园区大规模配套光伏储能提升绿电消纳；江苏溧阳零碳园区依托屋顶光伏、光伏廊道，可满足园区 35% 的用电需求；厦门 ABB 工业中心建设大容量光伏微网并且对接虚拟电厂，为国内工业园区微电网建设积累大量实践经验。

2.2 国外发展概况

美国、德国、日本等工业强国，早已将微电网作为工业园区能源升级重要手段。美国能源部累计投入超 15 亿美元推进智能微网计划，加州已经投运 250 余座微电网，大量配套分布式光伏与储能，重点应对灾害下的供电保障；西门子美国温德尔园区依靠微电网实现厂区碳中和生产。德国依托《可再生能源法》以及较高工业电价，大力推进光伏、风电、氢储能组成的园区独立微网；日本重点研究复合负荷精细化调控策略，提升综合能源利用效率。亚太新兴经济体的工业园区同样具备巨大的微电网建设市场空间。

3 工业园区微电网四大关键技术

面向工业园区负荷复杂、峰谷差大、保供要求高、新能源消纳压力大的现实痛点，微电网依靠四类核心技术保障系统安全、经济运行。

3.1 多能互补协同技术

整合屋顶光伏、车棚光伏、小型风电、燃气轮机等多种电源，利用不同发电形式出力特性实现互补。光伏发电出力集中在白天，风电出力受风速波动影响，燃气机组可提供稳定可调容量，互相抵消单一电源波动冲击，提升园区能源自给率。

3.2 并网‑孤岛无缝切换技术

系统毫秒级识别电网运行状态，支持并网、孤岛模式平滑切换。正常工况下与大电网协同运行；电网故障、检修时快速脱离外网，保障关键负荷不间断供电，规避停电带来的生产损失。

3.3AI 智能能量调度技术

结合气象预报、历史负荷、电网调度信息，利用人工智能算法完成超短期发电、负荷预测，预测精度可达 96% 以上。针对园区中午光伏出力高、早晚负荷大的供需错配特点，依靠储能充放电、柔性负荷调节、需量管控，实现削峰填谷，提升新能源消纳，降低变压器过载以及线路损耗风险。

3.4 储能优化配置调控技术

统筹集中式储能和楼宇分布式储能，平抑新能源功率波动。午间存储多余绿电，用电高峰释放，利用峰谷电价差降低电费。近几年电化学储能成本相比 2020 年下降约 47%，进一步提升工业园区微电网项目的经济可行性。

4 工业园区落地微电网的现实基础与发展趋势

工业园区拥有大量厂房屋顶、车棚、闲置空地，具备开发分布式新能源的先天条件；同时工业生产负荷规律性较强，适合开展调度控制。2024 年已并网微电网项目中，光伏发电装机 49.8GW，占分布式电源总规模 63.5%，叠加成熟电化学储能产品，为微电网规模化落地打下硬件基础。

现阶段园区新能源大多采用 “自发自用，余电上网" 模式，直接替代市电，减少电费支出。展望未来，随着分布式电源装机持续扩容，集中储能 + 分布式储能、园区充电桩、工业柔性可调负荷会深度融合。微电网除了内部能源优化，还可以作为虚拟电厂终端单元参与需求响应，创造额外收益。在零碳政策引导之下，工业园区能源体系正朝着清洁化、智能化、可运营方向演进。

5 安科瑞 EMS3.0 智慧能源管控系统整体方案

EMS3.0 是面向企业级微电网开发的一体化能效管控平台，面向源‑网‑荷‑储‑充全环节，完成分布式电源、市电、储能、充电桩、各类交直流负荷的实时监视、AI 预测、动态调度、故障告警、综合数据分析。平台支持策略自定义、源荷协同互动、能耗碳排统计，可接收虚拟电厂下发调度指令，是工业园区微电网数字化管控核心载体。

图1AcrelEMS智慧能源管理平台主界面

5.1 平台总体架构

系统采用云‑边‑端分层分布式架构，依托边缘智能网关汇聚光伏、储能、充电桩、配电、终端负荷的全部运行数据。结合园区负荷特性、电网约束条件开展智能分析和优化控制，在保障配电系统安全前提下，提高新能源消纳水平，削减最大需量，降低综合用能成本。

图2AcrelEMS智慧能源管理平台结构

5.2 平台核心功能

1）能源全景可视化展示通过大屏可视化界面汇总市电、光伏、风电、储能、充电桩、各类负荷实时运行数据，直观展示能源生产、传输、存储、消耗全过程，方便管理人员快速掌握园区整体用能态势。

2）优化调度控制动态展示能源流向，通过储能充放电调节、可控负荷有序管控，实现削峰填谷、出力平滑，提升绿电消纳，支持调度优化前后负荷、能耗曲线对比，直观体现节能降本效果。

3）风光负荷智能预测融合气象信息与历史运行数据构建预测模型，预判风光出力与园区负荷变化，提前生成储能调度、负荷管控、购电策略，规避需量超标风险，减少用电成本。

4）多维度能耗与碳排分析统一采集电、水、燃气、冷热等多种能源介质数据，实现能耗同比、环比、对标分析，自动折算标煤消耗量与碳排放，为节能考核、碳资产管理、零碳申报提供完整的数据支撑。

5）充电桩有序充电管控对接园区交直流充电桩，联动变压器负载率与园区整体负荷，动态调整充电功率与充电时序，避免负荷叠加越限，保障微电网安全运行。

6）闭环运维巡检管理具备运维任务派发、设备巡检记录、缺陷登记、故障消缺、告警闭环、工单追溯等业务，可结合北斗定位追踪运维人员，实现设备运维全流程数字化闭环，提升运维工作效率。

6 配套硬件选型方案

安科瑞微电网解决方案构建完整 “终端采集‑边缘传输‑平台管控" 体系，覆盖高低压继电保护、电能计量、电能质量治理、储能配套、电气消防、末端配电、充电桩、边缘网关等硬件设备，选型如下：

除上表设备之外，安科瑞同时提供电力运维云、能耗计费、环保用电、智慧消防、智能照明等成套解决方案，覆盖微电网安全、运维、能耗、消防、充电多类业务场景。

7 结语

零碳园区政策落地推动工业园区能源管理由传统粗放模式向着精益智能模式转型。工业园区具备丰富新能源资源与可调负荷资源，非常适合发展分布式新能源与微电网。打造 “光伏 + 储能 + 微电网 + 智慧管控平台" 一体化体系，能够有效破解新能源消纳不足、电费成本高、供电可靠性不足、碳管控缺失等现实痛点。

安科瑞 EMS3.0 智慧能源管控系统依托完整软硬件产品，完成源‑网‑荷‑储‑充全流程数字化监测、AI 调度、能耗分析、运维闭环，提高园区绿电消纳，降低用电开支，强化供电安全，完备碳资产管理，匹配零碳园区建设指标。随着储能技术迭代、虚拟电厂业务普及，工业园区微电网智慧管控体系将持续完备，为工业领域低碳转型、新型电力系统建设提供坚实工程实践支撑。