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

園區(qū)工業(yè)地產中能源綜合配置存在的問題

我國園區(qū)工業(yè)地產建設已歷經近40年的發(fā)展, 園區(qū)在區(qū)域經濟發(fā)展、產業(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濟的高質量發(fā)展。園區(qū)工業(yè)地產是國民經濟的發(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)地產尤為重要,園區(qū)迫切需要構建全新的清潔、低碳、安全的能源體系。園區(qū)因其經濟基礎好、能源消耗大、產業(yè)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(qū)工業(yè)地產的能源系統(tǒng)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(qū)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(fā)展。

2、能源消費結構不合理，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(xiàn)。

在園區(qū)工業(yè)地產開展電冷熱（暖）供應、多能協(xié)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(qū)工業(yè)地產的能源利用問題，越來越多的能源互聯(lián)網企業(yè)為解決園區(qū)工業(yè)地產用能問題，已在這方面深耕多年。幫助園區(qū)工業(yè)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(qū)整體及各項管理流程；運用數字分析手段，整合及協(xié)調園區(qū)資源，促進園區(qū)的產業(yè)推進，創(chuàng)建園區(qū)科學管理體系。

園區(qū)工業(yè)地產綜合能源系統(tǒng)架構

工業(yè)園區(qū)是我國經濟發(fā)展的重要組成部分，如何實現(xiàn)經濟、環(huán)保的發(fā)展十分重要。綜合能源服務能夠實現(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)地產在發(fā)展綜合能源服務方面具有天然的優(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)的綜合能源服務市場將成為各類市場參與主體開展競爭的重要領域。

園區(qū)工業(yè)地產的能源消費情況

園區(qū)工業(yè)地產按其產業(yè)類型可分為綜合類、行業(yè)類和靜脈產業(yè)類園區(qū)。綜合類園區(qū)工業(yè)地產產業(yè)集群程度較高, 行業(yè)類別較多,資源消耗種類也繁多復雜;行業(yè)類園區(qū)工業(yè)地產一般以某一類行業(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。亟需加強園區(qū)綜合能效提升的分類指導，推動綠色低碳發(fā)展。

園區(qū)能源基礎設施規(guī)模效率結構性鎖定

園區(qū)廣泛推行基礎設施共享，以熱定電為特征的集中式熱電聯(lián)產能源基礎設施普及推廣，但同時又呈現(xiàn)出“規(guī)?！?結構性鎖定，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(qū)基礎設施節(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)能降碳的關鍵舉措。當前，園區(qū)大部分企業(yè)的裝備電氣化面臨單體規(guī)模小、數量多的問題，節(jié)能提效技術創(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(guī)模電機的能效提升面臨較大挑戰(zhàn)，需要電機技術的整體提升。

拓展園區(qū)工業(yè)地產的綜合能源增值服務

工業(yè)園區(qū)的人地關系調控是園區(qū)綠色發(fā)展的重要科學問題。園區(qū)尺度上，“人"主要體現(xiàn)為經濟活動，“地"即園區(qū)的資源環(huán)境基礎，主要表現(xiàn)為能源、水資源、土地資源、環(huán)境影響等。經濟、能源、水、土地、環(huán)境構成了工業(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)境問題產生影響。

園區(qū)綜合能源規(guī)劃的定量分析離不開經濟性測算結果。常規(guī)的經濟性測算工具主要針對單種能源系統(tǒng)，當開展綜合能源系統(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。同時，園區(qū)綜合能源規(guī)劃的經濟性評價結果需覆蓋系統(tǒng)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(qū)綜合能源規(guī)劃的經濟性測算也跟采用的商業(yè)模式息息相關，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(guī)劃的一個節(jié)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(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)劃經濟性測算更加真實可信。

園區(qū)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(qū)集聚發(fā)展，促進企業(yè)層面和園區(qū)層面數字化、智能化、綠色化發(fā)展，強化電力管理智能化，提升產業(yè)鏈、供應鏈、創(chuàng)新鏈協(xié)同配套能力，提高產業(yè)鏈韌性，增強產業(yè)鏈安全性，催生“產業(yè)化+數字化+智能制造"新業(yè)態(tài)；加強園區(qū)企業(yè)生產計劃、工藝技術、物料配送、設備監(jiān)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(qū)節(jié)能降碳決策支撐平臺，設計開發(fā)園區(qū)基礎數據庫，并定期動態(tài)更新，由專業(yè)機構和科研單位聯(lián)合運維并開展數據挖掘研究，支撐管理決策。

加強園區(qū)電氣化建設。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、柔性調節(jié)、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(jié)能降費增值服務，實現(xiàn)政府、用戶、電網多方共贏。

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、電網協(xié)調控制及智能化改造，實現(xiàn)冷熱電氣協(xié)同、源網荷儲集群聯(lián)控；通過優(yōu)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(qū)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(yè)大講堂，2023年5月23日《產業(yè)園區(qū)中工業(yè)廠房的能源綜合配置》。

1. 文章解讀

文章指出當前園區(qū)工業(yè)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(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：物理層、信息層、服務層三個層次進行園區(qū)綜合能源的規(guī)劃、設計與實施，推進園區(qū)工業(yè)地產節(jié)能降碳工程包括五個方面：園區(qū)節(jié)能降碳分類指導能力建設工程、園區(qū)三級計量精細化物質流能量流管理提升工程、園區(qū)基礎設施共生節(jié)能減污降碳提效工程、園區(qū)數智強鏈數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(yè)園區(qū)。

2. 工業(yè)園區(qū)能源數字化系統(tǒng)構成

把一個工業(yè)園區(qū)的能源系統(tǒng)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(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)微電網數字化系統(tǒng)的三維構成

物理系統(tǒng)是能源的物質基礎,實現(xiàn)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(fā)電等)、變壓器、輸配電開關柜、儲能系統(tǒng)、用電負荷（空調、照明、電機等）、V2G充電樁等等。

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

還需要把感知系統(tǒng)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(qū)能源管理和節(jié)能降耗的目的。感知系統(tǒng)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(tǒng)，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(yè)園區(qū)能源數字化系統(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，結合物聯(lián)網、大數據技術，可實現(xiàn)園區(qū)電網電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計、負荷預測、照明控制、負荷監(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設備的電氣參數、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)電網主要回路的電能質量并進行治理，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)能源供應安全

AcrelEMS接入園區(qū)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(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)數據，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，并根據企業(yè)峰谷特點和電價波動以及上級平臺指令設置儲能系統(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(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(tǒng)通過對園區(qū)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(jié)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(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付費管理

3.6負荷預測，協(xié)調控制，保障園區(qū)供用平衡

AcrelEMS系統(tǒng)基于歷史負荷數據，結合天氣因素、園區(qū)生產計劃等，預測園區(qū)功率需求、光伏發(fā)電功率、充電需求，根據變壓器負載率和負荷變化，對園區(qū)可調可控設備進行統(tǒng)一協(xié)調控制，引導有序充電，調整儲能充放電計劃，為園區(qū)制定能源計劃、優(yōu)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(tǒng)感知設備

園區(qū)能源數字化系統(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(qū)能源數字化系統(tǒng)建設提供一站式服務。

5. 工業(yè)園區(qū)能源數字化系統(tǒng)的建設意義

園區(qū)作為實體經濟主戰(zhàn)場，未來隨著經濟持續(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)能減排任務相當緊迫，碳排放評價試點產業(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)出臺政策推動產業(yè)園區(qū)數字化轉型，打造綠色低碳產業(yè)園區(qū)，因此園區(qū)的能源數字化管理系統(tǒng)也是勢在必行。