综合能碳管控平台方案设计研究

摘要：本文以宿州市一产业园区为例，根据园区现状提出了相应的能碳管控平台设计方案。基于物联网、大数据、移动互联网等先进技术，以能源供应、传输、存储、消费与服务为主线，对园区内关键排放源的能源与碳排放数据实时采集、处理、分析和管理，实现对能耗与碳排放数据的智能采集与监测。该研究具有较好的示范效果，为日后其他零碳园区的设计和建设提供了一定借鉴意义。

关键词：能碳管控平台；智能园区；零碳园区

引言

国家生态环境部于2021年8月发布《关于推进国家生态工业示范园区碳达峰碳中和相关工作的通知》，提出构建双碳目标管理平台。在示范园区管理平台的基础上，充分利用智慧化和大数据技术，增加和完善碳达峰、碳中和管理功能。后续在2021年10月发布《关于在产业园区规划环评中开展碳排放评价试点的通知》，提出“探索在产业园区规划环评中开展碳排放评价的技术方法和工作路径，推动形成将气候变化因素纳入环境管理的机制，助力区域产业绿色转型和高质量发展。

国家“双碳”顶层文件和相关领域政策措施的紧密配合，为园区零碳转型提供了坚实的政策基础和明确的发展路径。

1 能碳管控平台方案概述

目前国内大部分产业园区面临能源计量不够精细，节能降耗难以入手的现状。园区的绿色能源利用率低，光伏、储能、负荷等缺乏互动协调。园区能源运维成本居高不下。另外园区的排碳数据缺乏监测、分析，减碳路径难以优化，企业绿色转型挑战难度大。

本项研究将以该试点园区为对象，建立智能管理平台。平台包含能源监视、能源统计分析、能源调度、能源控制优化、能源运维、碳管理、物联采集等功能。并可配置移动APP，方便业主使用和实时监测园区情况。

2 工程概况

本项目位于安徽省宿州市，现对该智能制造产业园开展综合能源开发建设管理工作，助力园区打造成零碳示范园区。利用园区内两家公司的屋顶资源，建设光伏电站，采用“自发自用、余电上网”，并实现园区能源管控，提高能源利用率、节能降碳。

园区用能主要有电、水、天然气、地源热泵。

a）电

园区用电包含生产用电、生活用电，来源包含市电、光伏发电。

b）水

园区用水包含食堂、宿舍等生活用水，地源热泵补水及生产用水，来源由市政提供。

c）天然气

园区用天然气包含食堂用气，及工业生产用气。来源由市政提供。其中一家企业工业生产用气来源由气罐车提供。

d）地源热泵

循环水管道+循环泵，地源热泵系统有配套厂家的监控系统、APP端监控系统，能够在手机APP上监测整个地源热泵系统的能耗情况（水、电）。

3 建设目标

本项研究将以该试点园区为对象，基于物联网、大数据、移动互联网等先进技术，以能源供应、传输、存储、消费与服务为主线，构建园区综合能碳管控平台，对园区内关键排放源的能源与碳排放数据实时采集、处理、分析和管理，实现对企业从原材料到终端消费品全链条能耗与碳排放数据智能采集与监测，实现园区整体的节能降耗、打造低碳绿色园区。

4 本项目重难点分析

当前选择作为试点对象的园区整体能源利用率低，园区光伏、储能、负荷等缺乏互动协调。没有有效的碳监测管理，碳排放量难以精确测量，碳数据的收集、分析和报告等数据管理也存在不足。同时，园区内设备种类多、数量多、分布广，运维人员难以全面掌控设备的运行状态和性能，运维工作量大、效率低，难以保障园区能源设备稳定运行。

5 总体设计

5.1设计原则

（1）安全合规性原则。系统设计遵循电力安全、信息安全相关标准。

（2）先进性原则。平台建设采用成熟、具有国内先进水平，并符合国内外发展趋势的技术、软件产品和设备。

（3）可扩展性原则。系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，可根据今后的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计中留有冗余。

（4）因地制宜原则。根据园区能源资源和用能特点，结合政府监管及公司管理的需求，合理规划平台功能及硬件设备等，

（5）智能高效原则。结合物联网、大数据等信息技术，对园区能源的智能化管理，提高能源使用效率。

5.2 总体架构

物联感知风、光、储及水、电、热、气等能源数据，通过实时监视、能源分析，并优化调度多能互补，构建区域能源生态，实现能源互联互通，提高能源利用效率，向用户提供安全、低碳、经济、高效的能源服务。

5.3 网络架构

采取云-网-边-端的网络架构，支撑多能源类型、多设备协议、多分散站点智能接入；支持综合能源场站的高可靠性数据接入需求，提供接入光伏、储能、负荷等设备；支持各类复杂的行业通信协议，包括MODBUS，IEC103、104系列等主流工业领域智能设备接入协议。

6 能源设备采集、改造

（1）电表

园区配电房配有总电表，国网已铅封。可通过4G红外采集终端采集电表数据。红外光电探头通过红外光口定时读取智能电表的参数信息，调制、解调为数字信号，经过报文解析，通过4G方式上传至综合能碳管控平台服务器，实现对总负荷电表数据监视。

光伏并网柜电表数据通过光纤传输至二次舱光伏监控系统，再转发至综合能碳管控平台服务器，实现对并网电表数据采集。

（2）照明

通过在照明回路上加装智能开闭模块，实现对室内、走道照明的线上智能控制，其他楼道非必要常开区域采用感应开关，加装感应器实现智能照明，降低照明，避免能源浪费。

（3）水表

园区配总水表，无法采集用水数据，通过加装无线远传智能水表，可定时抄取计量数据，通过NB-loT物联网络发送至综合能碳管控平台，实现对水表数据采集。

（4）燃气表

A公司园区配备有市政燃气，为IC卡表计，无法采集用气数据，通过加装物理网表改造，无需停气及更改管道。

（5）地源热泵

园区配备有地源热泵系统，对园区供冷、供热。本地有监控系统，可查看地源热泵温度、流量、压力、能耗、设备状态等数据。综合能碳管控平台通过与本地监控系统对接，获取地源热泵相关数据，实现对地源热本监视。

（6）空调风机改造

通过在空调风机室内控制面板加信号模块，实现对空调开关、风速的远程线上调节。可以更加精准地了解空调的运行状态，避免在无人使用时仍然开启空调，有效减少能源浪费制，也可在有需求的情况下提前开启。

7 结论

本文以宿州市一产业园区为例，提出了园区能碳管控平台设计方案。该方案的实施，不仅可以有效提高能源利用率降低碳排放，也可以提升园区企业的能源管理效率降低运营成本。符合业主对于打造智能制造园区、零碳园区的设想，助力企业绿色转型，积极响应“双碳政治”，具有较好的创新和示范意义，也可为日后其他零碳园区的转型改造或新建提供设计参考。

参考文献

[1]国务院.（2021）.“十四五”节能减排综合工作方案（国发〔2021〕33号）[EB/OL].中国政府网.

[2]国务院办公厅转发国家发展改革委 国家能源局关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见.（2022）.中国政府网.

[3]国家能源局.（2023）.关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见 [EB/OL].中国政府网.

[4]安徽省发展改革委， 安徽省能源局.（2024）.安徽省零碳产业园区建设方案（试行）[EB/OL].取自https：//www.jjq.gov.cn/openness/public/6603441/ 39435166.html.