引言：随着全球气候变化和能源危机的加剧，碳排放成为了人类面临的重大挑战之一。为了实现低碳发展，各国都在积极探索可持续的能源转型和碳中和路径，园区作为城市发展的重要组成部分，也承担着减少碳排放、提高能源效率、促进绿色增长的责任。零碳园区作为一种新型的园区模式，以实现园区内能源消耗与碳排放的平衡为目标，通过采用清洁能源、节能技术、储能技术、碳捕获与利用技术等手段，实现园区内能源系统的自给自足和碳循环利用，从而达到零碳排放或负碳排放的效果。零碳园区不仅有利于缓解全球气候变化，提高园区的竞争力和吸引力，还有利于促进园区内产业的升级和创新，提高园区内居民和企业的生活质量和幸福感。
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1.零碳园区概述
1.1 零碳园区的定义
零碳园区是一种以实现园区内能源消耗与碳排放的平衡为目标，通过采用清洁能源、节能技术、储能技术、碳捕获与利用技术等手段，实现园区内能源系统的自给自足和碳循环利用，从而达到零碳排放或负碳排放的效果的园区模式。
1.2 零碳园区发展的重要性
零碳园区发展对于应对全球气候变化、促进可持续发展具有重要意义，主要体现在以下几个方面:
①有利于减少温室气体排放，缓解全球气候变化，零碳园区通过实现能源消耗与碳排放的平衡，可以有效降低园区对化石能源的依赖，减少温室气体排放，为全球气候变化的应对和控制做出贡献。
②有利于提高能源效率，保障能源安全。零碳园区通过采用清洁能源、节能技术、储能技术等手段,可以提高园区内能源系统的效率和可靠性，减少能源损耗和浪费，保障园区内能源供需的平衡和稳定，
③有利于促进绿色增长，增强经济竞争力。零碳园区通过引入和应用先进的零碳技术，可以促进园区内产业的升级和创新，增加新兴产业和就业机会，提高园区的经济效益和社会效益。
④有利于改善生态环境，提升生活质量。零碳园区通过实现碳循环利用，可以减少污染物排放，改善空气质量和水质量，保护和恢复生态系统服务功能，提升园区内居民和企业的生活质量和幸福感。
2.零碳园区发展现状及存在问题
2.1 零碳园区发展现状
目前，零碳园区在国际上已经有了一些成功的案例和经验，例如，英国的贝德福德零碳园区、新加坡的清洁科技园、日本的北九州智能社区等。这些零碳园区都通过采用不同的零碳技术和策略，实现了园区内能源消耗与碳排放的平衡或负平衡，同时也取得了良好的经济社会效果。
2.2 零碳园区发展中存在的问题
尽管零碳园区在国际上和国内都有了一定的进展和成果，但是零碳园区的建设和发展仍然面临着诸多挑战和问题，主要包括以下几个方面:
零碳技术应用方面：一方面，零碳技术的成本效益、可靠性等方面还有待提高，导致零碳技术的推广和应用受到限制；另一方面，零碳技术的选择和组合还缺乏科学的方法和标准，导致零碳技术的配置和优化不够合理。
零碳园区规划与设计方面：一方面，零碳园区规划与设计还缺乏统一的标准和指南，导致不同地区和不同类型的零碳园区规划与设计存在差异和不一致；另一方面，零碳园区规划与设计还缺乏系统性和动态性，导致零碳园区规划与设计难以适应园区内外部变龙。
政策支持与法规制定方面：一方面，政策支持与法规制定还不够完善和协调，导致零碳园区建设和发展缺乏有效的激励和约束；另一方面，政策支持与法规制定还缺乏针对性和灵活性，导致零碳园区建设和发展难以适应不同地区和不同类型的需求。
企业参与与市场机制方面：一方面，企业参与与市场机制还不够激励和有效，导致零碳园区建设和发展缺乏足够的主体和动力；另一方面，企业参与与市场机制还缺乏公平性和透明性，导致零碳园区建设和发展存在不公平的竞争和信息不对称的问题。
3.零碳园区发展路径研究
3.1 零碳技术应用研究
零碳技术是实现零碳园区能源消耗与碳排放平衡的关键手段，主要包括清洁能源技术、节能技术、储能技术、碳捕获与利用技术等。清洁能源技术是指利用太阳能、风能、水能、生物质能等可再生能源，替代或减少化石能源的使用，从而降低碳排放的技术。节能技术是指通过改善园区内建筑物、设备、工艺等方面的设计和运行方式，减少园区内的能源消耗和损耗，从而降低碳排放的技术。储能技术是指通过利用电池、超级电容器、飞轮等设备或材料，将多余或低价值的电力或热力转化为可储存或可转移的形式，并在需要时释放出来，从而平衡园区内供需波动和价格波动，提高园区内能源系统的稳定性和经济性的技术。碳捕获与利用技术是指通过利用化学、物理、生物等方法，将园区内产生的二氧化碳或其他温室气体从排放源或大气中分离出来，并将其转化为有用的产品或服务，从而实现碳循环利用，减少碳排放的技术。
3.2 零碳园区规划与设计
零碳园区规划与设计是实现零碳园区能源消耗与碳排放平衡的重要基础，涉及到土地利用与规划、基础设施建设、产业布局与发展、生态环境保护与恢复等方面。土地利用与规划是指根据园区的功能定位、发展目标、资源条件等因素，合理确定园区内不同类型和功能的土地使用范围、比例、形态等要素，以实现土地资源的有效利用和优化配置。基础设施建设是指根据园区的功能定位、发展目标、资源条件等因素,合理确定园区内不同类型和功能的基础设施的建设范围、规模、标准等要素，以实现基础设施的有效服务和优化配置。产业布局与发展是指根据园区的功能定位、发展目标、资源条件等因素，合理确定园区内不同类型和功能的产业的布局范围、比例、形态等要素，以实现产业资源的有效利用和优化配置。生态环境保护与恢复是指根据园区的功能定位、发展目标、资源条件等因素，合理确定园区内不同类型和功能的生态环境的保护范围、程度、方式等要素，以实现生态环境资源的有效利用和优化配置。
3.3 政策支持与法规制定
政策支持与法规制定是实现零碳园区能源消耗与碳排放平衡的重要保障，涉及到政策扶持与引导、法规与标准制定、国际合作与交流等方面。法规与标准制定是指通过制定和完善相关的法律法规、技术标准、管理规范等文件，约束和规范园区内各方参与者(包括政府、企业、居民等)遵守和执行零碳园区的建设和发展要求，以实现零碳园区的安全运行和优化配置。国际合作与交流是指通过开展相关的国际项目、论坛、展览等活动，与国际上的零碳园区或相关机构进行技术、经验、资源等方面的交流和合作，以实现零碳园区的共享发展和优化配宜。
3.4 企业参与与市场机制
企业参与与市场机制是实现零碳园区能源消耗与碳排放平衡的重要动力，涉及到企业责任与社会责任和市场机制的建立与完善等方面。企业责任与社会责任是指企业在零碳园区建设和发展中，不仅要追求自身的经济利益，还要承担相应的社会责任，包括环境保护、资源节约、社会公益等方面。市场机制的建立与完善是指通过建立和完善相关的价格机制、交易机制、竞争机制等市场手段，使市场在零碳园区建设和发展中发挥决定性作用，以实现零碳园区资源配置的有效性和优化性。
4.安科瑞能为零碳园区建设提供哪些方案
安科瑞作为专业的智慧能源管理解决方案提供商，能为零碳园区建设提供包括碳计量电表、分布式光伏、分布式储能、电动车有序充电以及园区智慧能源管理平台等解决方案，为零碳园区的建设提供“云-边-端”一体化解决方案，利用“云边协同”智慧策略帮助园区充分利用好新能源，明确降碳成本效益路线图。
4.1 碳电表
碳电表是一种新型的计量工具，它的出现是为了帮助我们更好地理解和计算企业在电力使用中的碳排放。它的工作原理是根据实际电能消耗的计量数据，动态计算并按照使用条件、区域等因素更新电碳因子，也就是平均每度电所蕴含的碳排放量。这个数值是实时更新的，能够真实反映企业电力使用中的碳排放情况。碳电表的出现对于企业有着非常重要的意义，有了这些数据，企业就可以追踪产品生产过程的碳排放，根据碳排放情况优化电源结构，制定更加绿色低碳的生产模式。
AEM96三相多功能碳电表，集成三相电力参数测量、分时电能计量及碳排放统计，根据不同使用工况的电碳折算因子集成碳结算功能，包含12组碳排放值及对应的碳排放因子，它能够实时计算并给出企业生产用电带来的碳排放量，让碳排放像电能一样方便记录，配合安科瑞碳资产管理平台，大大简化企业的碳排放统计工作。
图1 AEM96三相多功能碳电表
4.2 分布式光伏解决方案
着新型电力系统的发展以及国能发新能规〔2025〕7号文、发改价格〔2025〕136号文相继出台，分布式光伏建设越来越需要面临并网、运行安全和能量管理方面的问题，并不是建了就能用。供电部门对于分布式光伏电站并网保护、稳控系统、电能质量以及和调度的通信均有要求。
图2 分布式光伏建设系统图
根据《分布式电源接入电网技术规定》和《电能质量管理办法（暂行）》等相关标准和规范要求，光伏电站并网点需要监测并网点电能质量；
根据《分布式电源接入电网技术规定》并网点安装防孤岛保护装置，防止光伏电站孤岛运行；
并网点安装国网电能计量表和远动装置用于上传光伏电站发电数据，由当地供电部门确定；
对于自发自用、余电不上网系统，公共连接点处还需要配置防逆流保护装置，动作与切除或调节光伏逆变器，根据要求可使用不同的控制策略。
配置国网纵向加密认证装置、正/反向隔离装置、网络安全监测装置、远动网关等，按照电网要求的数据格式和安全要求接受电网调度；
光伏监控系统需采集站内逆变器、箱变、保护测控装置、电能质量监测装置、防孤岛保护、电能计量等数据，在本地工作站实时监控，还需要把数据上传给电网调度系统，接受电网调度；
根据当地供电部门需要配置光功率预测系统、AGC/AVC系统、微机防误系统、“四可”系统等，数据上传调度系统。
分布式光伏建设相关二次设备：
4.3 分布式储能解决方案
储能系统作为光伏发电蓄水池和中转站，在消纳光伏发电过程中起着很重要的作用，在零碳园区建设中必不可少。
按照GB/T 36547-2018《电化学储能系统接入电网技术规定》要求，储能系统的微机保护配置要求：储能电站并网点配置AM5-IS防孤岛保护，非计划孤岛时应在2s动作，将储能电站与电网断开。
关于储能系统计量点的设置：如果储能系统接入园区内部电网，计量点设置在并网点。
储能单元应具备绝缘监测功能，当储能单元绝缘低时应能发出报警和/或跳闸信号通知储能变流器及计算机监控系统，如果BMS或者PCS不具备绝缘监测功能可单独配置直流绝缘监测装置。
通过10kV接入公用电网的储能系统电能质量宜满足GB/T19862要求的电能质量监测装置，当储能系统的电能质量指标不满足要求时，配置电能质量在线监测装置监测并网点电能质量。
图3 储能系统图
储能系统二次设备选型：
4.4 有序充电解决方案
以电代油、以电代气是零碳园区能源转型中一个必不可少的过程，为新能源车补充能源的充换电站也是必配设施。安科瑞有序充电系统基于预测算法，可以实现对企业变压器负荷率、光伏发电和充电负荷需求预测结合充电桩的监控、调度和管理，提高光伏发电消纳，提升园区微电网的运行可靠性，降低充电成本。
图4 有序充电系统图
有序充电系统设备选型方案：
4.5 碳资产管理方案
AcrelEMS3.0智慧能源管理平台碳资产管理采用权威碳排放核算因子数据库，符合SO14064-1：2018 组织层级温室气体排放和清除的量化和报告指南要求，为园区提供包括碳盘查清册、碳配额管理、碳排放分析、碳流向、碳盘查报告、碳交易记录等等功能，帮助园区建立碳排放统计、核算、报告、核查体系。
图5 碳排放核算符合性评估声明
4.6 微电网协调控制器
ACCU-100BF微电网协调控制器主要采集光伏逆变器、储能系统、变压器负荷等数据，根据设置的新能源使用逻辑来构建本地控制策略以及云端数据的交互，控制储能设备、分布式能源、可调负荷设备的出力与电力需求，并能根据经济效益模型在满足调度的前提下，进行光储置换，响应云端策略配置，充分消纳利用新能源。
图6 “云边端”三级控制策略结合
ACCU-100BF微电网协调控制器具备以下功能特点：
数据采集：支持串口、以太网等多通道实时运行，满足各类风电与光伏逆变器、储能等设备接入；
通讯管理：支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、MQTT等通信规约，可实现云边协同（结合安科瑞智慧能源管理云平台进行远程运维）、OTA升级、就地/远程切换、本地人机交互（选配）；
边缘计算：灵活的报警阈值设置、主动上传报警信息、数据合并计算、逻辑控制、断点续传、数据加密、4G路由；
策略管理：防逆流、计划曲线、削峰填谷、需量控制、有功/无功控制、光储协调等，并支持策略定制;
系统安全：基于不可信模型设计的用户权限，防止非法用户侵入；基于数据加密与数据安全验证技术，采用数据标定与防篡改机制，实现数据固证和可追溯；
运行安全：采集分析包括电池、温控及消防在内的全站信号与测量数据，实现运行安全预警预测。
5.AcrelEMS3.0智慧能源管理平台-园区级微电网能源管理
在零碳或近零碳园区建设中，“光伏+储能+充电”组合必不可少的被应用到园区电网之中。随着新能源占比增加，园区的管理需要依靠智慧能源管理平台来实现碳资产管理、新能源策略控制、有序充电管理、能耗分析、设备运维等等。AcrelEMS3.0智慧能源管理平台可以帮助园区有效的管理能源，其功能包括：
综合监控：实现园区变电站、光伏、储能、负荷、充电桩、环境数据的采集、监测、可视化展示、异常告警、事件查询、报表统计等功能；
智能控制：协同光伏、储能、负载等多种能源主体，动态规划智能策略，实现储能、光伏协调控制，比如计划曲线、削峰填谷、防逆流、新能源消纳、需量控制等；
能源分析：具备微电网能耗及效益分析、微电网经济运行分析、多维度电量分析，并进行日、月、年能源报表统计；
碳资产管理：企业碳资产管理功能，包括碳盘查清册、碳配额管理、碳排放分析、碳流向、碳盘查报告、碳交易记录等等。
功率预测：以历史光伏输出功率和历史数值天气数据为基础，结合数值天气预报数据和光伏发电单元的地理位置，采用深度学习算法建立预测模型库，实现光伏发电的短时和超短时功率预测，并经进行误差分析；同时对微电网内所有负荷，基于历史负荷数据，通过大数据分析算法，预测负荷功率曲线。
优化调度：根据分布式能源发电预测、负荷预测结果，并结合分时电价、电网交互功率及储能约束条件等因素，以用电成本低为目标，建立优化模型，采用深度学习算法解析微电网运行功率计划，系统通过将功率计划进行分解，实现对光伏、储能、充电桩的优化控制。
图7 AcrelEMS3.0智慧能源管理平台
6.结束语
零碳园区并非单一的减排单元，而是集能源转型、产业升级、技术创新、治理改革于一体的系统工程，是实现 “双碳”（碳达峰、碳中和）目标的关键抓手。其规划和建设需要合理利用工具和能源管理软件，来实现能源利用。未来，随着更多零碳园区的建成，其不仅将成为区域经济的 “绿色名片”，更将成为中国参与全球气候治理的核心竞争力之一。
