黃登堯

（深圳市特區(qū)建發(fā)科技園區(qū)發(fā)展有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的不斷推進(jìn)和氣候變暖問(wèn)題日益嚴(yán)重，全球的自然災(zāi)害頻頻發(fā)生。中國(guó)作為全球社會(huì)治理和環(huán)境整治的重要參與者，積極主動(dòng)地融入全球環(huán)境治理進(jìn)程中，承諾將在2030 年實(shí)現(xiàn)逐步降低碳排放量，爭(zhēng)取在2060 年實(shí)現(xiàn)“碳中和”基本目標(biāo)[1]。在此條件下，“雙碳”戰(zhàn)略發(fā)展和能源資源結(jié)構(gòu)調(diào)整等政策強(qiáng)強(qiáng)融合，再利用數(shù)字能源系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)和網(wǎng)絡(luò)化大升級(jí)的條件下，實(shí)現(xiàn)智慧園區(qū)的不斷升級(jí)。本文以“雙碳”戰(zhàn)略下大型園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)規(guī)劃建設(shè)為研究?jī)?nèi)容，構(gòu)建多類(lèi)型能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，即利用互聯(lián)網(wǎng)思維與技術(shù)改造傳統(tǒng)能源行業(yè)，形成能源與信息高度融合的新型能源體系。

1 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)

1.1 “雙碳”戰(zhàn)略背景與政策

隨著中國(guó)政府提出“30·60 雙碳”目標(biāo)，“碳排放達(dá)峰后穩(wěn)中有降”已成為中國(guó)2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)，各地區(qū)政府積極籌備能源領(lǐng)域管理工作，可以借助雙碳政策、抓住電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)發(fā)展機(jī)會(huì)，推動(dòng)園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)運(yùn)營(yíng)及發(fā)展，并且豐富能源結(jié)構(gòu)，以電能為樞紐，利用多能轉(zhuǎn)換打破能源子系統(tǒng)之間的壁壘，將傳統(tǒng)集中、單向、生產(chǎn)者控制的能源系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變成集中式與分布式協(xié)同、能流雙向快速變化、主體互動(dòng)的新型智慧能源系統(tǒng)，從而有助于充分利用不同能源特性，實(shí)現(xiàn)能源互濟(jì)，不斷提高系統(tǒng)整體的用能效率[2]。

1.2 必要性分析

以“雙碳”戰(zhàn)略為支撐的大型園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)，是在現(xiàn)有的信息化平臺(tái)的基礎(chǔ)上建設(shè)的統(tǒng)一化、集成化能源管理平臺(tái)。它集成各類(lèi)能耗數(shù)據(jù)到同一平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)各園區(qū)建筑能耗和碳排放數(shù)據(jù)互聯(lián)，形成專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)庫(kù)，同時(shí)借鑒節(jié)能減碳效果好的園區(qū)或建筑，形成良性循環(huán)發(fā)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)園區(qū)的低碳運(yùn)營(yíng)[3]。整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)，能有效打破數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)貫通和管理規(guī)范化；能開(kāi)展節(jié)能診斷及評(píng)估，減少能源浪費(fèi)；能實(shí)現(xiàn)能效最優(yōu)化；還能進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)分析，實(shí)現(xiàn)購(gòu)電紅利最大化；能對(duì)設(shè)備健康進(jìn)行科學(xué)管理，提升設(shè)備利用率；能夠開(kāi)展智慧微網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度工作，進(jìn)而有助于推動(dòng)綠色低碳發(fā)展，開(kāi)展碳資產(chǎn)管理，實(shí)現(xiàn)碳資產(chǎn)保值增值。

1.3 建設(shè)目標(biāo)

以“雙碳”戰(zhàn)略為支撐的大型園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)，是按照零碳排放園區(qū)建筑的定位，根據(jù)整個(gè)園區(qū)內(nèi)企業(yè)能源運(yùn)營(yíng)及業(yè)務(wù)開(kāi)展量身打造的數(shù)字化能源云平臺(tái)，為能源運(yùn)營(yíng)實(shí)現(xiàn)碳排放全過(guò)程管理、智能微網(wǎng)、節(jié)能降耗等提供智能化業(yè)務(wù)管理服務(wù)，全面提升園區(qū)能源運(yùn)營(yíng)能力，為各園區(qū)建筑提供優(yōu)質(zhì)的電力能源服務(wù)[4]。在此過(guò)程中，以園區(qū)單位產(chǎn)值、單位工業(yè)增加值碳排放量和碳排放總量穩(wěn)步下降為主要目標(biāo)，在保證工業(yè)企業(yè)或研發(fā)辦公企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)

活動(dòng)的前提下，著力優(yōu)化園區(qū)空間布局，推進(jìn)可再生能源利用，著力提升節(jié)能水平，開(kāi)展綠色運(yùn)營(yíng)，合理控制工業(yè)過(guò)程碳排放量，建立減污降碳協(xié)同機(jī)制，推進(jìn)創(chuàng)新發(fā)展和綠色低碳發(fā)展。

2 平臺(tái)規(guī)劃

2.1 平臺(tái)定位

首先，以“雙碳”戰(zhàn)略為支撐的大型園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)，是能源運(yùn)營(yíng)管理和能源生產(chǎn)消費(fèi)等環(huán)節(jié)融合發(fā)展的綜合能源服務(wù)云平臺(tái)。該平臺(tái)主要借助數(shù)據(jù)信息的采集提取、能源消耗和效能的分析、節(jié)能措施的服務(wù)管理、新型能源的利用和碳排放量的智能化管理過(guò)程，實(shí)現(xiàn)高效率管理園區(qū)內(nèi)能源資源的基本目標(biāo)。以“雙碳”戰(zhàn)略為支撐的大型園區(qū)的定位是建成零排放的綜合園區(qū)，據(jù)此，平臺(tái)主要通過(guò)園區(qū)內(nèi)結(jié)構(gòu)位置的合理鋪排，更大程度上節(jié)約園區(qū)中的可再生能源。能源管理功能如圖1 所示。

圖1 能源管理功能

其次，該平臺(tái)能夠借助園區(qū)內(nèi)不同企業(yè)的能源消耗分析，結(jié)合診斷優(yōu)化技術(shù)不斷減少園區(qū)內(nèi)的能源浪費(fèi)，提升碳使用效率，還能進(jìn)一步依托交易決策優(yōu)化機(jī)制，保全大型智慧園區(qū)內(nèi)部碳資產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)其增值，為園區(qū)內(nèi)企業(yè)提供更好的碳聚合服務(wù)。

最后，該平臺(tái)還能將分散的碳資產(chǎn)進(jìn)行集中管理運(yùn)營(yíng)，不斷提高國(guó)家核證自愿減排量（chinese certified emission reduction, CCER）開(kāi)發(fā)效率，實(shí)現(xiàn)碳資產(chǎn)的獲利，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

總之，基以“雙碳”戰(zhàn)略為支撐的大型園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)的規(guī)劃建設(shè)范圍覆蓋整個(gè)大型智慧園區(qū)內(nèi)部各個(gè)建筑的全部配電房、末端用能租戶(hù)、公共區(qū)域用能系統(tǒng)（照明、空調(diào)、動(dòng)力等）、分布式光伏發(fā)電、儲(chǔ)能站、制冷站、充電樁等，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的高效率管理。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)具有生態(tài)化、統(tǒng)一化的特點(diǎn)，在方便管理的同時(shí)為企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值，實(shí)現(xiàn)管理多個(gè)項(xiàng)目，且同時(shí)包含多種不同的組織層級(jí)，支持多個(gè)組織角色同時(shí)管理。在此過(guò)程中，大型園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)能搭建成多項(xiàng)目、多組織、跨區(qū)域的統(tǒng)一服務(wù)體系，構(gòu)建利益多元化的能源數(shù)字經(jīng)濟(jì)共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)能源云平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)的感知層包括電、水、制冷系統(tǒng)、氣象環(huán)境、光伏、儲(chǔ)能和充電樁，能順利接入各個(gè)園區(qū)的系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各園區(qū)能源數(shù)據(jù)和運(yùn)營(yíng)平臺(tái)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。

2.3 功能架構(gòu)設(shè)計(jì)

園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)的功能主要包括大型園區(qū)的用能成本運(yùn)營(yíng)優(yōu)化、新能源應(yīng)用管理、碳資產(chǎn)管理和概覽駕駛艙等。在實(shí)現(xiàn)上述四大功能的過(guò)程中，智慧能源管理平臺(tái)能借助能源云模塊，結(jié)合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、移動(dòng)應(yīng)用等應(yīng)用技術(shù)，以園區(qū)或建筑內(nèi)的各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層所獲取的各項(xiàng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建龐大的業(yè)務(wù)應(yīng)用層[5]。此外，智慧能源管理平臺(tái)還將建設(shè)數(shù)據(jù)共享機(jī)制和共享平臺(tái)，將園區(qū)的能耗數(shù)據(jù)對(duì)接到當(dāng)?shù)匕l(fā)改委或能源局平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上云賦能目標(biāo)，為更好地開(kāi)展能源資源管理奠定基礎(chǔ)。智能能源管理平臺(tái)功能架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 智能能源管理平臺(tái)功能架構(gòu)

3 平臺(tái)建設(shè)方案

3.1 傳統(tǒng)用能監(jiān)控與優(yōu)化

傳統(tǒng)用能監(jiān)控和優(yōu)化可借助節(jié)能診斷、制冷系統(tǒng)AI 優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)性購(gòu)電和設(shè)備健康管理等實(shí)現(xiàn)大型園區(qū)內(nèi)部不同企業(yè)之間需用能源資源的智慧化監(jiān)管。以節(jié)能診斷監(jiān)控為例，智慧能源管理平臺(tái)能夠?qū)Ω鱾€(gè)園區(qū)用能跑冒滴漏、異常用能、不合理用能問(wèn)題等進(jìn)行智能識(shí)別和定位，及時(shí)提醒管理人員，避免用能浪費(fèi)，并且能夠通過(guò)動(dòng)態(tài)能耗預(yù)警技術(shù)將園區(qū)用能體系進(jìn)行定額管理，對(duì)異常用能進(jìn)行預(yù)測(cè)性定位和提醒。

3.2 新能源應(yīng)用管理

以智慧微網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度為例，智慧能源管理平臺(tái)中的智能微網(wǎng)系統(tǒng)能結(jié)合光伏發(fā)電情況、儲(chǔ)能充放電策略、電價(jià)以及用戶(hù)負(fù)荷情況綜合統(tǒng)計(jì)分析，輸出微電網(wǎng)運(yùn)行的最優(yōu)經(jīng)濟(jì)策略，進(jìn)行削峰填谷并降低最大需量，降低用能成本，促進(jìn)節(jié)能減排，從而實(shí)現(xiàn)零碳目標(biāo)，縮短智能微網(wǎng)系統(tǒng)的投資回收期。就新能源管理中的光伏管理而言，智慧能源管理平臺(tái)能夠?qū)夥l(fā)電功率、光伏電池板運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)信息及設(shè)備故障信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，以及進(jìn)行光伏發(fā)電實(shí)時(shí)功率趨勢(shì)棒圖展示，快速了解光伏組件實(shí)時(shí)發(fā)電情況。

3.3 碳資產(chǎn)管理

智慧能源管理平臺(tái)的碳資產(chǎn)管理模塊充分利用大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)手段，以滿(mǎn)足工業(yè)園區(qū)建設(shè)過(guò)程中企業(yè)碳資產(chǎn)管理數(shù)據(jù)化、電子化、信息化以及智能化的需求，不斷提高企業(yè)碳資產(chǎn)的智能管理水平。通過(guò)構(gòu)建碳排放管理體系，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)工藝流程等，全面識(shí)別企業(yè)運(yùn)行過(guò)程中可能存在的碳排放源頭，以企業(yè)為基本支撐，探究企業(yè)在生產(chǎn)效能滿(mǎn)足和碳配額資產(chǎn)管理、節(jié)能減排功效資產(chǎn)及CCER資產(chǎn)等方面的具體應(yīng)用措施，通過(guò)成本和效益的對(duì)比，探明企業(yè)在碳資產(chǎn)管理過(guò)程中可能存在的各項(xiàng)弊端，進(jìn)而根據(jù)弊端和問(wèn)題選擇解決方案，實(shí)現(xiàn)企業(yè)規(guī)范化、高效化、專(zhuān)業(yè)化的碳資產(chǎn)管理。

大型園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)的碳資產(chǎn)管理模塊主要分為碳排放管理、碳配額管理和碳交易管理三大內(nèi)容。以碳交易管理為例分析可知，大型園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)的碳交易管理主要包括市場(chǎng)供求時(shí)序分析、交易決策輔助、碳交易管理、CCER 碳減排項(xiàng)目管理和碳聚合管理等內(nèi)容。其中，市場(chǎng)供求時(shí)序分析以市場(chǎng)參與者的行為模型與基本面數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，預(yù)測(cè)市場(chǎng)供需，形成周期性碳市場(chǎng)分析報(bào)告以及碳價(jià)預(yù)測(cè)結(jié)果；交易決策輔助依據(jù)實(shí)時(shí)碳價(jià)、市場(chǎng)行情，AI 測(cè)算履約成本、生產(chǎn)效益，實(shí)現(xiàn)減排成本與生產(chǎn)利潤(rùn)的平衡，提供最優(yōu)履約方案；碳交易管理則借助平臺(tái)功能，通過(guò)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)和歷史排放情況的計(jì)算分析，預(yù)測(cè)監(jiān)測(cè)期內(nèi)企業(yè)累計(jì)排放量和配額盈缺情況，同時(shí)考慮市場(chǎng)形勢(shì)，包括市場(chǎng)價(jià)格趨勢(shì)、碳交易流動(dòng)性、政策性風(fēng)險(xiǎn)等多個(gè)約束變量，確定對(duì)外購(gòu)售配額CCER 減排量交易策略。

4 平臺(tái)效果與綜合效益分析

4.1 平臺(tái)應(yīng)用效果

大型園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)能應(yīng)用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能耗監(jiān)測(cè)及能效管理的可視化、信息化、智能化，提高管理效率，能夠削減尖峰負(fù)荷，實(shí)施智能運(yùn)維，提升園區(qū)用能管理水平，降低園區(qū)用能及管理成本，能夠結(jié)合企業(yè)用能需求計(jì)劃及電力和化石能源供給情況，優(yōu)化調(diào)配能源存儲(chǔ)計(jì)劃，能在外部能源供給緊張時(shí)保障企業(yè)的能源供給。

4.2 綜合效益分析

“雙碳”戰(zhàn)略支持下大型園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)的規(guī)劃建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了人工智能和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、專(zhuān)家?guī)煜到y(tǒng)、碳交易策略技術(shù)和能源服務(wù)平臺(tái)等的高效率創(chuàng)新應(yīng)用，提高了園區(qū)建筑節(jié)能水平，使得可再生能源消費(fèi)比重達(dá)到10%以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，園區(qū)開(kāi)展綠色運(yùn)營(yíng)，減少碳排放后，整個(gè)園區(qū)碳排放總量及園區(qū)單位產(chǎn)值或單位工業(yè)增加值碳排放量預(yù)計(jì)可下降40%以上。同時(shí)，大型園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)通過(guò)智慧微網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)光伏自發(fā)自用，使得余電上網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了綠色用電，且輸出微電網(wǎng)得以運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)策略，從而能夠進(jìn)行削峰填谷并降低最大需量，降低用能成本，促進(jìn)節(jié)能減排及實(shí)現(xiàn)零碳目標(biāo)，也通過(guò)碳排放交易決策優(yōu)化、自愿減排項(xiàng)目開(kāi)發(fā)及碳聚合，實(shí)現(xiàn)碳資產(chǎn)保值增值，獲得碳收益。

5 結(jié)語(yǔ)

本文在探究“雙碳”戰(zhàn)略的提出背景與支持政策的基礎(chǔ)上，分析了“雙碳”戰(zhàn)略支持和大型園區(qū)智慧能源管理平臺(tái)規(guī)劃建設(shè)融合發(fā)展的必要性，論證了該平臺(tái)方案建設(shè)的可行性，從而為同類(lèi)型智慧園區(qū)的建設(shè)運(yùn)營(yíng)奠定扎實(shí)的制度基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)。