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一、背景與挑戰

在全球能源轉型和 “雙碳” 目標的大背景下，工業園區作為能源消耗的集中區域，面臨著降低用能成本、提升能源利用效率以及保障能源供應安全等多重挑戰。傳統能源價格的波動，使得企業用能成本居高不下；同時，園區內多種能源系統獨立運行，缺乏協同優化，導致能源利用效率低下。此外，能源供應的不穩定，也對園區的持續生產構成潛在威脅。

“源網荷儲充一體化” 作為一種創新的能源綜合解決方案，應運而生。它通過將電源、電網、負荷、儲能和充電設施進行統籌規劃和協同運行，實現能源的高效利用和優化配置，為工業園區解決能源痛點提供了新的路徑。

二、源網荷儲充一體化概念解析

源網荷儲充一體化，是一種將電源、電網、負荷、儲能和充電設施進行統籌規劃和協同運行的能源綜合解決方案。其核心在于通過源源互補、源網協調、網荷互動、網儲互動和源荷互動等多種交互形式，提高電力系統功率動態平衡能力，實現能源的高效利用和優化配置。

在工業園區場景中，“源” 主要包括分布式光伏發電、風力發電等可再生能源發電形式，以及燃氣發電等其他分布式電源；“網” 不僅指傳統的電網，還涵蓋園區內的蒸汽網、天然氣網、熱水網、冷水網等公共能源配套網絡；“荷” 包括維持正常工業生產所需的基本用電負荷和用能負荷，以及隨著能源價格變化可隨時進行能量轉化的可調配負荷；“儲” 包含電池儲能、蓄熱、蓄冷等多種儲能形式；“充” 則是指為電動汽車等電動設備提供充電服務的設施。

三、安科瑞源網荷儲充一體化解決方案

3.1 系統架構設計

安科瑞源網荷儲充一體化管理系統采用分層分布式結構，主要分為設備層、網絡通信層和站控層。

設備層負責數據采集與設備控制，涵蓋各類分布式電源（如光伏逆變器、風力發電機控制器）、儲能設備（電池管理系統、雙向變流器）、負荷設備（智能電表、智能開關）以及充電設施（充電樁控制器）等。這些設備通過傳感器實時采集運行數據，并接收上層系統的控制指令，實現設備的智能運行。

網絡通信層承擔數據傳輸任務，采用標準以太網及 TCP/IP 通信協議，物理媒介可選用光纖、網線、屏蔽雙絞線等。系統支持 Modbus RTU、Modbus TCP、CDT、IEC60870 - 5 - 101、IEC60870 - 5 - 103、IEC60870 - 5 - 104、MQTT 等多種通信規約，確保不同設備間的數據穩定、快速傳輸。

站控層作為系統的核心，通過 AcrelEMS 智慧能源管理平臺實現對整個系統的集中監控、能量管理和優化調度。平臺集成了先進的數據分析、預測模型以及智能控制算法，能夠根據能源價格、用電負荷、電網調度指令等實時信息，靈活調整微電網控制策略，并將指令下發至各系統與設備。

3.2 關鍵設備介紹

分布式光伏智能并網中樞：針對 10kV 光伏電站面臨的防孤島保護響應慢、逆流控制滯后等痛點，安科瑞 Acrel - 1000DP 分布式光伏監控系統采用國產麒麟操作系統，搭載光功率預測算法，可提前 30 分鐘預測發電曲線。結合防孤島保護裝置（2s 內切除孤島）和防逆流控制器（50ms 響應），實現 “預測 - 控制 - 保護” 閉環。例如，在江蘇某 6MW 光伏項目中，應用該系統后逆流發生率從 12% 降至 0.3%，完全符合 GB/T33593 并網要求。同時，系統還能有效治理光伏并網諧波，THD≤5%，滿足 GB/T14549 電能質量要求，并實時監測電壓暫降 / 暫升 / 中斷，數據存儲周期≥1 年。

儲能系統安全經濟雙引擎：安科瑞推出的 Acrel - 2000MG 微電網能量管理系統，針對儲能并網標準 GB/T36547 構建了 “三層防護網”。安全層配置 AM5 - IS 防孤島保護裝置 + AIM - D100 - TS 直流絕緣監測儀（1kΩ 精度監測），如某 5MW 儲能項目通過該組合提前 72 小時預警電池簇絕緣劣化；經濟層內置峰谷套利、需量控制算法，上海某商業中心儲能系統應用后年套利收益達 86 萬元；協同層支持與光伏、充電樁聯動，在限電模式下優先保障關鍵負荷，浙江某工業園區通過該策略減少停產損失 120 萬元 / 年。

充電樁有序充電與負荷調度：安科瑞 APSMS 充電運營管理平臺具備負荷削峰、有序充電等功能。實時監測變壓器負荷率，當超過 80% 時自動限制充電樁功率，某物流園應用后節省變壓器增容成本 150 萬元；結合峰谷電價自動調度充電時段，深圳某充電站通過該策略使充電成本下降 25%。

10kV 配電網智能運維中樞：安科瑞推出的 10kV 配電網 “四合一” 解決方案，包括保護控制（AM5SE 系列繼電保護裝置，實現線路速斷 / 過流保護，動作時間≤20ms）、故障定位（AFL100 故障指示器配合智能終端，15 秒內定位故障區段）、電氣監控（ACREL - 2000E 電力監控系統，實時監測 10kV 開關站 / 箱變運行狀態）以及數據安全（配置橫向隔離裝置 + 縱向加密認證，滿足電網二次安防要求）。

3.3 智慧能源管理平臺功能

能源實時監測與全景展示：通過 AcrelEMS 智慧能源管理平臺，可對園區內分布式光伏、風電、儲能系統、充電樁以及各類負荷的運行數據進行實時采集和全面監測。以直觀的可視化界面，如智慧能源駕駛艙，展示能源系統的全景狀態，包括能源生產、傳輸、分配和使用情況，使管理者能夠實時掌握能源系統的運行態勢。

智能調度與優化控制：平臺基于大數據分析和智能算法，對新能源發電預測、負荷預測以及電網運行狀態進行實時分析，自動生成并調整儲能系統的充放電策略。例如，當預測到新能源發電即將大幅增加時，提前安排儲能系統充電，避免電力過剩；當檢測到電網電壓波動或負荷突變時，及時調整儲能系統的輸出功率，保障電網的穩定運行。在山東某工業園區，通過該平臺實現了光儲充資源的協同調度，清潔能源占比提升了 40%，有效降低了企業的用電成本和碳排放。

多種控制策略滿足不同需求：

峰谷電價套利：系統根據電價信號，在低谷電價時段充電，在高峰電價時段放電，幫助用戶節省用電成本。

動態增容：當用電超載時，儲能系統快速響應，提供額外的電力支持，避免設備損壞和生產中斷。

需求側響應：系統與電網調度中心實時通信，根據電網的需求，調整用戶的用電負荷和儲能系統的充放電狀態，參與電網的調峰填谷，提高電網的穩定性和可靠性。在河南某地區，多個用戶通過安科瑞的源網荷儲充一體化系統參與需求側響應，在電網高峰時段減少用電負荷，獲得了相應的經濟補償，同時也為電網的穩定運行做出了貢獻。

能源規劃與預測：系統能夠根據歷史數據和實時數據，運用先進的預測模型，對能源使用進行規劃和預測。幫助企業制定科學的能源使用計劃，提前做好能源資源的配置和調整，以應對能源需求的變化和能源價格的波動。

碳足跡追蹤與管理：實時統計園區內新能源的消納量，并換算成等效減排 CO?數據，實現對園區碳足跡的追蹤和管理。幫助園區及企業了解自身的碳排放情況，為制定節能減排策略提供數據支持，助力實現 “雙碳” 目標。

四、應用案例分析

4.1 某電子廠

該電子廠構建了 “10kV 光伏 + 2MWh 儲能 + 30 臺充電樁” 系統，應用安科瑞源網荷儲充一體化方案后，取得顯著成效。通過峰谷套利和需量控制，年電費節省 127 萬元；利用儲能應急供電，停電損失減少 90%；實現柔性擴容，變壓器容量利用率從 65% 提升至 85%。

4.2 浙江某工業園區

園區內安裝了大規模的分布式光伏發電系統（總裝機容量達到 10MW），并配備 2MW/4MWh 的儲能系統。通過 Acrel - EMS 智慧能源管理平臺，對能源進行全面監測和管理。實施后，園區能源利用效率大幅提升，可再生能源占比達到 40%，每年減少碳排放 8000 噸。

五、方案優勢總結

5.1 降低用能成本

通過峰谷電價套利、需量控制以及提高能源利用效率等措施，幫助企業顯著降低用電成本。例如，上述東莞某電子廠年電費節省 127 萬元，浙江某工業園區通過提高可再生能源占比，降低了對傳統高價能源的依賴。

5.2 提升能源利用效率

采用多能互補架構，實現光伏、儲能、燃氣等多種能源的協同運行，優化能源配置，提高系統的整體能源利用效率。如浙江某工業園區能源利用效率大幅提升，可再生能源占比顯著提高。

5.3 保障能源供應安全

實時動態監測調控能源系統，實現發電和用電的全面掌控。儲能系統在緊急情況下可作為備用電源，保障供電質量，確保企業正常運營。例如，多個案例中儲能系統在停電時發揮作用，減少了停電損失。

5.4 助力綠色低碳發展

提高新能源在能源供應中的占比，降低對傳統化石能源的依賴，從能源生產、傳輸、消費等各個環節減少碳排放，助力園區實現綠色低碳轉型，符合國家 “雙碳” 戰略目標。

六、實施與服務支持

安科瑞提供從項目規劃、方案設計、設備供應、安裝調試到售后運維的一站式服務。在項目實施過程中，根據園區的實際需求和特點，定制化設計源網荷儲充一體化方案。同時，提供專業的技術培訓，幫助園區運維人員掌握系統的操作和維護技能。售后階段，通過遠程監控和定期巡檢，及時發現并解決系統運行中出現的問題，確保系統長期穩定運行。

審核編輯 黃宇