案例概述
國家電網(wǎng)公司率先發(fā)布央企首份碳達峰、碳中和行動方案,積極貫徹習(xí)近平總書記“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略,為國網(wǎng)系統(tǒng)落實“雙碳”戰(zhàn)略指明方向。江蘇電網(wǎng)作為國家電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模最大的省級電網(wǎng),用電量、電網(wǎng)負荷始終位居中國第一梯隊,長期面臨傳統(tǒng)能源消耗量大、能源稟賦條件較弱、減排減碳壓力大等挑戰(zhàn)。為響應(yīng)國家號召、貫徹國家電網(wǎng)有限公司“雙碳”行動方案要求,江蘇電網(wǎng)迎難而上,發(fā)布國網(wǎng)首個省級公司“雙碳”實施方案,從5個方面提出19項措施,積極建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),在清潔能源利用、電能替代、智慧能源建設(shè)等方面進行了有益探索,電動汽車、多能互補、微電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等一批能源新業(yè)態(tài)蓬勃興起,助推江蘇在全國范圍率先實現(xiàn)碳達峰。
園區(qū)作為城市的基本單元,是實現(xiàn)雙碳目標和能源轉(zhuǎn)型的主戰(zhàn)場,是上述實踐的重要落地點。作為具體實踐之一,江蘇怡寧能源微碳慧能科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園在建設(shè)之初,就提出打造具備“環(huán)境宜業(yè)宜居,建筑智能智慧,多能互聯(lián)互補,業(yè)態(tài)領(lǐng)先率先”特征的綠色低碳的智慧零碳園區(qū),成為引領(lǐng)行業(yè)低碳、綜合能源網(wǎng)絡(luò)、能源管理平臺、能源服務(wù)模式多方面發(fā)展的典范,支撐鹽城城市能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,實踐節(jié)能減排技術(shù)創(chuàng)新,形成“可復(fù)制、可推廣”的能源綜合應(yīng)用與低碳應(yīng)用相互結(jié)合,相互促進的典型模式,為建設(shè)新型零碳城市、能源互聯(lián)網(wǎng)做出樣本示范。
江蘇怡寧能源微碳慧能科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園占地156畝,規(guī)劃建設(shè)16棟建筑,總建筑面積約13.4萬平方米,主要產(chǎn)業(yè)形態(tài)為新能源裝備研發(fā)集成和技術(shù)孵化實踐。江蘇怡寧能源微碳慧能科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園項目依托微碳慧能解決方案建設(shè),基于統(tǒng)一數(shù)字平臺,以及能源管理、零碳管理和綜合管理應(yīng)用,實現(xiàn)園區(qū)碳排流、能量流、信息流和價值流互動互融、協(xié)同優(yōu)化,推動園區(qū)的零碳轉(zhuǎn)型、能源轉(zhuǎn)型和數(shù)字化轉(zhuǎn)型,助力園區(qū)實現(xiàn)“管理精益智慧化、能源互補高效化、運營低碳綠色化和碳能交易在線化”,建成為引領(lǐng)綜合能源網(wǎng)絡(luò)、能源管理平臺、能源服務(wù)模式多方面發(fā)展的典范,示范、引領(lǐng)鹽城走向清潔能源新時代,促進國網(wǎng)公司能源互聯(lián)網(wǎng)、能源安全“兩個50%”戰(zhàn)略落地,為國家“2030碳達峰、2060碳中和”目標愿景做貢獻。
應(yīng)用場景
國網(wǎng)江蘇省電力公司鹽城供電公司充分利用先進的能源互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云平臺等數(shù)字化技術(shù),對園區(qū)供能、輸能、用能全鏈條進行能源管理、調(diào)度、交易,構(gòu)建新型供能用能生態(tài)鏈,實現(xiàn)供能側(cè)的多能互補和用能側(cè)終端一體化,滿足綠色低碳、安全高效、可持續(xù)發(fā)展要求。
園區(qū)在規(guī)劃階段就引入了三元轉(zhuǎn)型方法論和四流融合價值體系指導(dǎo)園區(qū)的整體規(guī)劃,并采用GIS工具對園區(qū)的冷、熱、電、氣管網(wǎng)進行統(tǒng)籌設(shè)計。
來源:華為技術(shù)有限公司
在能源供給方面,園區(qū)建設(shè)了多種清潔能源,推動園區(qū)能源供給由“傳統(tǒng)能源”向“新能源”轉(zhuǎn)型。同時,園區(qū)建設(shè)了多種儲能設(shè)施,平抑風(fēng)電和光伏等新能源的波動性,提高新能源的消納能力。
在技術(shù)方案方面,園區(qū)采用了最新的5G和WiFi6技術(shù),實現(xiàn)園區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋。在園區(qū)廣泛部署智能物聯(lián)網(wǎng)關(guān)、智能攝像頭、能源路由器等邊緣智能設(shè)備,實現(xiàn)對園區(qū)人、車、物、能、碳等各種數(shù)據(jù)的全面采集。依托云、大、物、智等技術(shù)構(gòu)建的數(shù)字平臺,對園區(qū)數(shù)據(jù)實現(xiàn)統(tǒng)一接入和匯聚、融合,對設(shè)備實現(xiàn)統(tǒng)一運維,對業(yè)務(wù)應(yīng)用實現(xiàn)統(tǒng)一服務(wù)。綜合運營中心IOC實現(xiàn)園區(qū)各子系統(tǒng)的態(tài)勢感知、運營狀態(tài)可視化、業(yè)務(wù)分析和預(yù)警、決策支持和聯(lián)動指揮,實現(xiàn)對園區(qū)的智慧化管理。
場景1:能源管理
通過數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)園區(qū)各種能源供應(yīng)和消費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、接入及監(jiān)控,實現(xiàn)能源系統(tǒng)的精細化運行,提升綜合能源管理水平。通過構(gòu)建風(fēng)、光、水、儲、冷、熱、電多能協(xié)同運行的綜合能源管控平臺,實現(xiàn)多種能源互補互濟、協(xié)同優(yōu)化運行,從而提高能源綜合利用效率,從機制、可靠性、能耗、能效等多維度優(yōu)化能源“自治自愈”水平。
基于園區(qū)全電能源消費優(yōu)勢,依托鹽城市較高的新能源電力比例基礎(chǔ)上,依靠園區(qū)部署多種風(fēng)光發(fā)電設(shè)備以及地源熱泵系統(tǒng),目標做到清潔能源生產(chǎn)占比85%。部署多種綠能設(shè)備的同時,引入儲能設(shè)備與綜合能源管理系統(tǒng),進一步提升綠色能源在節(jié)能降碳和多種能源互補效果。集成了能源EMS系統(tǒng)、地源熱泵及氣象站數(shù)據(jù),利用GIS數(shù)字孿生技術(shù),對園區(qū)綠能電力、供冷、供熱進行空間實時流向展示及數(shù)據(jù)多維度分析。通過IoT、數(shù)據(jù)算法等技術(shù)對用能進行智能調(diào)控,達到能源最優(yōu)化、辦公環(huán)境最佳化。通過EMS系統(tǒng)一鍵控制綠能策略執(zhí)行,通過數(shù)字平臺能夠看到綠能執(zhí)行的流向情況。
場景2:零碳管理
零碳管理是園區(qū)雙碳管理體系的基礎(chǔ)。通過碳排放監(jiān)測實現(xiàn)對園區(qū)碳排放的實時、精確、全面計量,大幅提高碳排放統(tǒng)計的數(shù)據(jù)質(zhì)量,并自動生成碳盤查報告,滿足主管部門監(jiān)管要求,降低企業(yè)碳減排履約風(fēng)險。為實現(xiàn)碳交易效益最大化,零碳管理系統(tǒng)對園區(qū)碳排放數(shù)據(jù)、排放因子數(shù)據(jù)、配額數(shù)據(jù)、碳匯數(shù)據(jù)等各種碳資產(chǎn)進行統(tǒng)一管理,為未來園區(qū)參與碳交易做好系統(tǒng)和數(shù)據(jù)準備,助力園區(qū)企業(yè)建立并完善碳資產(chǎn)管理、碳足跡管理、碳減排項目管理、碳市場預(yù)測等能力,支持企業(yè)靈活參與碳交易。
碳排放監(jiān)測所需采集的數(shù)據(jù)類型主要是源側(cè)產(chǎn)能數(shù)據(jù)和負荷側(cè)用能數(shù)據(jù),包括源側(cè)綜合能源設(shè)施產(chǎn)生的總電量,儲能設(shè)施的充、放電總量,負荷側(cè)園區(qū)機電設(shè)施的電力總消耗量、園區(qū)公共弱電系統(tǒng)電力總消耗量、以樓層/房間為單位樓宇弱電設(shè)施電力消耗量、樓宇制冷設(shè)施制冷劑種類及消耗量,以及其他相關(guān)計算參數(shù)。
在園區(qū)碳排放管理方面,構(gòu)建了一整套體系化、自動化、圖形化的碳排放管理系統(tǒng),替換掉手工填報維護的方案,直觀地從各個維度進行碳排放分析和減碳趨勢分析。碳排放盤查功能提供按時間維度、業(yè)務(wù)維度(如部門、設(shè)備等)統(tǒng)計碳排放情況,用于各維度下的碳排放統(tǒng)計分析,為減碳決策提供數(shù)據(jù)支撐。統(tǒng)計報表以時間維度,統(tǒng)計所有登記設(shè)備的用能情況,并以報表方式呈現(xiàn),通過與園區(qū)運營中心對接,完成統(tǒng)計報表或圖形展示。建立專項碳排放數(shù)據(jù)庫,對每階段的碳排放情況進行分析,將碳排放單位每階段(按日或月)的電耗、冷耗、熱耗、水耗等情況做成曲線圖,分析走勢,歸納總結(jié)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能分析園區(qū)以及企業(yè)總體能耗情況、能源消耗單項指標、單位產(chǎn)品能耗情況、產(chǎn)值能耗情況、綜合能源產(chǎn)能情況、節(jié)能狀況、能源消費品種構(gòu)成、能源消費結(jié)構(gòu)等。
同時,匹配能耗雙控向碳排放雙控管理理念的轉(zhuǎn)化,設(shè)計了各類碳排放設(shè)施碳排放流向分析。碳排放流向管理和綠色低碳發(fā)展基于全面而準確的碳排放數(shù)據(jù),對園區(qū)碳排放情況進行分析,找出重點排放源,預(yù)測未來碳排放的變化情況,并提出減排措施建議,為園區(qū)制定減排措施,促進電碳融合,以及能源系統(tǒng)的優(yōu)化運行提供支持。
碳績效管理功能根據(jù)園區(qū)碳排放總量和碳減排目標,將碳減排目標分解到組織和設(shè)備類型,通過分析高碳排放設(shè)施和碳排放結(jié)構(gòu),為組織和設(shè)備制定契合的碳減排措施,定期對減排效果進行評估。同時作為碳績效管理的重要組成部分,統(tǒng)計綠色能源設(shè)施的產(chǎn)能,收集綠色能源的碳減排數(shù)據(jù),并進行稽核與查詢。
場景3:綜合管理
面向園區(qū)日常運營管理,通過園區(qū)數(shù)字平臺,將原本孤立的周界、門禁、消防、車輛、樓宇、群控、設(shè)施、資產(chǎn)、環(huán)境、辦公等業(yè)務(wù)子系統(tǒng)統(tǒng)一接入、匯聚、建模,將安防系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)系統(tǒng)等信息進行整合,形成數(shù)字孿生園區(qū),立體呈現(xiàn)園區(qū)的整體情況,包括人員/車輛態(tài)勢、園區(qū)安防態(tài)勢、能源消耗情況、設(shè)施和資產(chǎn)運營態(tài)勢、環(huán)境和空間使用情況等,并通過聯(lián)動視頻監(jiān)控系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)遠程查看和控制。
整體園區(qū)的能耗監(jiān)控板塊,對園區(qū)內(nèi)整個區(qū)域的用電、用水等能源耗散情況進行分類分項的統(tǒng)計,并通過一定周期的數(shù)據(jù)積累,以指導(dǎo)優(yōu)化樓宇控制系統(tǒng)的工作模式。能耗監(jiān)控板塊,與能源監(jiān)測系統(tǒng)對接,獲取相應(yīng)的統(tǒng)計分析數(shù)據(jù),并根據(jù)統(tǒng)計分析按地域分布、時間分布、能耗類別進行熱力呈現(xiàn)。
園區(qū)情境智能整體解決方案,使園區(qū)主管部門具備實時、準確的情境意識,實現(xiàn)先進的園區(qū)安全集成。安防系統(tǒng)集成并融合不同類型的實時傳感器和數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng),可在固定和移動等各種模式下運行并適應(yīng)各種環(huán)境條件,為所有的使用者和相關(guān)方提供實時的動態(tài)數(shù)據(jù)信息和決策操作平臺。通過一套統(tǒng)一的綜合管理平臺,將不同功能的安防子系統(tǒng)進行系統(tǒng)融合,可實現(xiàn)對各類系統(tǒng)監(jiān)控信息資源的共享和優(yōu)化管理,具有對各子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信、信息采集和綜合處理的能力,可生成優(yōu)化管理所需的相關(guān)信息分析和統(tǒng)計報表。視頻調(diào)閱是安全防范和生產(chǎn)監(jiān)控體系的基礎(chǔ),可有效對各區(qū)域?qū)嵭袑崟r監(jiān)控,整個安防監(jiān)控系統(tǒng)的重點在于對人員、車輛、物品、產(chǎn)線、實驗室等的實時監(jiān)控,防患于未然。在滿足安全防范級別的要求前提下,在確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,性能良好的基礎(chǔ)上,在考慮系統(tǒng)的先進性的同時,按需選擇系統(tǒng)和設(shè)備,做到合理、實用、降低成本,從而達到極高的性能價格比,降低安全管理的運營成本。
在智慧運營中心對園區(qū)ICT基礎(chǔ)設(shè)施包括業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、服務(wù)器、辦公網(wǎng)、安防網(wǎng)、智能網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進行統(tǒng)一管理監(jiān)控,以全網(wǎng)拓撲視角關(guān)注ICT節(jié)點對業(yè)務(wù)的影響,通過管理節(jié)點運行狀況,告警情況,流量情況。另外,對園區(qū)的空間以及環(huán)境狀況進行管理,如空間功能分區(qū),園區(qū)位置查詢,以及空間環(huán)境溫濕度、空氣質(zhì)量等狀況進行監(jiān)控。
智慧運營中心,通過與GIS系統(tǒng)對接,對園區(qū)的空間進行2D/3D呈現(xiàn),并支持位置查詢。通過與路燈或會議室環(huán)境控制模塊等與物聯(lián)系統(tǒng)對接,實時收集園區(qū)內(nèi)各區(qū)域內(nèi)環(huán)境信息,或可聯(lián)動控制空調(diào)、照明等系統(tǒng)。
IOC作為零碳智慧園區(qū)系統(tǒng)的報告中心、指揮中心和統(tǒng)一入口,支撐園區(qū)能源、碳和綜合管理運營狀態(tài)可視化、業(yè)務(wù)分析和預(yù)警以及輔助決策和執(zhí)行,實現(xiàn)園區(qū)能源、碳及綜合管理運營狀態(tài)的可視、可管、可控,完成園區(qū)數(shù)字化運營目標。
案例總結(jié)
“三個轉(zhuǎn)型”助推園區(qū)數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展。一是能源轉(zhuǎn)型。綠色能源替代化石能源,清潔能源占比85%,終端消費電能占比100%,源-網(wǎng)-荷-儲全域協(xié)調(diào)優(yōu)化,通過智慧運營分析實現(xiàn)可視、可管、可控,節(jié)約電能300萬千瓦時/年。二是數(shù)字化轉(zhuǎn)型。萬物互聯(lián)實現(xiàn)全要素實時感知,打通信息孤島,全域融合、統(tǒng)一管控,智慧決策支撐業(yè)務(wù)敏捷開發(fā),設(shè)施效率提高25%。三是零碳轉(zhuǎn)型。全價值鏈碳足跡監(jiān)測、統(tǒng)計和披露,碳資產(chǎn)全生命周期管理,碳、能聯(lián)動,碳、能決策優(yōu)化,減少碳排放5600噸/年。以江蘇怡寧能源微碳慧能科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園項目為代表案例參加2022WSIS 信息社會世界首腦峰會年度大獎的評選,最終榮獲WSIS2022冠軍獎。
“三個效益”實現(xiàn)經(jīng)濟、社會、生態(tài)全面協(xié)調(diào)發(fā)展。一是環(huán)境效益。打造多能互補微網(wǎng),有效提升園區(qū)清潔能源占比,采用就地生產(chǎn)、就地消納的供應(yīng)形式,集中式和分布式相協(xié)調(diào)互補,在微能源網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)自發(fā)自用,能量平衡,實現(xiàn)能源綜合轉(zhuǎn)換效率的提升。二是管理效益。通過物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等新一代信息技術(shù),建立集“視管控營”一體的綜合運營與管理平臺,實現(xiàn)物與物、人與物、人與碳、物與碳、碳與能的聯(lián)接,實現(xiàn)對設(shè)備、能源、人員和環(huán)境的精細化管理和服務(wù),使得園區(qū)綜合管理的運行效率和準確率有了極大地提升。三是社會效益。園區(qū)開展綜合能源項目建設(shè),加快業(yè)務(wù)向用能服務(wù)轉(zhuǎn)型,加快經(jīng)營向質(zhì)量效益轉(zhuǎn)型,在綜合能源網(wǎng)絡(luò)、能源管理平臺、能源服務(wù)模式多方面形成示范應(yīng)用,助力實現(xiàn)國家“碳中和、碳達峰”戰(zhàn)略目標。