一. 政策背景

2020年9月，我國明確提出2030年“碳達峰"與2060年“碳中和"目標。2022年6月，科技部、國家發展改革委、工業和信息化部、生態環境部、住房城鄉建設部、交通運輸部、中科院、工程院、國家能源局共同研究制定了《科技支撐碳達峰碳中和實施方案（2022—2030年）》，明確要充分發揮國家戰略科技力量和各類創新主體作用，深入推進跨專業、跨領域深度協同、融合創新，構建適應碳達峰碳中和目標的能源科技創新體系。要發展應用“新能源發電"、“儲能技術"、“智能電網"等能源綠色低碳轉型支撐技術。

AcrelEMS智慧能源管理平臺將企業用電分為源、網、荷、儲、充，能夠監測企業整體供配用電狀況，并在一個系統中集中展示，便于管理人員集中管理以及更好地對企業進行維護。實現了從35kV配電到0.4kV用電側的整體監控，滿足光伏系統、風力發電、儲能系統以及充電樁的接入，全天候進行數據采集分析，是一個集監控系統、能量管理為一體的管理系統。該系統在安全穩定的基礎上以經濟優化運行為目標，促進可再生能源應用，提高電網運行穩定性、補償負荷波動；有效實現用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設備運行效率、降低供電成本為企業微電網能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。

用戶需求

能量管理系統為智慧能源港項目的智慧大腦，可監控、智能調度場內綠電能源使用，實現綠電消納大化，盡可能降低電網供電輸入電量，該系統總體實現以下功能：

（一）實現電網供電系統、光伏發電系統、儲能系統、負載功率等各項數據的實時監控，可清晰顯示電能使用情況及去向，各項數據可儲存、可調取。

（二）并離網無縫協調控制：提高儲能系統的電網適應性，使儲能系統接入電網更加安全及可靠。

（三）微網電壓穩定控制： 實時監控微網光伏發電功率及電壓變化，并根據電壓水平調節微網儲能的輸出功率，以確保微網的功率及電壓穩定在合適的范圍內。

（四）實現儲能系統充放電策略的智能調控，可根據時間設置儲能充放電策略，也可根據發電系統與總負載功率差值智能判定儲能充放電策略。

（五）與站內所有充電樁企平臺實現數據互聯互通，充電站實時功率在EMS系統可實時監控。

（六）該項目新建EMS為集團公司綠電能源總監控、展示、控制系統，需實現與瑤海光儲站EMS數據實現互聯互通，可控制、展示瑤海EMS系統及儲存、調取相關數據。預留接口確保后續新建光儲站可接入、調度、儲存數據。

(七)  需量管理：實時監測最大需量及發生時間，當需量超過設定閾值則進行預警，并輸出需量調配處理建議，減少偏差考核費用，為用戶需量申報和計費方式選擇提供決策依據。

系統應通過微電網能量管理系統、通訊網絡和計算機軟件，實現供微電網系統在運行過程中的數據采集、運行監視、運行管理和優化控制、事故記錄和分析、繼電保護等，完成企業微電網的安全、高效、經濟運行管理。系統應由站控管理層、網絡通訊層和現場設備層構成。

三. AcrelEMS3.0企業能源管理平臺解決方案

3.1  平臺架構圖

AcrelEMS3.0平臺架構圖

3.2 系統構成

現場通過以太網或4G與本地系統和平臺通訊，本地系統搭建在客戶自己配置的工控機上，平臺搭建在云服務器或客戶自己配置的服務器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能與服務器聯通的地方，通過有權限的賬號登陸網頁以及手機APP訪問和操作平臺。

平臺兼容單個站點和多個站點接入，采用B/S+C/S架構，在物理上分為四層：設備層、網絡通信層、站控層和平臺層。

現場設備層：主要是連接于網絡中用于計量、保護、控制、治理的各類傳感器，包括充電樁、多功能電表、防逆流裝置、電能質量監測、無功補償裝置、微機保護測控裝置、弧光保護裝置以及第三方的逆變器、儲能柜等。

網絡通訊層：包含現場智能網關、網絡交換機等設備。智能網關主動采集現場設備層設備的數據，并可進行規約轉換，數據存儲，并通過網絡把數據同時上傳至站控層系統和平臺。智能網關可在網絡故障時將數據存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務器端數據不丟失。

站控層：通信網絡采用標準以太網及TCP/IP通信協議，物理媒介可以為光纖、網線、屏蔽雙絞線等。本地站控層系統支持Modbus RTU、Modbus TCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。系統可以制定并自動執行計劃曲線、削峰填谷、需量控制、新能源消納、有序充電、動態擴容、備用電源等控制策略，對內實現源、網、荷、儲一體化智慧協同。

平臺層：平臺可以本地、私有云和公有云部署，包含應用服務器、WEB服務器和數據服務器，一般應用服務器和WEB服務器可以合一配置。平臺提供WEB和APP兩種訪問方式，功能包括變電站綜合自動化系統、分布式光伏、風電、儲能、充電樁、電力監控、電能管理、電氣安全、電能質量、能耗分析、設備管理、運維管理、用戶報告等，主要實現遠程集中監視和控制、能效分析、能耗及收益等數據統計、策略下發等，對外輔助用戶參與需求響應和電力市場交易。

3.2 系統功能

（1）系統具有良好的擴展能力，以適應業務的發展。

（2）嚴格符合多層體系結構的要求，能清晰將用戶界面、展現控制、業務邏輯、運算邏輯、數據操作各個層次分開，并有效保證各個層次的松耦合。

（3）具有較好的可維護性，能實現應用運行狀況的監控，能實現在修改已有功能，部署新功能時不對正在運行的其他功能造成影響。

（4）支持各個層次的多種協議，支持與其它系統的互聯互通等技術，可使本系統與其它系統靈活地完成能力共享。

（5）具有完整的操作權限管理功能和完善的系統安全機制，能夠對每個操作人員的每次操作有詳細的記錄。

（6）采用簡潔、直觀、友好的圖形化中文界面。

四. 站控層系統

4.1 分布式光伏解決方案

根據光伏系統接入配電網的要求，需要10kV電壓等級并網的光伏發電系統配置繼電保護及安全自動裝置，如線路保護、安全自動裝置、防孤島保護（含防逆流）、UPS電源等設備；為滿足調度自動化要求，需配置遠動系統、對時設備及安全防護裝置；為滿足系統電量統計，需配置電能計量裝置，如關口計量表、并網電能表、自用電計量電能表及采集終端等裝置；為滿足并網電能質量的要求，需要配置電能質量監測裝置；同時建立整個光伏系統的通信設備，滿足系統的互聯互通和可管理性。

在電氣監控室配置一套分布式光伏監控系統，通過通信管理機及網絡交換機實時采集微機保護裝置、電能質量監測、計量、遠動系統等二次設備數據，實現各區域光伏發電系統全面監控與自動化管理。同時在監控室配置通信系統、對時系統、遠動系統滿足系統內部的通信與上級調度需求，配置一套一體化電源系統，為二次設備及監控主機等重要設備運行提供穩定可靠的電源，實現整個光伏系統的安全、穩定運行。

4.2 分布式儲能解決方案

儲能能量管理系統是安科瑞專門針對工商業儲能電站研制的本地化能量管理系統，可實現了儲能電站的數據采集、數據處理、數據存儲、數據查詢與分析、可視化監控、報警管理、統計報表、策略管理、歷史曲線等功能。其中策略管理，支持多種控制策略選擇，包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等。該系統不僅可以實現下級各儲能單元的統一監控和管理，還可以實現與上級調度系統和云平臺的數據通訊與交互，既能接受上級調度指令，又可以滿足遠程監控與運維，確保儲能系統安全、穩定、可靠、經濟運行。同時，系統對電池組性能進行實時監測及歷史數據分析、根據分析結果采用智能化的分配策略對電池組進行充放電控制，優化了電池性能，提高電池壽命。

4.3 充電樁解決方案

系統利用物聯網技術，對汽車充電站、電動自行車充電站及各個充電樁進行不間斷數據采集，實時監控充電樁的運行狀態，及時發現并處理如充電機過溫保護、輸入輸出過壓等故障，并搭配限流式電氣防火保護器，對線路中的剩余電流、溫度及異常進行預警，當線路發生短路時，自動在150微秒內切斷回路，無危險火花產生，起到短路滅弧的作用，及時切除火災隱患，保障充電安全。

系統提供充電服務，并支持多種支付方式，包括但不限于投幣、刷卡以及移動支付（如微信支付等），實現便捷的用戶充電體驗。對充電過程中的電能消耗進行精細化管理，支持電能統計分析，幫助用戶掌握電能消耗情況。系統能夠自動報警故障情況，便于快速響應和維護，確保充電設施正常運行。具備財務對賬功能，確保財務數據的準確無誤。

4.4 光儲充解決方案

“光儲充"一體化系統是指由分布式電源、用電負荷、配電設施、監控和保護裝置等組成的小型發配用電系統，也稱為微電網。一直以來，電動汽車充電站都面臨土地資源不足或電網接入的問題。而“光儲充"一體化系統的出現，不僅解決了有限的土地及電力容量資源里配電網的問題，還通過能量存儲和優化配置實現本地能源生產與用能負荷基本平衡。

儲能充電一體化系統由儲能系統和充電設施組成，針對區域充電站電力容量不足的痛點，主要用于解決區域充電站的增容擴容難的問題，該系統還能參與電網調峰、削峰填谷等輔助服務，支持短時離網運行，甚至作為能源互聯網的的配套設施，支持智能電網、智能充電、智能信息網的三網融合發展。

微電網能量管理系統是安科瑞針對企業微電網專門研發的一款能量管理系統，系統能夠對微電網的源、網、荷、儲能系統、新能源汽車充電負荷進行實時監控、診斷告警、全景分析、有序管理和高級控制，滿足微電網運行監視全面化、安全分析智能化、調整控制前瞻化、全景分析動態化的需求，實現不同目標下源網荷儲資源之間的靈活互動，在多種策略控制下，有利于新能源高效利用、資源合理分配以及微電網的安全與穩定，減少電網建設投資，提升企業的能源利用率，降低運行成本，達到節能降耗的目的。

五. AcrelEMS3.0能源管理平臺功能

5.1 能流大屏

展示企業下能源的實時流動情況，展示項目接入情況，用電統計情況，新能源產生的社會效益情況，優化前后的負荷曲線、電費對比，各能源功率曲線，各回路功率排名情況。

5.2 組網拓撲圖

根據能源流向，構建組網拓撲圖，實時展示市電、儲能的正反向流動情況，光伏、風電正向發電情況，充電樁、復合的用電情況，并展示各能源趨勢圖。

5.3 能源綜合概況

對單個企業下各能源進行監測統計，實時統計儲能充放電、負荷用能、新能源發電和收益情況，并展示光伏發電趨勢、儲能放電趨勢和用能趨勢。

5.4 能源綜合報表

對單個企業下各能源進行統計，包括電網、光伏、風電、儲能、充電樁、負荷，按照尖峰平谷總統計。

5.5 企業收益報表

對單個企業下光伏、風電、儲能、充電樁產生的收益進行統計。

5.6 分布式光伏- 綜合看板

展示所有分布式光伏站的地理位置，顯示整體電站容量，實時發電功率，日月年發電量及其收益。便于用戶對電站進行整體分析。

5.7  電站運行監視

展示輻照度，環境溫濕度，風速，日月年發電量，功率曲線，逆變器參數。幫助用戶了解當前站點的基本信息和運行狀態。實時顯示逆變器發電功率。

5.8 逆變器運行監視

監視單臺逆變器運行狀態，發電量，展示交流側和直流側實時數據。電力數據實時刷新，響應迅速。

5.9 電站發電統計

提供電站發電統計報表。支持報表，餅圖切換。支持日、月、年形式切換。支持導出為EXCEL形式。

5.10  逆變器發電統計

提供逆變器發電統計報表。支持表格圖形切換。l支持日、月、年形式切換。支持導出為EXCEL形式。

5.11 光伏電站配電監測

針對光伏站，繪制光伏配電一次圖。展示發電組網結構以及逆變器和環境參數。數據實時刷新，響應迅速。SVG圖形放大縮小不失真。

5.12 逆變器曲線分析

將直流側數據，輻照度，交流側數據整合后進行分析。支持多臺逆變器切換，自定義日期查詢。

5.13 光伏收益報表

對單個企業下光伏產生的收益進行統計，按照尖峰平谷發電收益和上網收益計算。

5.14  分布式風力發電-綜合看板

對單個風電站監測分析，實時監測發電功率、電流、發電量、收益、氣象信息，功率及發電量趨勢，告警信息統計和視頻實時監測。

5.15 分布式風力發電-風電收益報表

對單個企業下風電產生的收益進行統計，按照尖峰平谷發電收益和上網收益計算。

5.16  分布式儲能- 儲能總覽

對平臺所有儲能站點進行集中監測展示，平臺接入匯總，統計總體充放電、運行情況和收益情況，告警事件分級分析。

分布式儲能-儲能看板

對單個儲能站點監測分析，展示站點的基本情況、圖片信息，視頻實時監控信息，充放電數據和收益，儲能柜的環境信息，還有告警事件統計和列表滾動顯示

5.17 儲能柜監測

對單個儲能柜監測分析，展示儲能柜環境、消防信息，柜中PCS狀態、溫度、充放電功率電量曲線，BMS最高低電壓、溫度，SOC曲線、電壓溫度曲線。

5.18 PCS/BMS監測

PCS監測主要分為系統狀態、交流側、直流側。系統狀態展示PCS的運行情況，包括通訊狀態、并離網狀態、待機狀態、調度狀態、AC/DC模塊狀態，支持運行模式、控制模式、并離網模式下發。交流側展示電壓、電流、功率、充放電實時值和歷史曲線。直流側展示直流電壓、電流、功率、直流充放實時值和歷史曲線。

BMS監測主要分為系統信息、電池監測。系統信息展示電池簇電壓、電流、狀態、SOC、溫度、循環次數實時數據和歷史曲線。電池監測，對電池簇、PACK、電池芯三層結構構成拓撲結構圖，實時展示電壓和溫度信息，并統計大小電壓、溫度，用顏色區分。

5.19  統計收益報表

統計站點或者單個儲能柜的周期充放電量和收益情況。

5.20  分時段收益報表

統計站點級別各尖峰平谷時段的充放電量和費用情況，統計總體充電量、放電量、效率和凈收益

5.21 充電樁-看板

顯示當前開戶數量、充值金額、充電次數、充電時長等基本信息。

5.22 充電樁-充電樁監控

地圖顯示充電樁位置，點擊站點可跳轉至站點詳情。

5.23  充電樁-收益查詢

提供充電樁查詢報表以及曲線圖。

5.24 充電樁-收益報表

對單個企業下充電樁產生的收益進行統計，按照尖峰平谷用電成本和充電收益計算凈收益。

5.25 充電樁-充電記錄

提供充電記錄報表，以及充電樁實時狀態查詢。

5.26 充電樁-有序充電監控

實時監控變壓器負載、充電樁狀態和訂單記錄，比對充電樁實際充電功率和根據有序調度策略動態響應的限制功率。

5.27  電力監控-電力綜合看板

系統提供低壓配電監測大面板，提供變電站和光伏電站運行情況展示，通過地圖顯示各電站具體位置，并展示目前告警數目和具體信息。

l 地圖支持放大縮小且響應迅速。

l 報警信息支持輪播功能。

5.28 變電所運行看板/配電監測

5.29 配電室（2.5D）

5.30 直流屏監測

5.31 無功補償柜

提供無功補償柜各項參數監測，如：負荷率，功率，三箱溫度，治理后電壓/電流，治理前電流等，并提供視在功率，有功功率，無功功率，模塊溫度，三相電流曲線。

5.32 變壓器監測

展示所選變壓器實時負載率，頻率，三相電壓電流，三相繞組溫度，電壓/電流不平衡度。提供負載率、有功功率、無功功率曲線。

5.33 綜保SOE事件

展示變電站所有綜保的SOE事件，包括事件名稱，事件發生時間，事件詳情等。

5.34  電力曲線記錄

展示所選變電站各回路的有功功率、電流、電壓、頻率、功率因數、無功功率、視在功率曲線。

5.35 各種報表

5.36 諧波分析

顯示各回路諧波信息。通過曲線圖及柱狀圖形式展示。支持電壓電流諧波查詢，支持三相諧波查詢，支持總諧波及2-31次諧波查詢。

5.37 環境監測

5.38 視頻監控

視頻監控支持云視頻和本地視頻方式，用戶通過配置關鍵視頻信息或開啟核心端口服務后，可在平臺上查看視頻預覽和直播，支持云臺視頻控制。配套使用視頻服務器后可進行特色監控。

5.39 門禁設備監測

門禁監測支持門禁狀態記錄，開關門事件記錄。支持群控（常開設置、常閉設置、開門、關門）。

5.40 電能質量-綜合看板

通過地圖展示各電站地理位置。設備數量，事件數量，通過環狀圖展示暫態事件，穩態事件，瞬態事件占比，并統計站點事件排名。

5.40 電能質量- 穩態監測

提供電能質量檢測儀所采集數據，如電壓有效值，偏差率，諧波畸變率，電流有效值，分相功率，總功率等。

5.41 電能質量-諧波頻譜

通過柱狀圖展示電能質量檢測儀諧波和間諧波各頻譜

5.41 電能質量-諧波曲線

5.42 電能質量-負荷曲線

5.43  電能質量治理

針對APV/SVG設備提供相關參數實時顯示及歷史數據查詢

5.44 綜合能耗看板

5.45 策略配置

系統應可以根據發電數據、儲能系統容量、負荷需求及分時電價信息，進行系統運行模式的設置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、防逆流、動態擴容等。

具體策略根據項目實際情況（如儲能柜數量、負載功率、光伏系統能力等）進行接口適配和策略調整，同時支持定制化需求。

六. 總 結

在 “碳達峰、碳中和" 目標與能源轉型政策的推動下，智慧能源港項目通過整合分布式光伏、風電、儲能及充電樁等多元能源形式，構建了高效協同的微電網體系。AcrelEMS3.0 能源管理平臺作為核心 “智慧大腦"，以 “源網荷儲" 一體化管理為核心，通過全維度數據監控、智能調度策略與多系統互聯互通，實現了綠電消納大化、電網依賴最小化及運行成本優化。

不僅滿足了項目對實時數據采集、并離網協調、電壓穩定控制等核心需求，更通過光儲充一體化解決方案、需量管理優化等功能，為企業微電網的安全、經濟、高效運行提供了支撐。同時，其兼容多站點接入、預留擴展接口的特性，為集團級綠電統籌管理及未來能源項目拓展奠定了基礎，彰顯了技術創新在推動能源綠色轉型中的關鍵作用，為行業提供了可復制的智慧能源管理范本。