一. 政策背景

2020年9月，我国明确提出2030年“碳达峰"与2060年“碳中和"目标。2022年6月，科技部、国家发展改革委、工业和信息化部、生态环境部、住房城乡建设部、交通运输部、中科院、工程院、国家能源局共同研究制定了《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》，明确要充分发挥国家战略科技力量和各类创新主体作用，深入推进跨专业、跨领域深度协同、融合创新，构建适应碳达峰碳中和目标的能源科技创新体系。要发展应用“新能源发电"、“储能技术"、“智能电网"等能源绿色低碳转型支撑技术。

AcrelEMS智慧能源管理平台将企业用电分为源、网、荷、储、充，能够监测企业整体供配用电状况，并在一个系统中集中展示，便于管理人员集中管理以及更好地对企业进行维护。实现了从35kV配电到0.4kV用电侧的整体监控，满足光伏系统、风力发电、储能系统以及充电桩的接入，全天候进行数据采集分析，是一个集监控系统、能量管理为一体的管理系统。该系统在安全稳定的基础上以经济优化运行为目标，促进可再生能源应用，提高电网运行稳定性、补偿负荷波动；有效实现用户侧的需求管理、消除昼夜峰谷差、平滑负荷，提高电力设备运行效率、降低供电成本为企业微电网能量管理提供安全、可靠、经济运行提供了全新的解决方案。

用户需求

能量管理系统为智慧能源港项目的智慧大脑，可监控、智能调度场内绿电能源使用，实现绿电消纳大化，尽可能降低电网供电输入电量，该系统总体实现以下功能：

（一）实现电网供电系统、光伏发电系统、储能系统、负载功率等各项数据的实时监控，可清晰显示电能使用情况及去向，各项数据可储存、可调取。

（二）并离网无缝协调控制：提高储能系统的电网适应性，使储能系统接入电网更加安全及可靠。

（三）微网电压稳定控制： 实时监控微网光伏发电功率及电压变化，并根据电压水平调节微网储能的输出功率，以确保微网的功率及电压稳定在合适的范围内。

（四）实现储能系统充放电策略的智能调控，可根据时间设置储能充放电策略，也可根据发电系统与总负载功率差值智能判定储能充放电策略。

（五）与站内所有充电桩企平台实现数据互联互通，充电站实时功率在EMS系统可实时监控。

（六）该项目新建EMS为集团公司绿电能源总监控、展示、控制系统，需实现与瑶海光储站EMS数据实现互联互通，可控制、展示瑶海EMS系统及储存、调取相关数据。预留接口确保后续新建光储站可接入、调度、储存数据。

(七)  需量管理：实时监测最大需量及发生时间，当需量超过设定阈值则进行预警，并输出需量调配处理建议，减少偏差考核费用，为用户需量申报和计费方式选择提供决策依据。

系统应通过微电网能量管理系统、通讯网络和计算机软件，实现供微电网系统在运行过程中的数据采集、运行监视、运行管理和优化控制、事故记录和分析、继电保护等，完成企业微电网的安全、高效、经济运行管理。系统应由站控管理层、网络通讯层和现场设备层构成。

三. AcrelEMS3.0企业能源管理平台解决方案

3.1  平台架构图

AcrelEMS3.0平台架构图

3.2 系统构成

现场通过以太网或4G与本地系统和平台通讯，本地系统搭建在客户自己配置的工控机上，平台搭建在云服务器或客户自己配置的服务器上。搭建完成之后，客户可以在任意能与服务器联通的地方，通过有权限的账号登陆网页以及手机APP访问和操作平台。

平台兼容单个站点和多个站点接入，采用B/S+C/S架构，在物理上分为四层：设备层、网络通信层、站控层和平台层。

现场设备层：主要是连接于网络中用于计量、保护、控制、治理的各类传感器，包括充电桩、多功能电表、防逆流装置、电能质量监测、无功补偿装置、微机保护测控装置、弧光保护装置以及第三方的逆变器、储能柜等。

网络通讯层：包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过网络把数据同时上传至站控层系统和平台。智能网关可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。

站控层：通信网络采用标准以太网及TCP/IP通信协议，物理媒介可以为光纤、网线、屏蔽双绞线等。本地站控层系统支持Modbus RTU、Modbus TCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信规约。系统可以制定并自动执行计划曲线、削峰填谷、需量控制、新能源消纳、有序充电、动态扩容、备用电源等控制策略，对内实现源、网、荷、储一体化智慧协同。

平台层：平台可以本地、私有云和公有云部署，包含应用服务器、WEB服务器和数据服务器，一般应用服务器和WEB服务器可以合一配置。平台提供WEB和APP两种访问方式，功能包括变电站综合自动化系统、分布式光伏、风电、储能、充电桩、电力监控、电能管理、电气安全、电能质量、能耗分析、设备管理、运维管理、用户报告等，主要实现远程集中监视和控制、能效分析、能耗及收益等数据统计、策略下发等，对外辅助用户参与需求响应和电力市场交易。

3.2 系统功能

（1）系统具有良好的扩展能力，以适应业务的发展。

（2）严格符合多层体系结构的要求，能清晰将用户界面、展现控制、业务逻辑、运算逻辑、数据操作各个层次分开，并有效保证各个层次的松耦合。

（3）具有较好的可维护性，能实现应用运行状况的监控，能实现在修改已有功能，部署新功能时不对正在运行的其他功能造成影响。

（4）支持各个层次的多种协议，支持与其它系统的互联互通等技术，可使本系统与其它系统灵活地完成能力共享。

（5）具有完整的操作权限管理功能和完善的系统安全机制，能够对每个操作人员的每次操作有详细的记录。

（6）采用简洁、直观、友好的图形化中文界面。

四. 站控层系统

4.1 分布式光伏解决方案

根据光伏系统接入配电网的要求，需要10kV电压等级并网的光伏发电系统配置继电保护及安全自动装置，如线路保护、安全自动装置、防孤岛保护（含防逆流）、UPS电源等设备；为满足调度自动化要求，需配置远动系统、对时设备及安全防护装置；为满足系统电量统计，需配置电能计量装置，如关口计量表、并网电能表、自用电计量电能表及采集终端等装置；为满足并网电能质量的要求，需要配置电能质量监测装置；同时建立整个光伏系统的通信设备，满足系统的互联互通和可管理性。

在电气监控室配置一套分布式光伏监控系统，通过通信管理机及网络交换机实时采集微机保护装置、电能质量监测、计量、远动系统等二次设备数据，实现各区域光伏发电系统全面监控与自动化管理。同时在监控室配置通信系统、对时系统、远动系统满足系统内部的通信与上级调度需求，配置一套一体化电源系统，为二次设备及监控主机等重要设备运行提供稳定可靠的电源，实现整个光伏系统的安全、稳定运行。

4.2 分布式储能解决方案

储能能量管理系统是安科瑞专门针对工商业储能电站研制的本地化能量管理系统，可实现了储能电站的数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表、策略管理、历史曲线等功能。其中策略管理，支持多种控制策略选择，包含计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等。该系统不仅可以实现下级各储能单元的统一监控和管理，还可以实现与上级调度系统和云平台的数据通讯与交互，既能接受上级调度指令，又可以满足远程监控与运维，确保储能系统安全、稳定、可靠、经济运行。同时，系统对电池组性能进行实时监测及历史数据分析、根据分析结果采用智能化的分配策略对电池组进行充放电控制，优化了电池性能，提高电池寿命。

4.3 充电桩解决方案

系统利用物联网技术，对汽车充电站、电动自行车充电站及各个充电桩进行不间断数据采集，实时监控充电桩的运行状态，及时发现并处理如充电机过温保护、输入输出过压等故障，并搭配限流式电气防火保护器，对线路中的剩余电流、温度及异常进行预警，当线路发生短路时，自动在150微秒内切断回路，无危险火花产生，起到短路灭弧的作用，及时切除火灾隐患，保障充电安全。

系统提供充电服务，并支持多种支付方式，包括但不限于投币、刷卡以及移动支付（如微信支付等），实现便捷的用户充电体验。对充电过程中的电能消耗进行精细化管理，支持电能统计分析，帮助用户掌握电能消耗情况。系统能够自动报警故障情况，便于快速响应和维护，确保充电设施正常运行。具备财务对账功能，确保财务数据的准确无误。

4.4 光储充解决方案

“光储充"一体化系统是指由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统，也称为微电网。一直以来，电动汽车充电站都面临土地资源不足或电网接入的问题。而“光储充"一体化系统的出现，不仅解决了有限的土地及电力容量资源里配电网的问题，还通过能量存储和优化配置实现本地能源生产与用能负荷基本平衡。

储能充电一体化系统由储能系统和充电设施组成，针对区域充电站电力容量不足的痛点，主要用于解决区域充电站的增容扩容难的问题，该系统还能参与电网调峰、削峰填谷等辅助服务，支持短时离网运行，甚至作为能源互联网的的配套设施，支持智能电网、智能充电、智能信息网的三网融合发展。

微电网能量管理系统是安科瑞针对企业微电网专门研发的一款能量管理系统，系统能够对微电网的源、网、荷、储能系统、新能源汽车充电负荷进行实时监控、诊断告警、全景分析、有序管理和高级控制，满足微电网运行监视全面化、安全分析智能化、调整控制前瞻化、全景分析动态化的需求，实现不同目标下源网荷储资源之间的灵活互动，在多种策略控制下，有利于新能源高效利用、资源合理分配以及微电网的安全与稳定，减少电网建设投资，提升企业的能源利用率，降低运行成本，达到节能降耗的目的。

五. AcrelEMS3.0能源管理平台功能

5.1 能流大屏

展示企业下能源的实时流动情况，展示项目接入情况，用电统计情况，新能源产生的社会效益情况，优化前后的负荷曲线、电费对比，各能源功率曲线，各回路功率排名情况。

5.2 组网拓扑图

根据能源流向，构建组网拓扑图，实时展示市电、储能的正反向流动情况，光伏、风电正向发电情况，充电桩、复合的用电情况，并展示各能源趋势图。

5.3 能源综合概况

对单个企业下各能源进行监测统计，实时统计储能充放电、负荷用能、新能源发电和收益情况，并展示光伏发电趋势、储能放电趋势和用能趋势。

5.4 能源综合报表

对单个企业下各能源进行统计，包括电网、光伏、风电、储能、充电桩、负荷，按照尖峰平谷总统计。

5.5 企业收益报表

对单个企业下光伏、风电、储能、充电桩产生的收益进行统计。

5.6 分布式光伏- 综合看板

展示所有分布式光伏站的地理位置，显示整体电站容量，实时发电功率，日月年发电量及其收益。便于用户对电站进行整体分析。

5.7  电站运行监视

展示辐照度，环境温湿度，风速，日月年发电量，功率曲线，逆变器参数。帮助用户了解当前站点的基本信息和运行状态。实时显示逆变器发电功率。

5.8 逆变器运行监视

监视单台逆变器运行状态，发电量，展示交流侧和直流侧实时数据。电力数据实时刷新，响应迅速。

5.9 电站发电统计

提供电站发电统计报表。支持报表，饼图切换。支持日、月、年形式切换。支持导出为EXCEL形式。

5.10  逆变器发电统计

提供逆变器发电统计报表。支持表格图形切换。l支持日、月、年形式切换。支持导出为EXCEL形式。

5.11 光伏电站配电监测

针对光伏站，绘制光伏配电一次图。展示发电组网结构以及逆变器和环境参数。数据实时刷新，响应迅速。SVG图形放大缩小不失真。

5.12 逆变器曲线分析

将直流侧数据，辐照度，交流侧数据整合后进行分析。支持多台逆变器切换，自定义日期查询。

5.13 光伏收益报表

对单个企业下光伏产生的收益进行统计，按照尖峰平谷发电收益和上网收益计算。

5.14  分布式风力发电-综合看板

对单个风电站监测分析，实时监测发电功率、电流、发电量、收益、气象信息，功率及发电量趋势，告警信息统计和视频实时监测。

5.15 分布式风力发电-风电收益报表

对单个企业下风电产生的收益进行统计，按照尖峰平谷发电收益和上网收益计算。

5.16  分布式储能- 储能总览

对平台所有储能站点进行集中监测展示，平台接入汇总，统计总体充放电、运行情况和收益情况，告警事件分级分析。

分布式储能-储能看板

对单个储能站点监测分析，展示站点的基本情况、图片信息，视频实时监控信息，充放电数据和收益，储能柜的环境信息，还有告警事件统计和列表滚动显示

5.17 储能柜监测

对单个储能柜监测分析，展示储能柜环境、消防信息，柜中PCS状态、温度、充放电功率电量曲线，BMS最高低电压、温度，SOC曲线、电压温度曲线。

5.18 PCS/BMS监测

PCS监测主要分为系统状态、交流侧、直流侧。系统状态展示PCS的运行情况，包括通讯状态、并离网状态、待机状态、调度状态、AC/DC模块状态，支持运行模式、控制模式、并离网模式下发。交流侧展示电压、电流、功率、充放电实时值和历史曲线。直流侧展示直流电压、电流、功率、直流充放实时值和历史曲线。

BMS监测主要分为系统信息、电池监测。系统信息展示电池簇电压、电流、状态、SOC、温度、循环次数实时数据和历史曲线。电池监测，对电池簇、PACK、电池芯三层结构构成拓扑结构图，实时展示电压和温度信息，并统计大小电压、温度，用颜色区分。

5.19  统计收益报表

统计站点或者单个储能柜的周期充放电量和收益情况。

5.20  分时段收益报表

统计站点级别各尖峰平谷时段的充放电量和费用情况，统计总体充电量、放电量、效率和净收益

5.21 充电桩-看板

显示当前开户数量、充值金额、充电次数、充电时长等基本信息。

5.22 充电桩-充电桩监控

地图显示充电桩位置，点击站点可跳转至站点详情。

5.23  充电桩-收益查询

提供充电桩查询报表以及曲线图。

5.24 充电桩-收益报表

对单个企业下充电桩产生的收益进行统计，按照尖峰平谷用电成本和充电收益计算净收益。

5.25 充电桩-充电记录

提供充电记录报表，以及充电桩实时状态查询。

5.26 充电桩-有序充电监控

实时监控变压器负载、充电桩状态和订单记录，比对充电桩实际充电功率和根据有序调度策略动态响应的限制功率。

5.27  电力监控-电力综合看板

系统提供低压配电监测大面板，提供变电站和光伏电站运行情况展示，通过地图显示各电站具体位置，并展示目前告警数目和具体信息。

l 地图支持放大缩小且响应迅速。

l 报警信息支持轮播功能。

5.28 变电所运行看板/配电监测

5.29 配电室（2.5D）

5.30 直流屏监测

5.31 无功补偿柜

提供无功补偿柜各项参数监测，如：负荷率，功率，三箱温度，治理后电压/电流，治理前电流等，并提供视在功率，有功功率，无功功率，模块温度，三相电流曲线。

5.32 变压器监测

展示所选变压器实时负载率，频率，三相电压电流，三相绕组温度，电压/电流不平衡度。提供负载率、有功功率、无功功率曲线。

5.33 综保SOE事件

展示变电站所有综保的SOE事件，包括事件名称，事件发生时间，事件详情等。

5.34  电力曲线记录

展示所选变电站各回路的有功功率、电流、电压、频率、功率因数、无功功率、视在功率曲线。

5.35 各种报表

5.36 谐波分析

显示各回路谐波信息。通过曲线图及柱状图形式展示。支持电压电流谐波查询，支持三相谐波查询，支持总谐波及2-31次谐波查询。

5.37 环境监测

5.38 视频监控

视频监控支持云视频和本地视频方式，用户通过配置关键视频信息或开启核心端口服务后，可在平台上查看视频预览和直播，支持云台视频控制。配套使用视频服务器后可进行特色监控。

5.39 门禁设备监测

门禁监测支持门禁状态记录，开关门事件记录。支持群控（常开设置、常闭设置、开门、关门）。

5.40 电能质量-综合看板

通过地图展示各电站地理位置。设备数量，事件数量，通过环状图展示暂态事件，稳态事件，瞬态事件占比，并统计站点事件排名。

5.40 电能质量- 稳态监测

提供电能质量检测仪所采集数据，如电压有效值，偏差率，谐波畸变率，电流有效值，分相功率，总功率等。

5.41 电能质量-谐波频谱

通过柱状图展示电能质量检测仪谐波和间谐波各频谱

5.41 电能质量-谐波曲线

5.42 电能质量-负荷曲线

5.43  电能质量治理

针对APV/SVG设备提供相关参数实时显示及历史数据查询

5.44 综合能耗看板

5.45 策略配置

系统应可以根据发电数据、储能系统容量、负荷需求及分时电价信息，进行系统运行模式的设置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期计划、需量控制、防逆流、动态扩容等。

具体策略根据项目实际情况（如储能柜数量、负载功率、光伏系统能力等）进行接口适配和策略调整，同时支持定制化需求。

六. 总 结

在 “碳达峰、碳中和" 目标与能源转型政策的推动下，智慧能源港项目通过整合分布式光伏、风电、储能及充电桩等多元能源形式，构建了高效协同的微电网体系。AcrelEMS3.0 能源管理平台作为核心 “智慧大脑"，以 “源网荷储" 一体化管理为核心，通过全维度数据监控、智能调度策略与多系统互联互通，实现了绿电消纳大化、电网依赖最小化及运行成本优化。

不仅满足了项目对实时数据采集、并离网协调、电压稳定控制等核心需求，更通过光储充一体化解决方案、需量管理优化等功能，为企业微电网的安全、经济、高效运行提供了支撑。同时，其兼容多站点接入、预留扩展接口的特性，为集团级绿电统筹管理及未来能源项目拓展奠定了基础，彰显了技术创新在推动能源绿色转型中的关键作用，为行业提供了可复制的智慧能源管理范本。