摘要

在“雙碳"戰(zhàn)略與鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略深度融合的背景下，零碳鄉(xiāng)村建設(shè)已成為破解農(nóng)村發(fā)展困局、實(shí)現(xiàn)生態(tài)價(jià)值轉(zhuǎn)化的重要抓手。然而，鄉(xiāng)村能源轉(zhuǎn)型面臨著用能結(jié)構(gòu)固化、清潔能源消納不足、碳核算體系缺失等多重挑戰(zhàn)。本文基于安科瑞EMS3.0智慧能源管理平臺(tái)的技術(shù)架構(gòu)與應(yīng)用實(shí)踐，系統(tǒng)分析零碳鄉(xiāng)村建設(shè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，探討數(shù)字化能源管理平臺(tái)如何賦能鄉(xiāng)村從傳統(tǒng)“用能孤島"向新型“產(chǎn)消者"轉(zhuǎn)型。研究表明，以“云-邊-端"協(xié)同架構(gòu)為核心的智慧能源管理系統(tǒng)，通過(guò)全域感知、多能協(xié)同、碳排精細(xì)化管理等功能，能夠有效破解零碳鄉(xiāng)村建設(shè)的“最后一公里"難題，為鄉(xiāng)村綠色轉(zhuǎn)型提供可復(fù)制的技術(shù)路徑。

從政策導(dǎo)向來(lái)看，近期國(guó)家及地方陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)政策，為零碳鄉(xiāng)村建設(shè)明確方向、提供支撐?！多l(xiāng)村振興規(guī)劃(2024—2027年)》明確提出優(yōu)化農(nóng)村能源供給、發(fā)展清潔能源、完善碳排放核算機(jī)制；國(guó)家發(fā)展改革委聯(lián)合印發(fā)的《農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳實(shí)施方案》，進(jìn)一步細(xì)化可再生能源替代、數(shù)字化監(jiān)測(cè)等行動(dòng)；各地零碳鄉(xiāng)村試點(diǎn)政策，聚焦“數(shù)字化能源管理"“分布式清潔能源消納"等方向，多維度的政策支撐，為零碳鄉(xiāng)村建設(shè)提供了有力保障。

零碳鄉(xiāng)村解決方案

安科瑞EMS3.0智慧能源管理平臺(tái)采用“云-邊-端"一體化架構(gòu)，構(gòu)建覆蓋“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充"全要素的智慧管控體系。這一架構(gòu)的三層設(shè)計(jì)各有側(cè)重：

端側(cè)（感知層）部署各類(lèi)智能終端設(shè)備，包括AEM96碳電表（實(shí)時(shí)計(jì)量電力碳排放）、ADL400W無(wú)線(xiàn)電能表（適配戶(hù)用光伏與儲(chǔ)能）、ACCU-100M協(xié)調(diào)控制器（實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)優(yōu)化）等。這些設(shè)備如同遍布鄉(xiāng)村的“神經(jīng)末梢"，實(shí)時(shí)采集發(fā)電、用電、儲(chǔ)能、碳排等核心數(shù)據(jù)。

邊側(cè)（網(wǎng)絡(luò)層）采用有線(xiàn)（RS485）與無(wú)線(xiàn)（4G/5G、LoRa）相結(jié)合的組網(wǎng)方式，適應(yīng)鄉(xiāng)村復(fù)雜的地理環(huán)境，確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定、回傳。邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)可在本地完成數(shù)據(jù)處理和緊急控制，降低對(duì)云端網(wǎng)絡(luò)的依賴(lài)。

云側(cè)（平臺(tái)層）作為整個(gè)系統(tǒng)的“智慧大腦"，匯聚所有硬件采集的數(shù)據(jù)，通過(guò)AI算法進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)和優(yōu)化調(diào)度，生成可視化的運(yùn)行看板和決策建議。

在源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝安科瑞自主研發(fā)的各類(lèi)監(jiān)測(cè)、分析、保護(hù)、治理裝置；通過(guò)控制、計(jì)量、通信等技術(shù)，將分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車(chē)、電能路由器聚合在一起；平臺(tái)根據(jù)的電網(wǎng)價(jià)格、用電負(fù)荷、電網(wǎng)調(diào)度指令等情況，靈活調(diào)整微電網(wǎng)控制策略并下發(fā)給儲(chǔ)能、充電樁、電能路由器等系統(tǒng)，保證企業(yè)微電網(wǎng)始終穩(wěn)定運(yùn)行。

AcrelEMS設(shè)計(jì)E選型

功能概覽

分布式光伏監(jiān)控及分析

逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警；逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析；并網(wǎng)柜電力監(jiān)測(cè)及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)；電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)；發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)；輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)；發(fā)電功率模擬及效率分析；碳減排統(tǒng)計(jì)。

電能質(zhì)量分析及治理

通過(guò)有源無(wú)功補(bǔ)償（SVG）緩解電壓波動(dòng)和閃變，通過(guò)有源濾波APF對(duì)負(fù)荷側(cè)設(shè)備進(jìn)行諧波治理，通過(guò)功率因數(shù)補(bǔ)償控制器按照設(shè)置的邏輯自動(dòng)投切電容；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)APF、SVG等電能質(zhì)量治理裝置的運(yùn)行狀態(tài)（包括補(bǔ)償電流、電網(wǎng)側(cè)電流、IGBT溫度、電容電壓等），當(dāng)模塊出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，快速的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

電力監(jiān)控及電能管理

通過(guò)在供配電的關(guān)鍵場(chǎng)所、關(guān)鍵設(shè)備上安裝監(jiān)測(cè)、計(jì)量、控制、保護(hù)等各類(lèi)智能傳感器，搭建涵蓋35kV到0.4kV的完整電力測(cè)量、計(jì)量、控制體系，結(jié)合視頻監(jiān)視手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)企事業(yè)單位內(nèi)部電能的24h不間斷監(jiān)視。即時(shí)發(fā)現(xiàn)供配電中的隱患，減少事故發(fā)生次數(shù)。即時(shí)定位故障點(diǎn)，縮短故障恢復(fù)時(shí)間。

變電所/配電房環(huán)境監(jiān)控

實(shí)現(xiàn)對(duì)35kV/10kV變電所、0.4kV配電房、鉛酸電池室等供配電場(chǎng)所的環(huán)境監(jiān)視，監(jiān)視內(nèi)容包括視頻、門(mén)禁、門(mén)磁、煙感、溫濕度、六氟化硫、震動(dòng)、局放、鉛酸電池等，發(fā)生異常時(shí)及時(shí)報(bào)警，并提供歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)。

智慧消防

AcrelEMS能方便的接入電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)、防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，各子系統(tǒng)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，子系統(tǒng)調(diào)試記錄、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、運(yùn)行記錄、故障報(bào)警自動(dòng)上傳至平臺(tái)，通過(guò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)涉及電氣安全和消防的子系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理，減輕了維護(hù)工作量。

電氣安全

電氣接點(diǎn)測(cè)溫：在電纜接頭等電氣連接點(diǎn)安裝測(cè)溫裝置，實(shí)時(shí)感知接頭溫度，當(dāng)溫度超及時(shí)發(fā)送報(bào)警信息。

電氣防火限流式保護(hù)器：在電動(dòng)車(chē)充電等場(chǎng)所的末端回路安裝電氣防火限流式保護(hù)器，當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150μs內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)，控制因短路電流過(guò)大所引起的電氣火災(zāi)事故。

IT配電系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)：將IT配電監(jiān)測(cè)統(tǒng)一納入到醫(yī)院的整體配電監(jiān)測(cè)中，由護(hù)士站發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后上報(bào)改為監(jiān)控直接收到報(bào)警，實(shí)現(xiàn)絕緣、超溫、過(guò)載、通訊異常等故障報(bào)警。

智能照明

智能照明控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備運(yùn)行控制的智能化，有效提高照明系統(tǒng)科學(xué)管理水平，節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本。通過(guò)定時(shí)開(kāi)關(guān)和可調(diào)光技術(shù)，可以有效地避免無(wú)效照明，利用好每一份照明電能，是實(shí)現(xiàn)綠色照明，節(jié)能減排的有效手段。

通過(guò)集中控制為照明控制帶來(lái)便利；場(chǎng)景控制營(yíng)造舒適的工作環(huán)境；對(duì)光照度有要求的特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)調(diào)光控制；對(duì)道路照明實(shí)現(xiàn)基于經(jīng)緯度和日落日出時(shí)間的定時(shí)控制；對(duì)停車(chē)位實(shí)現(xiàn)雷達(dá)感應(yīng)控制。

建筑分類(lèi)分項(xiàng)能耗分析

建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)嚴(yán)格按照導(dǎo)則要求開(kāi)發(fā)，符合導(dǎo)則要求的各項(xiàng)技術(shù)要求，通過(guò)能源計(jì)量體系的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)如下效果：滿(mǎn)足政府對(duì)大型公建、用能單位能耗監(jiān)管的要求、驗(yàn)收的要求；通過(guò)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)低效運(yùn)行的中央空調(diào)、空壓機(jī)等高耗能設(shè)備，為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)；通過(guò)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)能源管網(wǎng)存在的不易發(fā)現(xiàn)的跑冒滴漏情況，減少能源浪費(fèi)，節(jié)能降碳。

智能巡檢機(jī)器人

通過(guò)智能巡檢機(jī)器人代替人進(jìn)行巡視與檢查，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷巡視，增加企業(yè)內(nèi)部供配電運(yùn)行可靠性，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，同時(shí)保障運(yùn)維人員安全，降低人工運(yùn)維成本。

案例分享

某村零碳電廠(chǎng)：該項(xiàng)目采用屋頂光伏+用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能+虛擬電廠(chǎng)平臺(tái)的技術(shù)方案，年發(fā)電量超16萬(wàn)千瓦時(shí)，村集體年增收10萬(wàn)元，供電可靠性提升，入選某省“整村開(kāi)發(fā)項(xiàng)目"。

通過(guò)整村零碳化改造，推進(jìn)農(nóng)村源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化、農(nóng)村共富工坊等創(chuàng)新模式，全村226戶(hù)全部實(shí)現(xiàn)綠電供應(yīng)，全村綠電消納率超過(guò)50%。村民用電便宜了，富余的綠電還能供給村內(nèi)企業(yè)或賣(mài)給大電網(wǎng)，助力鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

總結(jié)

零碳鄉(xiāng)村建設(shè)是一場(chǎng)關(guān)乎發(fā)展范式轉(zhuǎn)變的深刻變革。它既是對(duì)“雙碳"戰(zhàn)略的積極響應(yīng)，也是對(duì)鄉(xiāng)村振興內(nèi)涵的豐富拓展。安科瑞EMS3.0智慧能源管理平臺(tái)的實(shí)踐表明，以數(shù)字化、智能化為核心的技術(shù)賦能，能夠有效破解鄉(xiāng)村能源轉(zhuǎn)型的痛點(diǎn)，將鄉(xiāng)村從傳統(tǒng)的“用能孤島"轉(zhuǎn)變?yōu)樾滦偷摹爱a(chǎn)消者"，讓綠色能源成為鄉(xiāng)村振興的“新引擎"。零碳鄉(xiāng)村的意義不僅在于碳減排本身，更在于它所開(kāi)啟的城鄉(xiāng)關(guān)系新可能。