和谷园双碳智慧园区智慧化系统设计方案

和谷园双碳智慧园区智慧化系统设计方案01建设背景整体架构业务功能0203预期成效04CONTENT01建设背景及建设背景传统园区的电能供应以市电供应为主，通过配电室进行电压转换和分配后，经过强电井输送到各个楼层。整体负荷在上班时段尤其集中。随着绿色能源的发展，在楼顶加入了光伏发电，同时在楼栋内，加入储能。在上班用电高峰期，负荷主要是办公用电和汽车充电桩集中充电，负荷需求大。通过光伏发电、蓄电池电能释放实现负荷补充。在下班低谷时段，通过市电进行蓄电池充电。在园区内，形成了基于绿色能源、多场景智能调节、柔性互补的“源-网-荷-储”微电网体系。现时代的绿色智慧园区，绿色可再生能源的补充、分布式电源的负荷消纳，不仅更好的满足了日益增长的负荷需求，同时也有效调节电网负载，提高供电能力、更加绿色、安全、可靠。智芯绿色智慧能源园区的建设，也是在国家“双碳”目标上，落地践行国家电网智慧物联体系，为建设世界一流能源互联网企业，迈出了新的一步。02整体架构整体架构010203光伏、配电、储能通过能源路由器实现互动调节。

充电桩通过能源控制器，

实现有序充电和峰谷功率调节。

园区楼栋、楼层智能检测，通过源网荷储智能控制终端监测分析、

智能联动等功能。系统基于能源企业园区，实现园区配电监测、光伏监测、储能监测、办公负荷监测、充电桩监测等。在园区微电网角度，基于“源网荷储”进行平衡互动和智能分析。同时，从用能角度，进行楼栋、楼层的精细化监测和分析，为园区运营单位提供绿色办公、舒适用能、节约用能的策略建议。04园区大脑，通过融合终端实现集中控制和指令传递。同步配套业务系统和移动应用进行智能检测和分析。

源网荷储智能控制终端源网荷储智能控制终端功能架构业务应用：从用能监测、用能分析、智能预测、绿色运营等角度进行业务功能构建；感知终端：围绕园区配电、光伏、储能、充电桩、办公用电、舒适办公等角度进行物联传感建设，实现园区的智慧化、数字化建设。智慧物联：各类型传感终端，通过融合终端进行数据汇聚，并通过物联管理平台，支撑双碳智慧园区建设。配变监测开关柜测温局放监测分支监测配电监测光照强度监测光伏发电监测蓄电池监测充电桩运行监测充放电监测充电桩控制光伏监测 储能监测充电桩监测电能量计量终端智能微断温湿度监测空调/新风控制用电监测 环境调节能量路由器能源控制器可视化网关物联管理平台配电监测光伏监测用能监测储能监测充电桩监测用能分析电量分析用电预测绿色办公能效分析光伏发电预测低碳出行碳效分析双碳智慧园区智能预测 绿色运营充电桩管理运行状态监控充电桩运营计费管理充值结算设备管理连接管理物联管理数据管理规则管理感知层网络层平台层应用层4G RJ45 RS485/232融合终端数据架构&部署架构端侧数据通过Modbus、RS485等协议通过无线、有线通信方式，数据汇聚到融合终端、物联管理平台；云端建设智慧园区业务应用系统和移动应用。云端平台采用企业私有云部署；业务应用系统为信息内网，移动应用和信息内网通过隔离装置进行数据交换和传输；03业务功能业务功能规划用能预测供能预测双碳预测绿色办公低碳出行电量分析能效分析碳效分析配电监测光伏监测储能监测充电桩监测用能监测用能分析智能预测绿色运营基于监测角度，获取大量用能数据；从用电成本、综合能效、绿色碳排角度，进行综合分析，实现精益化管理；基于管理和分析角度，结合智能预测算法，实现用能、功能、双碳目标预测；基于预测数据提供的支撑，园区内倡导绿色办公、低碳出行；结合个人碳积分，有效推进绿色、节能新风尚。大屏可视化

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园区双碳总览源：市电供应、光伏发电、储能放电，展示电源供应实时负荷综合展示园区当年累计电能消耗，和光伏发电，并将电量转化为碳排放、碳中和进行计算。储：蓄电池储能。展示当前储能的状态，以及储能的充放电曲线。网：供电网、用电网、光储转换网。展示电力网络运行的峰值情况以及时刻。荷：

展示园区的负荷组成以及当日负荷峰值情况。直观展示园区概况，以及园区微电网（源网荷储）分布情况。大屏可视化

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楼宇数字孪生展示13#楼主体模型，以及微电网能量流、数据流。红色表示能量流，蓝色表示数据流。楼层导航切换，园区视角、大楼全景、楼层视角。大屏可视化

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楼宇数字孪生展示楼顶光伏模型，并动态显示光伏运行特效。展示B1楼三维模型，B1层东西两侧各有一处配电房。展示配电房整体运行情况，包含电量、负荷、能耗组成。展示配电各监测数据项具体信息，包含电流、电压、功率等。业务功能

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PC首页显示当前的天气信息。显示园区当前综合用能情况。包含综合用电量、光伏累计发电量、储能转化电量、充电桩电能消耗等。同时，显示园区的综合碳排放和碳中和成效。展示园区用电预测值和实际曲线对照关系。展示光伏发电预测和实际曲线对照关系。展示园区用户碳积分排行，鼓励用户积极参与节能减排。展示园区碳中和成效，包含碳中和量和碳中和率。业务功能

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用能监测：配电监测展示当前区域配电网络一次接线结构图，并基于接线图展示当前监测点位和实时运行数据。配电监测切换，支持园区配电整体监测、楼栋监测、楼层监测。展示当前区域配电网整体运行情况，包含市电、光伏、充电桩、储能等。业务功能

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用能监测：光伏监测将光伏发电累计电量，转化为碳排放，显示绿色、节能成效。显示光伏发电的实时运行情况。包含当日发电量、发电能效等。显示光伏发电的实时发电出力，以及光照幅度。显示光伏发电转换和并网过程。并粗略展示相关设备运行情况。显示当前气象信息，气象也是影响光伏发电的关键因素。显示目前光伏站点的具体信息。业务功能

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用能监测：储能监测直观展示储能整体运行情况，充放电量、储能转化效率，健康度等。展示储能站具体规模，包含蓄电池数量，运行状态等。展示储能充放电功率情况，以及电池剩余电量百分比变化。直观展示一段时间内，储能每日充放电电量情况，形成纵向对比。图形化形式展示储能变流器运行数据，以及内部蓄电池的运行状况（剩余电量）。业务功能

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用能监测：充电桩监测展示充电桩运行情况，包含总数、运行数量、充电次数、充电时长等。展示充电桩运行情况，按照充电桩运行状态维度统计。包含充电、空闲、故障、离线等。以接线图示意，展示充电桩的能源结构和运行数据。主要是市电、光伏、储能通过能量路由器和充电桩连接。展示充电桩充电总功率实时曲线。以平面结构展示充电桩分布和位置，不同颜色区分充电桩状态。鼠标焦点显示充电桩运行数据。业务功能

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用能分析：电量分析展示月度电量分项组成，包含基础设施用电、日常办公用地那、充电桩用电、储能充电。展示日电量组成以及对应的碳效分析。

结合同期数据进行对照分析。展示电量分段数据变化趋势，以及各类型用电的展示。提供页面试算工具，粗略计算和评估园区电量费用成本。展示

电量各分项组成中，高能耗设备排行。方便用户发现高能耗和异常设备。业务功能

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用能分析：能效分析展示当前区域实时用电负荷。也可以基于日、月、年角度，查看负荷变化曲线。分析计算当前时段内负荷的极值和发生时间，负荷率等数据。业务功能

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用能分析：碳效分析从日常用电和光伏发电的角度，分日、月、年统计当前的用电量和发电量。同时，将电量转化为碳效益，计算碳排和中和情况。从时间维度，查看一定周期内的碳中和率变化趋势。直观反应园区内达峰、中和情况。围绕园区内达峰、中和情况，同步结合国家“3060”目标，制定园区自身的碳效计划，主动响应和推进国家双碳计划的落地和实施。结合国家双碳目标，落实园区自身双碳工作。从计划、执行角度，进行落地推进和有效实施。业务功能

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智能预测：用电预测结合气象数据、实际微气象监测数据、节气数据等，进行综合预测画像，提升预测准确性。结合近期用电数据以及相关组成，辅助进行用电预测和相关分析。以图形化方式展示预测模型的关联性因素以及对应的关联性系数。曲线展示预测值和实际功率，形成对比，反应预测和实际差异。结合光伏消纳（光伏消纳也是用电输出的一部分），综合反应实际用电的具体情况。将实际市电供应数据，转化为碳排放，直观反应能效消耗以及碳效益数据。从历史预测情况，综合查看预测和实际的偏差和拟合情况，不断优化预测模型的准确率。业务功能

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智能预测：光伏发电预测结合气象数据、实际微气象监测数据、节气数据等，进行综合预测画像，提升预测准确性。数据综合统计近期的光伏发电量情况，辅助进行预测分析。以图形化方式展示预测模型的关联性因素以及对应的关联性系数。曲线展示预测值和实际功率，形成对比，反应预测和实际差异。曲线展示光辐照强度和光伏实际发电输出功率的转化效率曲线。光伏发电，会有效提升碳中和，同步预测碳中和量，以及和实际中和量的对比。突出碳中和效益。从历史预测情况，综合查看预测和实际的偏差和拟合情况，不断优化预测模型的准确率。业务功能

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智能预测：预测画像从预测模型角度，定义预测对象的相关关联性因素，并可以进行关联性比例调整。不断优化预测准确率。预估预测的准确率。该准确率结合参数以及比例，同时融合历史预测结果，进行综合计算。选择人工智能计算基础模型，包含：支持向量机、时序模型、回归模型、灰色预测、神经网络，支持多选。业务功能

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绿色运营：绿色办公以平面图的形式展示园区内某栋楼、某一层的设备个数，包含：智能断路器、空调控制数、温湿度传感器等。鼠标焦点，显示设备运行参数。展示当前的天气情况展示设备信息：设备编号、设备名称、位置、状态等；对部分设备可以进行启停操作。通过空调智能监控和远程调节，合理优化空调运行参数，在舒适办公的基础上，逐步优化绿色节能。业务功能

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绿色运营：低碳出行展示当前登录者的车辆及用电信息，包含：姓名、车辆注册日期、车辆信息、个人碳积分、车辆位置、充电状态、充电时间、充电完成时间等。展示个人碳积分的形成过程；从低碳出行角度上，提倡员工采用电动汽车或者公共交通出行。每次低碳或者绿色出行会产生个人碳积分，不断引导和鼓励，形成节碳减排的循环促进。业务功能

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物联管理（样例）以站点为基础，进行相关设备台账信息维护。同时还包含设备类型、厂商、设备型号等。图形统计设备在离线情况，拓扑展现设备连接关系和运行状况。基于数据模型实现传感终端数据动态解析。基于规则模型，实现传感数据动态分析和告警判定。04预期成效预期成效园区数字化建设通过智慧物联体系建设，实现园区智慧化、数字化建设；通过3D、数字孪生等技术应用，形成园区全景可视；通过用能分析、多能互补监测，实现园区微电网互动平衡分析；围绕园区能效以及双碳目标，进行节能减排分析；园区用能智慧预测建立园区用能分析和预测模型，梳理关联因素，并进行有效数据提取分析；结合海量历史数据，进行用能、功能预测，实现用能精细化管理；基于预测角度，适时调节园区用能和微网互动参数，实现园区碳达峰初步分析；双碳持续推进绿色运营从园区绿色运营角度，建立个人碳积分计算体系和鼓励机制。推进绿色办公和低碳出行;从园区角度，加快“碳达峰、碳中和”，为国家双碳目标的达成，贡献能源企业自身的价值和力量;05集中封闭研讨思路业务设计汇报结论1.技术角度整体技术架构和思路明确，按照云管边端的架构进行建设；整体要先实现数据基础采集，然后完成基础功能，后期进行业务分析和深化应用；2.业务角度围绕双碳，具备一定的整体逻辑性，较之前有所突破；双碳相关业务和提法，目前行业内缺少统一概念，因此需要基于业务分析维度、概念定义、进行研讨；围绕智芯产品的深化展示和突出，核心产品能量路由器（智芯芯片），也是智芯为新能源电网的贡献和输出；3.

展示效果三维，突出双碳，响应国家政策。相关展示效果，不局限于实景三维，考虑一些科技感的三维效果；展示角度，突出智芯设备，智芯芯片，以及智芯的电网行业解决方案能力；4.其他协调各方对接，包含传感、终端、物联平台、充电桩等；下周组织时间，集中研讨业务需求；双方共通梳理和明确计划，分阶段完成。（第一阶段，实现基础版系统上线和现场调通；第二阶段，完善和深化业务应用；）集中封闭研讨：方向和思路思路：双碳智慧园区----打造智芯基于“能量路由器“的新能源微网架构能量路由器—园区微网大脑能量路由器接入园区配电网、光伏发电、蓄电池储能、电能质量调节设备、用电负荷、充电桩等；能量路由器，实现光储充的能量路由和交直流转化；能量路由器，实现园区微网的电能质量治理，如接入三相不平衡调节装置等；能量路由器价值突出解决园区光伏发电、储能并网，实现园区角度上的新能源负荷占比提升；应对充电桩集中充电，对于配电网造成的负荷冲击，可以通过充电桩充电前后市电负荷、充电桩负荷、光储输出负荷综合分析，说明能量路由器实现一定的功率输出；能量路由器实现电能质量治理，如三相不平衡、无功补偿、低电压、谐波等；3.

能量路由器—新能源微网智能调节能量路由器实现园区市电、光伏发电、储能、充电桩智能控制；能量路由器能够调节负荷供应的能量流向；能量路由器能够实现多种智能场景下的园区用能有序管理，如充电桩有序等；集中封闭研讨：功能优化PC端大屏增加按钮展示“传统市电供应”，“园区光储转换”，“园区新能源微网系统”等切换。着重增加“能源路由器”设备的数字孪生，结合上述三个场景，显示能源流向。增加曲线图，展示用电负荷，光储负荷，充电桩负荷的对比曲线，展示在负荷突然增大情况下，市电负荷波动很小。通过重要设备三维化并突出智芯芯片，如闪动或光晕来突出智芯产品。将“碳效分析”单独拉为独立模块，包括展示碳排放量，展示碳中和量，零碳、固碳比重等。增加“电能质量分析”、“微网调节”和“运行报告”模块。首页变更为中间展示以能源路由器为核心的一次接线图，展示线路能源流向，以及各节点采集指标。首页增加配电功率曲线与充电桩功率、储能充放电曲线、光伏发电量、弃光量等指