2025年6月20-21日，2025國家能源互聯(lián)網(wǎng)大會在杭州成功舉辦。特變電工(天津)智慧能源管理有限公司(以下簡稱“智慧能源公司”)建設(shè)的“京津冀產(chǎn)業(yè)園零碳運營中心”榮獲“2025能源互聯(lián)網(wǎng)最佳實踐案例”。該榮譽是對智慧能源公司在能碳數(shù)字化領(lǐng)域不斷市場化創(chuàng)新的認(rèn)可，也是對公司在推進能源智慧化管理、資源協(xié)同降本、產(chǎn)品碳足跡方面取得成績的充分肯定。
一、零碳運營中心概況
京津冀產(chǎn)業(yè)園建設(shè)18.65MW分布式光伏、7.2MW空氣源熱泵，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、模型技術(shù)建設(shè)零碳運營中心，從能源智慧化管理、智能制造與能源運營協(xié)同、產(chǎn)品碳足跡精算等方面推動生產(chǎn)用能成本穩(wěn)步下降、賦能產(chǎn)品持續(xù)低碳轉(zhuǎn)型。
零碳運營中心打破部門間協(xié)同壁壘，構(gòu)建園區(qū)-企業(yè)-車間的能源網(wǎng)格化運營體系，以指標(biāo)牽引車間釋放節(jié)能減碳能力;打破生產(chǎn)、能源間壁壘，切近工藝挖掘生產(chǎn)可調(diào)控負(fù)荷、公輔可調(diào)資源，利用“電網(wǎng)-光伏-生產(chǎn)及公輔負(fù)荷”耦合控制算法，結(jié)合生產(chǎn)計劃、系統(tǒng)及設(shè)備特性、電價等，優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備運行策略、進行熱泵系統(tǒng)節(jié)能控制;打通生產(chǎn)、物料、能源多系統(tǒng)數(shù)據(jù)壁壘，構(gòu)建訂單級產(chǎn)品碳足跡精算模型，實現(xiàn)每臺產(chǎn)品“原材料、原料運輸、生產(chǎn)過程”碳足跡的準(zhǔn)確核算以及源數(shù)據(jù)追溯，賦能產(chǎn)品持續(xù)降碳。
二、核心功能
2.1 能源智慧化管理：以融合的多源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，遵從管理要求，針對園區(qū)能源系統(tǒng)拓?fù)浜陀媚芄芾硗袋c，應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析、算法模型技術(shù)，搭建覆蓋“源-網(wǎng)-荷-碳”全鏈條的綜合能源數(shù)字底座，建立涵蓋“園區(qū)-企業(yè)-車間”的能源網(wǎng)格化運營體系。圍繞業(yè)務(wù)管理需求，研發(fā)能源網(wǎng)格模型、光伏清分模型、電費精算模型，構(gòu)建能源網(wǎng)格化、光伏清分、電費精算等應(yīng)用場景。
(1)能源網(wǎng)格化：構(gòu)建園區(qū)-公司-管理單元的能源網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，可根據(jù)管理要求和變動靈活配置，支持公共區(qū)域的自動分?jǐn)?，為?gòu)建能源對標(biāo)體系建立基礎(chǔ)。
(2)光伏清分：基于電力特性、負(fù)荷、發(fā)電數(shù)據(jù)，構(gòu)建了光伏清分模型，自動計算每15分鐘綠電占比和尖峰平谷電量，生成企業(yè)-能源網(wǎng)格單元-設(shè)備所用市電和光伏電，給園區(qū)結(jié)算提供準(zhǔn)確賬單。
(3)精益電費：建立全環(huán)節(jié)電費精算及優(yōu)化體系，基于電網(wǎng)營銷規(guī)則對電量電費、基本電費、力調(diào)電費進行優(yōu)化空間分析和根因定位并追蹤至設(shè)備，定位峰時用電占比高且用電量大的設(shè)備，進而針對性治理。
2.2 資源協(xié)同降本：對生產(chǎn)負(fù)荷、公輔負(fù)荷中具有調(diào)節(jié)能力的資源進行統(tǒng)籌管理，構(gòu)建可調(diào)資源池，遵從工藝特性，研發(fā)能源-生產(chǎn)協(xié)同優(yōu)化模型，對大功率生產(chǎn)設(shè)備運行給出優(yōu)化策略;應(yīng)用五模式一約束算法、研發(fā)熱-電耦合優(yōu)化模型，通過物聯(lián)技術(shù)實現(xiàn)最優(yōu)運行命令的智能下發(fā)和自動執(zhí)行。進而實現(xiàn)生產(chǎn)大負(fù)荷、熱泵運行與光伏發(fā)電、峰谷電價更好的匹配，達到不影響生產(chǎn)前提下有效降低能源成本。
(1)生產(chǎn)-能源協(xié)同優(yōu)化：摸排生產(chǎn)可調(diào)資源調(diào)節(jié)特性，引入分時電價模型、光伏發(fā)電及負(fù)荷預(yù)測、最大需量控制約束，遵從交貨工期要求，編排生產(chǎn)大負(fù)荷靈活資源(如干燥罐、退火爐、油加熱器)的啟動策略，給班組人員精準(zhǔn)指導(dǎo)，實現(xiàn)生產(chǎn)高負(fù)荷落到綠電和谷電時段，提升綠電自消納，降低生產(chǎn)綜合用電成本。
(2)電-熱耦合優(yōu)化：對熱泵系統(tǒng)，應(yīng)用五模式一約束控制模型，綜合考慮環(huán)境溫度、熱泵運行狀況、光伏發(fā)電情況、園區(qū)負(fù)荷、最大需量控制要求，結(jié)合峰谷電價、光伏發(fā)電預(yù)測，自動分析計算最優(yōu)供熱溫度設(shè)定值及供冷機組負(fù)載，動態(tài)調(diào)節(jié)公輔設(shè)備用電負(fù)荷，實現(xiàn)滿足供熱需求下的源荷互動運行控制，同時基于執(zhí)行反饋持續(xù)優(yōu)化控制參數(shù)，達到不斷降低供暖成本的目標(biāo)。
2.3 產(chǎn)品碳足跡：基于分布于企業(yè)生產(chǎn)、能源等多領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，結(jié)合產(chǎn)品碳足跡計算方法，遵從工藝特性，構(gòu)建多源數(shù)據(jù)融合的產(chǎn)品足跡計算和追蹤模型，實現(xiàn)訂單級每臺產(chǎn)品從“原材料、原料運輸、生產(chǎn)過程”碳足跡的準(zhǔn)確核算以及碳標(biāo)識追溯，同時基于數(shù)據(jù)開展薄弱環(huán)節(jié)分析、工序級碳足跡管控基準(zhǔn)構(gòu)建，賦能產(chǎn)品綠色屬性持續(xù)提升。
(1)碳足跡在線計算及追蹤：構(gòu)建能耗與工藝深度耦合的碳數(shù)據(jù)模型，將碳排核算由傳統(tǒng)的年度計量、總量分?jǐn)偡绞缴墳橛唵渭墕闻_產(chǎn)品準(zhǔn)實時核算。實現(xiàn)按產(chǎn)品型號級、訂單級碳足跡自動核算，并按“原料組部件-原料運輸-生產(chǎn)過程-廢棄物處置”進行碳排的可信追蹤。
(2)碳足跡過程管控：利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，通過收集歷史生產(chǎn)單元碳排數(shù)據(jù)，形成過程碳排管控數(shù)據(jù)庫，結(jié)合企業(yè)低碳發(fā)展要求，制定生產(chǎn)過程碳排管控基準(zhǔn)，自動關(guān)聯(lián)在執(zhí)行訂單的過程碳排，自動分析并開展異常預(yù)警，指導(dǎo)優(yōu)化后續(xù)用能計劃。
三、價值效果
零碳運營中心運行后：通過網(wǎng)格技術(shù)實現(xiàn)全企業(yè)參與，釋放車間節(jié)能潛力;切近工藝挖掘可調(diào)資源，通過算法編排設(shè)備運行策略，有效降低生產(chǎn)用能成本;多能耦合協(xié)同，“源-網(wǎng)-荷”全鏈條動態(tài)優(yōu)化、智能調(diào)控;訂單級產(chǎn)品碳足跡追蹤填補行業(yè)空白;發(fā)揮了光伏綠電的最大化價值、提升了產(chǎn)品的綠色低碳屬性，綜合降本35.7%、降低產(chǎn)品碳排32%，打造了制造業(yè)能源協(xié)同增效的典型實踐。
四、推廣前景
零碳運營中心具有顯著的經(jīng)濟效益、綠色效益和管理效益，應(yīng)用場景廣闊，可滿足各類園區(qū)的多元化需求，助力實現(xiàn)經(jīng)濟效益與綠色發(fā)展的雙贏。
（轉(zhuǎn)載自：清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院）
