一、現狀與挑戰

在全球積極應對氣候變化、推動能源綠色轉型的大背景下，我國也將 “雙碳” 目標作為重要戰略部署，大力推進能源革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系。在此過程中，企業園區作為能源消耗的集中區域，其能源管理水平的提升對于實現國家能源戰略目標至關重要。

當前，企業園區能源管理面臨諸多挑戰。一方面，隨著分布式能源的廣泛接入，如光伏發電、風力發電等，能源生產的不確定性增加，給電力供應的穩定性帶來沖擊。另一方面，園區內各類企業的用電需求復雜多樣，且存在明顯的峰谷差異，導致電網負荷波動大，不僅增加了用電成本，還可能影響電力設備的使用壽命。同時，電動汽車的快速普及使得充電需求日益增長，如何合理規劃充電樁布局并實現有序充電，避免對電網造成過大壓力，也是亟待解決的問題。此外，傳統能源管理模式下，能源信息分散，缺乏有效的整合與分析，難以實現對能源全流程的精細化管理與協同優化。

二、系統架構

安科瑞 EMS 能源管理系統采用先進的分層分布式結構，由設備層、網絡通信層和站控層組成，實現對企業園區源網荷儲充各環節的全面感知、可靠通信與智能管控。

2.1 設備層

設備層是能源管理系統的基礎，負責采集和執行各類能源數據與指令。在 “源” 端，部署光伏逆變器、風力發電機控制器等設備，實時監測新能源發電設備的運行狀態，如光伏板的輸出電壓、電流、功率，風機的轉速、發電量等，為能源調度提供準確的數據支持。在 “荷” 側，通過安裝多功能電力儀表、智能電表等，對園區內不同企業、不同區域的用電負荷進行精準計量與實時監測，詳細記錄各支路的電壓、電流、有功功率、無功功率等參數，以便及時掌握負荷變化情況。對于 “儲” 環節，電池管理系統（BMS）密切監控儲能電池的電壓、電流、溫度、荷電狀態（SOC）等關鍵數據，確保儲能系統安全穩定運行；功率轉換系統（PCS）則實現電能的交直流轉換，精確控制儲能系統的充放電過程。在 “充” 方面，充電樁監控模塊實時獲取充電樁的工作狀態、充電功率、充電量以及充電車輛信息等，為實現有序充電管理提供依據。

2.2 網絡通信層

網絡通信層猶如能源管理系統的 “神經脈絡”，運用多種通信技術與協議，保障數據在設備層與站控層之間的可靠傳輸。常見的工業通信協議包括 Modbus RTU、Modbus TCP、CDT、IEC60870 - 5 - 101/103/104 等，支持 RS485、CAN 總線、以太網等通信接口方式。這些通信手段能夠將設備層采集到的海量能源數據快速、準確地傳輸到站控層，同時將站控層下達的控制指令及時送達各設備執行單元。對于分布式能源站點和遠程充電樁等位置較為分散的設備，還可采用無線通信技術，如 4G、5G、NB - IoT 等，實現數據的遠程傳輸與設備的遠程控制，有效打破地域限制，極大提升系統的覆蓋范圍與管理靈活性，確保無論設備位于園區何處，都能與系統核心保持緊密連接與高效通信。

2.3 站控層

站控層作為能源管理系統的核心大腦，由服務器、數據庫、監控軟件以及各類應用模塊組成。服務器具備強大的數據存儲、處理與分析能力，能夠實時對大量能源數據進行高速運算，從中提取有價值的信息，為能源決策提供數據支撐。數據庫用于存儲歷史能源數據，包括設備運行數據、能耗數據、電網數據等，這些豐富的數據資源為能源分析、趨勢預測和決策制定提供了堅實的基礎。監控軟件以直觀友好的人機交互界面呈現能源系統的運行狀態，通過動態數據可視化技術，將園區內能源的生產、傳輸、消耗、存儲等情況以圖表、曲線、地圖等生動形象的形式展示出來，使管理人員能夠全面、清晰地了解能源系統全貌，迅速掌握系統運行態勢，及時發現潛在問題。各類應用模塊則實現了能源監測、負荷預測、優化調度、故障診斷等豐富而強大的功能，通過智能化算法和策略，對能源系統進行精準控制與科學管理，確保能源系統始終處于高效、穩定的運行狀態。

三、功能特點

3.1 能源實時監測與全景展示

安科瑞 EMS 能源管理系統對企業園區內的源網荷儲充各環節進行全方位、24 小時不間斷的實時監測。管理人員只需通過監控界面，即可一目了然地獲取光伏電站的實時發電量、電網的供電質量（包括電壓、頻率、諧波等關鍵參數）、不同企業和區域的用電負荷大小及變化趨勢、儲能系統的充放電狀態和剩余電量，以及充電樁的使用情況等詳細信息。系統還通過直觀的圖形化界面，如園區能源拓撲圖，將能源在園區內的流動路徑清晰呈現，幫助管理者快速掌握能源系統的整體運行態勢，如同擁有一雙 “透視眼”，能夠及時洞察系統中可能存在的潛在問題，為后續的決策制定和問題處理提供準確依據，使能源管理工作更加有的放矢。

3.2 負荷預測與優化調度

利用大數據分析和人工智能算法，系統能夠根據歷史負荷數據、氣象信息、企業生產計劃等多維度數據，對園區未來的用電負荷進行精準預測。基于負荷預測結果，結合實時能源價格、電網調度指令以及儲能系統的狀態，系統自動生成最優的能源調度策略。在用電低谷期，充分利用低價電能對儲能系統充電，同時合理安排可調節負荷進行生產，將能源成本降至最低；在用電高峰期，優先調度儲能系統放電，減少從電網的購電量，有效降低用電成本。通過這種源網荷儲之間的協同優化調度，不僅保障了園區能源供需的平衡，還極大地提高了能源利用效率，使能源資源得到更加合理、高效的配置，為企業園區的可持續發展提供有力支持。

3.3 儲能系統智能管理

該系統實現了對儲能系統的全方位智能管控。根據電網需求和園區用電情況，精確控制儲能系統的充放電時機和功率大小。當電網電壓出現波動或發生故障時，儲能系統能夠迅速響應，在毫秒級時間內切換為備用電源，保障園區內關鍵負荷的持續供電，顯著提高供電可靠性，確保企業生產運營不受影響。通過對儲能電池的實時監測與健康管理，系統能夠合理安排充放電循環，有效延長電池使用壽命，降低儲能系統的運維成本。例如，當檢測到電池溫度過高時，自動啟動散熱裝置進行降溫；當電池 SOC 低于設定閾值時，及時調整充放電策略，避免過度放電對電池造成損害，從而保障儲能系統長期穩定、高效運行。

3.4 充電樁有序充電與管理

考慮到電動汽車充電負荷的隨機性和波動性可能對電網造成較大沖擊，EMS 系統創新性地實現了充電樁的有序充電控制。系統根據變壓器的剩余容量、實時電價以及車輛的充電需求，智能分配充電樁的充電功率和時間。在電網負荷較低時，允許充電樁以較大功率快速充電，縮短車輛充電時間；在電網負荷高峰時，自動降低充電樁的充電功率或延遲充電時間，避免集中充電導致電網過載，確保電網運行的穩定性。同時，系統還提供全面的充電樁運營管理功能，包括充電費用結算、用戶信息管理、充電樁故障報警與報修等，極大提升了充電樁的運營效率和用戶體驗，為電動汽車在企業園區的廣泛應用提供了有力保障。

3.5 電氣安全與故障預警

具備完善的電氣安全監測與故障預警功能是安科瑞 EMS 能源管理系統的一大亮點。通過在配電系統中安裝電氣火災監控探測器、剩余電流互感器、溫度傳感器等專業設備，系統能夠實時監測電氣線路的漏電、過載、短路、溫度過高等安全隱患。一旦檢測到異常情況，系統立即發出聲光報警，并通過短信、郵件等多種方式通知相關管理人員，以便及時采取措施排除故障，將安全隱患消滅在萌芽狀態，有效防止電氣事故的發生。此外，系統還能對故障進行智能診斷，迅速分析故障原因和影響范圍，為維修人員提供詳細的維修指導，大大縮短故障處理時間，保障園區電力系統的安全穩定運行，為企業園區的生產經營活動營造安全可靠的用電環境。

四、硬件配套

審核編輯 黃宇