1 項目背景與需求分析

在當前"雙碳"目標引領下，校園零碳轉型已成為教育部門落實國家氣候承諾的重要舉措。教育部于2022年10月發布的《綠色低碳發展國民教育體系建設實施方案》明確要求，各級學校需將綠色低碳發展納入國民教育體系，積極建設綠色學校，持續降低能源資源消耗和碳排放。與此同時，各地政府也紛紛出臺相關政策，如廈門市明確要求園區2025年前實現可再生能源滲透率≥30%、單位產值碳排下降20%的目標。這些政策導向為校園零碳園區建設提供了明確的政策框架與實施路徑。

安科瑞 崔怡蒙 152-167-512-08

然而，傳統校園能源管理系統存在諸多痛點，嚴重制約了零碳目標的實現。具體表現在以下幾個方面：

系統孤島現象嚴重：傳統模式下，校園內電力監控、光伏發電、能耗統計、充電樁等系統往往獨立運行，數據無法互通，形成信息孤島。學校若想實現綜合能源管理，需要協調不同廠家，進行復雜的數據融合或重新立項重構，導致成本巨大、周期冗長。

能源管理效率低下：校園建筑面積大、建筑類型多樣、用能需求復雜，傳統能耗分析軟件僅能統計校園總體用能，無法進行深度分析管理。教學區域電視、電腦等設備長時間不斷電，容易局部過熱引發電氣火災；公共區域普遍存在"長明燈"、空調忘關或長時間處于過低溫度等能源浪費現象。

新能源應用不足：盡管校園擁有豐富的屋頂資源，適合部署分布式光伏，但普遍存在消納難題。類似廈門園區的實測數據表明，因光伏波動導致的棄光率超過15%，嚴重影響新能源的利用效率。

碳管理手段缺失：大多數校園缺乏實時碳監測工具，碳核查依賴人工，難以滿足政策要求的數字化碳追蹤與管理。這使得校園碳排放底數不清，減排措施缺乏數據支撐。

面對這些挑戰，校園急需一套整合"源-網-荷-儲-充"各環節的一站式智慧能源解決方案，實現能源系統的數字化、智能化轉型，為校園零碳建設提供技術支撐。

2 解決方案概述

安科瑞EMS3.0微電網智慧能源管理平臺基于"云-管-邊-端"全棧技術架構，專為校園零碳園區打造集安全降碳、經濟增效、政策合規于一體的一站式解決方案。該平臺以"源網荷儲充"協同控制為核心，深度融合AI算法與物聯網技術，通過動態優化新能源消納、需量管理、峰谷套利及碳排追蹤，助力校園實現能源數字化轉型升級。

2.1 設計理念與平臺定位

安科瑞EMS3.0的設計理念是從傳統的單一能源管理向綜合能源服務轉變，從被動運維向主動優化升級，從能源消費者向產消者轉型。平臺定位為企業微電網的"智慧大腦"，通過對校園分布式電源、市政電源、儲能系統、充電設施以及各類交直流負荷的運行狀態實時監視、智能預測、動態調配，滿足企業微電網能效管理數字化、安全分析智能化、調整控制動態化、全景分析可視化的需求。

針對校園場景的特殊性，安科瑞還推出了AcrelEMS-EDU專屬版本，區分了1.0、2.0和3.0三個演進階段：

EMS-EDU 1.0階段：側重于打破傳統模式下校級能源數據管理信息壁壘，實現信息互通與統一管理，包括分布式光伏、變電站綜自系統、電力監控、電能質量、電氣安全、能耗分析、預付費及儲能等基礎功能的整體規劃設計。

EMS-EDU 2.0階段：強調系統互動與高效管理，通過軟件針對性服務，實現定額管理、指標管理，使數據服務于管理，實現管理節能。具體功能包括公共用能管理、能源漏損監控、宿舍用能管理等。

EMS-EDU 3.0階段：目標是實現多能互補、充分自治與能源互聯，通過構建新型電力系統，實現能量調度，最終幫助校園達成近零碳目標。

2.2 技術架構與系統組成

安科瑞EMS3.0采用"云-邊-端"分層分布式架構，通過三層協同實現校園能源的智慧管理：

終端層：兼容10余品牌光伏/儲能設備，實時采集32項參數，采樣頻率達10ms級，解決校園能源數據孤島問題。包括各類智能電表、傳感器、采集終端等，負責采集校園各類能源數據。

邊緣層：集成AI預測模型，實現光伏出力預測精度>92%，負荷預測誤差<5%。通過ACCU-100微電網協調控制器，實現校園能源的三層動態優化，包括策略優化層（小時級）、協調控制層（分鐘級）及設備執行層（秒級）。

云端層：提供大數據分析與云平臺服務，實現能源全景分析、策略優化、診斷告警等功能。支持與各地電力交易中心對接，參與綠電交易與虛擬電廠（VPP）調峰。

表：安科瑞EMS3.0系統組成與校園應用對應表

系統層次 核心組件 校園應用場景

終端層 智能電表、光伏逆變器、儲能變流器、充電樁 校園建筑能耗監測、屋頂光伏發電、儲能系統、電動汽車充電

邊緣層 ACCU-100微電網協調控制器、邊緣計算網關 校區級能源協調控制、實時數據采集與處理

云端層 AcrelCloud能源云平臺、大數據分析模塊 全校能源全景分析、碳排管理、虛擬電廠參與

2.3 校園場景適配性

安科瑞EMS3.0針對校園特有場景進行了專門優化，具備強大的場景適配性。針對校園內不同功能區的能源特性，平臺提供了差異化解決方案：

教學區：通過智能照明/空調管理系統，對教室照明和空調進行遠程監測和控制（群控、策控、時控），有效節省非必要浪費。

宿舍區：宿舍用電管理系統可對單間宿舍進行最多5路獨立計量控制（違規電器識別、定時通斷），并具有基礎額度設置、跳閘記錄等功能，可與校園一卡通對接統一充值。

食堂及公共區域：加強電氣安全監控，針對廚房操作區油煙大、油垢多等特點，提供電氣火災預警與預防功能。

實驗樓與圖書館：保障供電可靠性，通過電能質量在線監測（APView500裝置），保障精密實驗設備運行。

3 核心功能模塊

安科瑞EMS3.0針對校園零碳園區建設的多維需求，打造了一系列核心功能模塊，形成全方位的能源管理與碳排管控體系。

3.1 源網荷儲充協同控制

源網荷儲充協同控制是安科瑞EMS3.0的核心技術，通過動態調度與優化算法，實現校園能源的經濟高效運行。具體功能包括：

智能預測與調度：融合氣象與歷史數據，提供96小時負荷與光伏發電預測精度＞85%，支撐校園可再生能源優先調度。針對校園特有的用電規律（如假期、考試期間、學期始末），建立專門的預測模型，提高預測準確性。

動態優化控制：基于電價信號與碳排數據，自動切換"谷充峰放"、"綠電優先"策略，降低校園購電成本20%以上。例如，在寒暑假期間調整控制策略，適應留校學生少、用電模式變化的特殊情況。

毫秒級韌性保障：并離網切換≤60秒，應對極端天氣場景，確保校園關鍵負荷（如數據中心、實驗室）不間斷供電。平臺支持"光伏+儲能+柴發"多能互補，電網故障時10ms切換供電，保障關鍵負荷"零閃斷"。

光儲充一體化管理：針對校園電動汽車充電需求，平臺通過有序充電策略，動態分配充電樁功率，避免充電負荷對校園電網造成沖擊。同時，利用校園屋頂光伏產生的綠電為電動汽車充電，形成"光伏發電-儲能緩沖-電動汽車消納"的零碳閉環。

3.2 碳能雙控管理

碳能雙控管理模塊是校園實現碳核算與減排的核心工具，通過數字化手段解決校園碳管理難題：

碳排熱力圖：匹配地方碳核查標準，自動生成月度碳盤查報告，精準定位空壓機、制冷機組等高碳設備。通過可視化界面，校園管理者可直觀了解各建筑、各區域的碳排放分布，為減排決策提供支持。

ISO 14064碳核算：內置ISO 14064碳核算模塊，自動計算校園范圍一、范圍二碳排放，并可根據需要計算部分范圍三排放，滿足教育系統碳排放統計核算要求。

碳資產開發：支持開發CCER碳資產，將校園減排項目（如光伏發電、儲能削峰填谷等）產生的碳減排量開發為可交易的碳資產，為學校創造額外收益。

碳普惠對接：集成地方"碳惠天府"等碳普惠接口，支持碳減排量認購與交易，鼓勵師生踐行低碳行為，參與校園碳中和。

3.3 電氣安全與電能質量管理

校園電氣安全至關重要，安科瑞EMS3.0提供全方位的電氣安全防護：

電氣火災監控：通過剩余電流式電氣火災監控探測器、測溫式電氣火災監控探測器，對校園配電系統的漏電、過流、過壓、欠壓、缺相、錯相、過載等狀態進行實時監測，預防電氣火災發生。

電源插座管理：針對宿舍區電源插座較多，違章私拉亂接現象比較嚴重的問題，系統可識別違規使用大功率電器行為，及時預警與斷電，防止超負荷引發火情。

電能質量監測與治理：通過APView500電能質量在線監測裝置，對校園電網的諧波、電壓波動、閃變等電能質量問題進行實時監測與分析，并通過有源濾波器（APF）、靜止無功發生器（SVG）等設備進行治理，保障實驗室精密設備運行。

配電環境監測：對校園配電室溫度、濕度、水浸、門禁、視頻等環境參數進行實時監測，確保配電設施運行安全。

3.4 智慧運維與能耗分析

安科瑞EMS3.0通過智慧運維與能耗分析功能，提升校園能源設施的管理效率：

綜合能耗分析：從能耗拓撲、組織拓撲、空間拓撲三個維度對校園能耗精準統計和全方位管理。方便管理者快速了解校園能耗情況，定位高能耗建筑或組織部門，對整體用能進行能耗對標及異常分析。

智慧運維系統：包括配電監控、配電室環境監測等傳統電力運維功能，針對校園管理增加設備報修、重點設備（電梯、水泵、中央空調等）運行狀態監測及報警。通過移動終端，運維人員可實時接收報警信息，快速定位故障，提高響應速度。

宿舍用能管理：對宿舍用電進行精細化計量及控制，包括用電量統計、違規電器識別、定時通斷、預付費管理等功能。系統支持基礎額度設置，可與校園一卡通對接統一充值，大大減輕宿舍管理人員的工作負擔。

公共用能管理：針對公共區域（如走廊、衛生間、洗浴間等）的照明、熱水器、空調等用能設備，實現遠程監測和控制（群控、策控、時控），有效節省非必要浪費。

4 結論與展望

安科瑞EMS3.0微電網智慧能源管理平臺為校園零碳轉型提供了一條技術可行、經濟合理、操作性強的路徑。通過"源-網-荷-儲-充"全鏈路協同控制與AI動態優化，平臺直擊校園面臨的消納難、成本高、碳管理弱等核心痛點，不僅滿足當前政策對校園綠色低碳發展的要求，更為學校創造實實在在的經濟效益與環境效益。

未來，隨著技術進步與政策完善，校園零碳建設還將迎來更多機遇。安科瑞EMS3.0平臺的進一步發展將更加注重與校園特性的深度融合，如校園虛擬電廠的構建，使校園不僅能實現自身用能優化，還能作為聚合單元參與電力市場交易，獲得額外收益；人工智能技術的深入應用，將進一步提升平臺的自學習、自優化能力，使能源管理更加智能化；與校園數字化平臺的全面融合，將能源管理與教學、科研、生活服務等系統無縫對接，構建真正的智慧校園能源生態體系。

校園零碳建設是一項長期工程，需要持續投入與不斷創新。安科瑞EMS3.0作為校園零碳轉型的"智慧大腦"，將以技術驅動為核心，助力學校落實"雙碳"戰略，實現經濟效益與環境效益的雙贏，為培養新一代青少年的綠色低碳理念提供生動實踐平臺，最終在美麗的校園中繪就綠色發展的嶄新畫卷。

審核編輯 黃宇