安科瑞 EMS 系统：工业园区源网荷储充一体化管理的智能引擎

一、引言

在能源转型和可持续发展的大背景下，工业园区面临着提高能源利用效率、降低能源成本、增强能源供应稳定性的挑战。安科瑞 EMS 综合化源网荷储充一体化管理系统应运而生，为工业园区提供了全面、智能的能源管理解决方案。该系统融合先进的技术，将能源的生产（源）、传输分配（网）、消耗（荷）、存储（储）以及电动汽车充电（充）等环节进行有机整合与协同管理，助力工业园区实现能源的高效利用与优化配置。

二、系统架构

安科瑞 EMS 系统采用分层分布式结构，由设备层、网络通信层和站控层组成。

设备层：涵盖各类能源转换与监测设备。在 “源” 端，有光伏逆变器、风力发电机控制器等，用于采集新能源发电设备的运行数据，如光伏板的输出电压、电流、功率，风机的转速、发电量等。“荷” 侧则部署多功能电力仪表、智能电表等，对园区内不同企业、不同区域的用电负荷进行精准计量与实时监测，包括各支路的电压、电流、有功功率、无功功率等参数。在 “储” 方面，电池管理系统（BMS）密切监控储能电池的电压、电流、温度、荷电状态（SOC）等关键数据，保障储能系统安全稳定运行；功率转换系统（PCS）实现电能的交直流转换，控制储能系统的充放电过程。对于 “充”，充电桩监控模块实时掌握充电桩的工作状态、充电功率、充电量以及充电车辆信息等。

网络通信层：运用多种通信技术与协议，确保数据的可靠传输。常见的有 Modbus RTU、Modbus TCP、CDT、IEC60870 - 5 - 101/103/104 等工业通信协议，支持 RS485、CAN 总线、以太网等通信接口方式。通过这些通信手段，将设备层采集到的海量数据快速、准确地传输到站控层，同时将站控层下达的控制指令及时送达各设备执行单元。对于一些分布式能源站点和远程充电桩，还可采用无线通信技术，如 4G、5G、NB - IoT 等，实现数据的远程传输与设备的远程控制，打破地域限制，提升系统的覆盖范围与管理灵活性

站控层：作为系统的核心大脑，由服务器、数据库、监控软件以及各类应用模块组成。服务器负责数据的存储、处理与分析，强大的计算能力能够实时对大量能源数据进行运算，生成有价值的信息。数据库用于存储历史能源数据，包括设备运行数据、能耗数据、电网数据等，为能源分析、趋势预测和决策制定提供数据支撑。监控软件以直观的人机交互界面呈现能源系统的运行状态，通过动态数据可视化技术，将园区内能源的生产、传输、消耗、存储等情况以图表、曲线、地图等形式生动展示，便于管理人员全面、清晰地了解能源系统全貌。各类应用模块则实现了诸如能源监测、负荷预测、优化调度、故障诊断等丰富功能，通过智能化算法和策略，对能源系统进行精准控制与管理。

三、功能优势

能源实时监测与全景展示：对工业园区内的源网荷储充各环节进行 24 小时不间断实时监测。管理人员可通过监控界面，一目了然地看到光伏电站的实时发电量、电网的供电质量（电压、频率、谐波等参数）、不同企业和区域的用电负荷大小及变化趋势、储能系统的充放电状态和剩余电量，以及充电桩的使用情况等。系统以直观的图形化界面，如园区能源拓扑图，将能源的流动路径清晰呈现，帮助管理者快速掌握能源系统的整体运行态势，及时发现潜在问题。

负荷预测与优化调度：利用大数据分析和人工智能算法，根据历史负荷数据、气象信息、生产计划等多维度数据，对园区未来的用电负荷进行精准预测。基于负荷预测结果，结合实时能源价格、电网调度指令以及储能系统的状态，系统自动生成最优的能源调度策略。在用电低谷期，利用低价电能对储能系统充电，同时合理安排可调节负荷进行生产；在用电高峰期，优先调度储能系统放电，减少电网购电，降低用电成本，实现源网荷储之间的协同优化，保障能源供需平衡，提高能源利用效率。

储能系统智能管理：实现对储能系统的全方位智能管控。根据电网需求和园区用电情况，精确控制储能系统的充放电时机和功率大小。在电网电压波动或出现故障时，储能系统能够快速响应，充当备用电源，保障园区内关键负荷的持续供电，提高供电可靠性。通过对储能电池的实时监测与健康管理，合理安排充放电循环，延长电池使用寿命，降低储能系统的运维成本。例如，当检测到电池温度过高时，自动启动散热装置；当电池 SOC 低于设定阈值时，调整充放电策略，避免过度放电对电池造成损害。

充电桩有序充电与管理：考虑到电动汽车充电负荷的随机性和波动性可能对电网造成冲击，EMS 系统实现了充电桩的有序充电控制。根据变压器的剩余容量、实时电价以及车辆的充电需求，智能分配充电桩的充电功率和时间。在电网负荷较低时，允许充电桩以较大功率快速充电；在电网负荷高峰时，降低充电桩的充电功率或延迟充电时间，避免集中充电导致电网过载。同时，系统还提供充电桩运营管理功能，包括充电费用结算、用户信息管理、充电桩故障报警与报修等，提升充电桩的运营效率和用户体验。

电气安全与故障预警：具备完善的电气安全监测与故障预警功能。通过在配电系统中安装电气火灾监控探测器、剩余电流互感器、温度传感器等设备，实时监测电气线路的漏电、过载、短路、温度过高等安全隐患。一旦检测到异常情况，系统立即发出声光报警，并通过短信、邮件等方式通知相关管理人员，以便及时采取措施排除故障，防止电气事故的发生。此外，系统还能对故障进行智能诊断，分析故障原因和影响范围，为维修人员提供维修指导，缩短故障处理时间，保障园区电力系统的安全稳定运行。

四、应用案例分析

以某高科技工业园区为例，该园区入驻了众多电子、通信等高新技术企业，用电负荷大且对供电可靠性要求高。园区引入安科瑞 EMS 综合化源网荷储充一体化管理系统后，取得了显著成效。

能源成本降低：通过实施负荷预测与优化调度策略，充分利用园区内的分布式光伏能源，并合理调配储能系统进行峰谷套利。在过去一年中，园区的电费支出降低了 [X]%，其中通过峰谷电价差实现的套利收益达到了 [具体金额] 万元。同时，通过对充电桩的有序充电管理，避免了因充电负荷过大导致的变压器扩容需求，节省了潜在的设备投资成本 [具体金额] 万元。

能源利用效率提升：源网荷储充的协同运行使得园区的能源利用效率大幅提高。分布式光伏的就地消纳率从原来的 [X]% 提升至 [X]%，减少了光伏电力的弃光现象和电网传输损耗。储能系统的应用有效平抑了负荷波动，提高了电力设备的利用率，使得园区整体电力设备的平均负载率提升了 [X] 个百分点，降低了能源浪费。

供电可靠性增强：在夏季用电高峰期，电网供电紧张时，储能系统能够及时响应，为园区内的关键企业和设施提供备用电源，保障了生产的连续性。过去一年中，园区因电网故障导致的停电次数从原来的每年 [X] 次降低至 [X] 次，停电时间累计缩短了 [X] 小时，大大提高了企业的生产效率和经济效益，增强了园区对企业的吸引力。

五、结论

安科瑞 EMS 综合化源网荷储充一体化管理系统为工业园区提供了创新、高效的能源管理模式。通过对能源全流程的精细化管理与协同优化，实现了能源成本降低、利用效率提升和供电可靠性增强的多重目标，有力推动了工业园区的绿色、可持续发展。随着能源技术的不断进步和能源管理需求的日益增长，该系统有望在更多工业园区得到广泛应用，并持续升级优化，为工业领域的能源转型与高质量发展贡献更大力量。

审核编辑 黄宇