产系统，能源系统工程；王坚，教授，博士生导师。 0 引言 企业能源消费过程包括能源的购入、 转化、 储存、 使用、 回收和放散几大过程。 能源管理系统 EMS（Ener- gy Management System）是企业信息化系统的一个重要组 成部分。 企业能源管理系统就是在生产过程中对电、 煤 气、 天然气等能耗数据进行采集、 存储、 查询、 统计和 分析， 提供企业能耗统计、 能源消耗计划等管理。 产流程包括冶铸， 锻造， 热处理， 机加工等。 能源消耗 十分巨大， 节能潜力很可观。 在企业开展以节能减排为 目标的能源管理工作， 将会产生巨大的经济效益。 本文 以重型装备制造企业的节能减排为需求， 介绍了重型装 备制造企业能源管理系统的设计与实现。 该能源管理系 统主要对能源介质、 能耗设备、 计量设备、 计量数据、 能耗统计、 能源消耗预测进行管理。 1 系统设计 1.1 framework 重型装备制造企业能源管理系统的设计与实现 李小萌， 王 坚， 戴毅茹 （同济大学 CIMS 研究中心， 上海 201804） 摘 要： 为了更好地实现对重型装备制造企业能源管理， 论文提出了基于 C# 和 SQL 的能源管理系统的设 计方案。 为此， 首先介绍了能源管理系统， 其次对能源管理系统进行了架构设计和网络拓扑结构设 计， 介绍了能源管理系统的功能， 最后提出了基于.NET

E 1需求分析 钢铁行业能源管理三个层级 LEVEL 3 LEVEL 2 LEVEL 1 基于全流程优化与系统节能思想的能源管理，重点关 注全生产流程及工序间的优化与协调，期望实现公司 整体节能效益的最大化。 基于能源介质平衡的能源管理，重点关注一次能源及 二次能源在生产过程中的供需平衡，减少因不平衡所 造成的能源浪费。 基于单体设备与工序级的能源管理，重点关注单体设 备的节能 备的节能，尽量减少能源介质的“跑、冒、滴、漏”。 钢铁行业能源管理系统发展趋势 钢铁行业能源管控痛点问题 Ø 能源站所室分散，从生产效率、 管 理 效 益 和 人 员 优化上都存在很大提升空间； Ø 大多原能源管理系统只关注在生 产 监 视 、 报 表 数 据，能源生产平衡主要依靠人员调度指挥； Ø 缺少对用户在能效、能耗方面的数据分析； Ø 缺少能源各专业系统间的深层次分析和协同。 平台建设内容 一个系统平台 一个数据中心 五大支撑系统 平台功能架构 智能化能源管控系统平台 智能化管理 实现全流程管理信息化、数字化，利用大数据技术分 析能效能耗，预测能源产生和消耗，评价能源管理水 平，实现科学化的管理节能； 自动化运行 优化工艺流程，提高自动化运行水平，让生产操作简 单、易用、安全、稳定； 集约化操控 对基础设备进行升级改造，实现站所室全面无人值守 和集中操控；

经济、产业 和商业进行严谨、实用和创造性的研究，为公众和商界提供融 合全球智慧的专业洞见，致力于成为推动中国经济、社会和企 业可持续发展的领先智库。 我们的研究团队汇集了绿色智能制造、绿色能源管理领域 的一线专家、深耕前沿技术的研发工程师、参与行业政策和标 准制定的专家学者，也聚集了来自业界各科研院所的学术界领 袖、为企业掌舵的管理层，以及来自于通讯、信息安全、互联网、 管理咨询、市场研究等领域的生态伙伴专家。 企业也将面临用电安全可靠、更为经济的用能成本和可再生能源本地最大化利用三大挑战。 三：微电网将成为用能企业不可或缺的能源基础设施 未来随着用能企业更多接入分布式能源、向能源产消一体化转型，涵盖本地新能源、储能、 负荷设备与能源管理系统的微电网形态将成为新型电力系统架构下，用能企业不可或缺的能源基 础设施。未来的电网模式应该是大电网与微电网的结合体，大电网的架构是微电网发展的前提条 件，而微电网具备充分接纳清洁能源、调节 在需求侧采取更积极的碳减排措 施，以应对未来可能出现的能源供需失衡和碳成本压力。至少有三个相互联系和互补的手段：提 高能源效率、运用能源管理系统、以及建设分布式能源。首先，提高能源效率通过优化设备和工 艺，减少能源消耗，从源头降低碳排放；其次，运用能源管理系统可以实时监测和分析能源使用 情况，进一步提升能源效率，及时调整和优化能源配置；最后，建设分布式能源系统能够在局部 区域内自主生成和

能电站具备并离网不间断投切的功能，打造以储能作为构网支撑的源网荷储并离网运行协同控 制技术，提升了零碳园区光储微网系统的稳定性和可靠性。 项目效益概况 通过创新性技术、绿色化创建、智慧化管理等举措，实现了洁净化运行良好成效。据能源管理 管理系统软件统计，日发电量可达 720kWh，可满足项目设计预期年发电量 17.8 万 kWh，实现了园 区用能 100% 电气化、100% 绿电替代、100% 智慧化管理。未来 25 年，“零碳园区”可减少碳排放 业务品牌，定位领先的 能源互联网聚合服务商，以综能化、去碳化、数智化为战略核心，开展区域性的综合能源管理 和服务，包括分布式光伏、储能、充换电、多能联供等能源基础设施的投资、建设和运营，以 及能效管理、碳管理、绿电交易等智慧增值服务，并依托智慧能源生态平台，实现“源网荷储” 一体化和能源管理数智化升级，全面打造零碳智慧园区、低碳工厂，助力企业 ESG 管理。目前， 已在全国 23 省、自治区、直辖市布局超过 改节能、空压机系统技改节能、余热回收供应生活热水，此外还通过绿电交易、碳足迹核查、 CCER 交易取得了广州碳排放交易所颁发的 2021 年度碳中和证书；数智化方面，项目应用了港 华能源智慧能源管理平台对能源系统进行管理以实现精准智慧供能，应用智慧运维物联网 +AI 技术，实时采集参数执行最优运行策略，数据看板可视化显示，可通过 APP 远程监控，实现智 能运维。 项目效益概况 项目年发绿电

行动等低碳软实力还未获得充分的重视 - 20 园区低碳发展建议 - 32 目前园区层面系统性的低碳发展政策尚待建立 创新载体建设是园区推动技术减碳的抓手，但 目前其在低碳技术创新上成效较低 电子信息类园区：优化能源管理 案例 - 松山湖高新区：智慧能源生态系统助力 打造高端低碳产业格局 汽车产业园区：推动供应链减碳 案例 - 天津经开区：引导、服务企业与其他园 区的低碳发展 新能源产业园区：引导产业链协同 案例 域大电网的清洁度影响，这部分能源结构园区难以 控制，建设园区多能互补微电网是园区管辖范围内 的必然发展方向。 未来园区将进一步通过就近大规模高比例消纳可再 生能源、能源系统优化和梯级利用等手段推动其综 合能源管理体系的发展，并加强跨园区间的能源互 补，园区将从单一的能源消费者转变成能源互联网 的综合参与者。 循环经济是碳达峰周期内工业领域深入落实减排 的重要出路之一，废弃资源循环再生利用等是 2 形成广泛的强制机制或者激励模式，也未出台统一 行动标准，园区的碳盘查行动缺少动力与依据。同 时，市场机制还在形成过程中，我国的碳交易价格 与欧美市场相比价格较低，难以产生有效的市场推 动作用。园区的管理思路也在从目前的能源管理向 碳资产管理进行转变。随着近期二十多个省、市的 近零碳排放区试点建设工作渐次展开，园区层面的 碳盘查与排放管理工作或将迎来新局面，盘查或将 由企业的分散行动发展成众多园区的统一部署。

心等新兴场景，引入跨领域主体深度参与能源互动，共同组成 朝气蓬勃的能源生态。 1.2 数字化战略深刻影响能源体系建设 高度复杂的新型能源体系需要更强大的数字化智能化手段保障 其有效运营。长久以来，数字化工具主要作为能源管理的辅助 工具，但随着能源系统的规模扩大和复杂性提升，以人工智能 为代表的数字化智能化技术成为能源体系运转的核心引擎。例 如，人工智能技术用于能源预测、能耗优化、智能电网管理或 储能系统管理 原则，提出了建设智慧化调度体系、实施算力与电力协同项 目、发展源网荷储协同的智能微电网等具体任务，旨在通过数 字化手段提升电力系统的灵活性和智能化水平。展望未来， 数字技术在能源领域的应用将不断深化，不仅优化能源管理 流程，更将通过其强大的数据处理和分析能力，为能源系统 注入智慧，推动跨行业融合，引领能源系统形态的革新。 图 1：全球多国相继制定能源数字化战略 来源：远景智能，德勤，《数字驱动、智慧引领：迈向未来的新型电力系统》 的应用中发挥着关键作用。该技术通过可控负荷管理、分布式 资源聚合、智能家居与智能建筑的能耗优化、电动汽车充电管 理以及实时数据分析与优化，实现对电力供需的精细化调节。 具体而言，虚拟电厂能够通过智能设备和能源管理系统，自动 调整家庭和建筑的用电负荷，协调电动汽车的充电时间，并通 过整合分布式能源资源，提升电网的运行效率和稳定性。同 时，需求响应技术还依赖于实时的数据分析，精准预测需求变 化，动态优

心等新兴场景，引入跨领域主体深度参与能源互动，共同组成 朝气蓬勃的能源生态。 1.2 数字化战略深刻影响能源体系建设 高度复杂的新型能源体系需要更强大的数字化智能化手段保障 其有效运营。长久以来，数字化工具主要作为能源管理的辅助 工具，但随着能源系统的规模扩大和复杂性提升，以人工智能 为代表的数字化智能化技术成为能源体系运转的核心引擎。例 如，人工智能技术用于能源预测、能耗优化、智能电网管理或 储能系统管理 原则，提出了建设智慧化调度体系、实施算力与电力协同项 目、发展源网荷储协同的智能微电网等具体任务，旨在通过数 字化手段提升电力系统的灵活性和智能化水平。展望未来， 数字技术在能源领域的应用将不断深化，不仅优化能源管理 流程，更将通过其强大的数据处理和分析能力，为能源系统 注入智慧，推动跨行业融合，引领能源系统形态的革新。 图 1：全球多国相继制定能源数字化战略 来源：远景智能，德勤，《数字驱动、智慧引领：迈向未来的新型电力系统》 的应用中发挥着关键作用。该技术通过可控负荷管理、分布式 资源聚合、智能家居与智能建筑的能耗优化、电动汽车充电管 理以及实时数据分析与优化，实现对电力供需的精细化调节。 具体而言，虚拟电厂能够通过智能设备和能源管理系统，自动 调整家庭和建筑的用电负荷，协调电动汽车的充电时间，并通 过整合分布式能源资源，提升电网的运行效率和稳定性。同 时，需求响应技术还依赖于实时的数据分析，精准预测需求变 化，动态优

可调负荷 单一分布式光伏（TO G or TO B&G ） • 业务种类扩充 • 聚合融合增强 • 容量规模扩大 • 盈利能力提升 • 抗风险能力强化 光 伏 光 伏 储能 储能 对已签订能源管理协议或开展绿电交易 存量客户，有需求企业进行融合升级。 130MW 400MW 20MW/20MWh 200MW/ 360MWh 光伏 5.5MW 储能 5MW/10MWh 可调负荷 年利润525万元 集团公司 • 虚实结合 • 多元开发 • 综合供能服务 • 抗风险能力大幅提升 • 项目盈利性大幅改善 • 客户粘性大幅增强 售电+分布式光伏+ 绿电绿证交易+需求 侧响应+能源管理 单纯售电 模式  年利润4689万元（项目 收 益 4164 万 元 、 售 电 525万元）；  76MW屋顶光伏+2MW /4MWh储能+充电桩  项目收益率11.2% 17  典型案例：广东琴澳某项目 存量现状 融合提升 价值放大  精准计量  分区管理  智能调节  虚拟储能  节能降耗  客户黏性 绿能供应+智能计量+楼宇大脑+能源管理 横琴25栋，共305万㎡存量公共建筑改造升级； 用户节能30%，人工成本降低57%； 华策改造成本40元/㎡，项目IRR为12.73%； 业务形态由“能源销售” 向“能源+服务”转型。

、利用与封存 （CCUS）技术被视为实现零碳目标的重要手段之一，然而，碳捕集技术和碳利用技术大 规模应用仍存在难点。二是技术集成系统性不足。零碳园区的建设涉及可再生能源发电技 术、储能技术、能源管理技术、碳减排技术等，不同技术之间往往存在兼容性和协同性问 题。三是应用场景有待拓宽。目前江苏 CCUS 示范场景主要集中于煤电行业，在钢铁、 化工等高碳行业中应用较少，缺乏成熟的商业模式。 能项目，累计并网容量近 35 万千瓦时，有效提升了区域电网的灵活性、可靠性、安全性。 三是精准施策助力工业企业“向绿而行”。鼓励企业实施节能降碳改造，建立重点用 能企业“一企一档”，推动重点企业积极开展能源管理和节能改造；设立专项资金，支持 企业落实节能改造计划，组织企业申报园区绿色技改项目补贴。“十三五”以来，累计节 能量近 10 万吨标准煤 12；搭建绿色低碳发展交流平台，围绕“双碳”技术路径定期举办专 直连技术和搭建基于区块链技术的绿电溯源认证模块，确保绿电物理可追溯和安全连接， 支持“以荷定源”原则优化运行。应用交直流混合配电网技术，提升配电网承载能力，适 应高密度分布式能源接入，通过搭建差异化微电网智能化能源管理平台，积极推动“源网 荷储”智能微电网系统应用示范。结合省内首批绿电直供项目经验进一步扩大直供范围， 探索通过电力专线直接接入园区内用电企业，更好满足企业绿色发展需求。 （2）发展“以绿制绿”模式，持续壮大绿色低碳新兴产业

电厂、负荷聚合等形式 参与电力市场，提高能源资源配置效率和系统灵活性，推动形成可复制、可推广的低碳运营模式。 图表.9 零碳园区降碳体系 来源：落基山研究所 能 碳 管 理 平 台 能源管理平台 供能系统 金融支持 用能系统 循环体系 废料循环利用 建筑 / 生活垃圾利用 废旧电池回收 生物碳汇 CCUS 碳汇 政策保障 碳核算与碳管理机制 交易与市场机制 电 热 30% 的节能潜力。12 这不仅显著降低了能源成本，还能帮助企业增强竞争力和减碳能力。 园区还需要借助智慧能源管理系统对绿色能源的生产、储存、运输、使用各环节进行管理。在传统园区能源管理 模式下，各类设备分散运行，导致能耗数据不可视、能源使用效率偏低、运行成本高企。综合能源管理体系可以 实现工厂能源介质的智能监控、数据采集与分析，通过能源调配降低能源成本；借助物联网实时监控减少能源事 体现在资金规模、投资回报、融资渠道和碳 减排效益经济化四个方面： • 新建或改造的资金投入规模大。零碳园区建设不仅需要在光伏、风电、储能等清洁能源设施方面进行大规模 投入，还需同步建设智慧能源管理平台、多能互补系统、碳排放监测体系，推进绿色建筑改造。这类基础设 施建设具有“资本密集型”特征，投资规模往往达到数亿元甚至数十亿元。相较于传统园区，零碳园区存在 显著的增量成本，需要利用商业模