AI+数字孪生：能碳管理中心的智能预测与动态优化

2025年3月，工业和信息化部印发《工业企业和园区数字化能碳管理中心建设指南》

一是建设目标。通过数字化能碳管理中心的建设运行，实现对能耗和碳排放的精准化计量、精细化管控、智能化决策与可视化呈现，提升工业企业和园区节能降碳管理能力，支撑能源利用效率提升和碳排放降低，促进绿色低碳转型。

二是业务功能。明确能碳管理中心具备能耗查询、能源消费量和强度计算、能源消费分析与用能策略推荐、能效对标、能流分析、能效平衡与优化、用能与碳排放预算管理、碳排放核算、产品碳足迹核算、供应链碳管理、碳核查支撑、碳资产管理等功能。工业企业和园区可结合自身行业特点、实际需求等，确定开发建设的具体功能。

三是技术方案。为保障相关业务功能实现，明确能碳管理中心的系统架构包括基础设施、数据采集、数据架构、模型组件、业务应用和互动展示六大板块；对每项架构的具体内容做了说明。工业企业和园区应根据节能降碳及信息系统建设相关国家标准、行业标准和政策要求等，开展系统架构建设并持续更新。

四是保障措施。依据《中华人民共和国节约能源法》《工业节能管理办法》等相关规定，从组织机构、管理制度、网络和数据安全等方面提出工业企业和园区采取的具体措施，保障数字化能碳管理中心的高水平建设和高质量运行。

数字化能碳管理中心，碳排放精准化管理助力绿色低碳转型

能源全景监控

• 实时监测市电、光伏、储能、充电桩等设备的运行状态，支持电力参数（电流/电压/功率因数）、能耗流向的可视化展示

• 集成环境传感器，监测温湿度、水浸、烟雾等安全指标，保障设备稳定运行

能效优化控制

• 通过智能预测与动态调配，优化储能充放电策略、调节可控负荷（如空调/照明），提升新能源消纳率，降低峰谷电价成本

• 支持虚拟电厂（VPP）交互，响应电网调度指令参与需求响应，获取额外收益

碳排量化管理

• 自动统计电、水、燃气等能源消耗数据，折算为标煤或碳排放量，生成碳排报告

• 结合碳足迹分析模型，制定减排策略（如设备改造、能源结构优化），助力企业实现碳中和

运维与安全管控

• 提供设备档案管理、巡检工单、故障告警（漏电/温度异常）等功能，通过北斗定位跟踪运维流程闭环

• 集成电气安全监测（绝缘检测、电弧保护），预防火灾等安全事故

安科瑞EMS-NT企业微电网能碳管理平台

以能源管理为碳管理的基础，精细化管控，建立能耗三级计量，建立能耗强度管理体系，进行能效对标及策略管理。Acrel8757+v

碳盘查以能源消耗排放为主，扩展统计直接和间接碳排放源，实施碳计划管理，谈追踪，实施碳减排措施，提升企业和园区节能降碳能力。

平台系统架构

● 感知层：连接于网络中的各类传感器，包括多功能仪表、充电桩、照明驱动器等。

● 网络层：智能网关，采集感知层的数据，进行规约转换及存储之后将数据上传至能碳管理云平台。

● 数据层：物联网数据中台

● 平台层：提供Web页面展示，APP、小程序等多种访问方式

功能架构

电力监控及电能管理

通过在供配电的关键场所、关键设备上安装监测、计量、控制、保护等各类智能传感器，搭建涵盖35kV到0.4kV的完整电力测量、计量、控制体系，结合视频监视手段，实现对企事业单位内部电能的24h不间断监视。即时发现供配电中的隐患，减少事故发生次数。即时定位故障点，缩短故障恢复时间。

分布式光伏

逆变器直流侧、交流侧运行状态监测及报警；

逆变器及电站发电量统计及分析；

并网柜电力监测及发电量统计；

电站发电量年有效利用小时数统计；

发电收益统计；

辐照度/风力/环境温湿度监测；

发电功率模拟及效率分析；

碳减排统计

工商业储能

实时监测

PCS和电池的运行状态，包括运行模式、功率控制模式，功率、电压、电流、频率等预定值信息、储能电池充放电电压、电流、SOC、温度、压力、流量；

 故障告警

储能电池充放电状态、交/直流过压/欠压、交/直流过流、频率过/欠告警、过温、过载、漏电保护等；

 远程控制

PCS启动、停止、功率设定、装置运行参数设定；

智能照明

智能照明控制系统可实现照明设备运行控制的智能化，有效提高照明系统科学管理水平，节省运营成本。通过定时开关和可调光技术，可以有效地避免无效照明，从而精确的利用好每一份照明电能，是实现绿色照明，节能减排的有效手段。

能源管理

能耗监测系统严格按照导则要求开发，符合导则要求的各项技术要求，通过能源计量体系的建设，实现如下效果：

满足对大型公建、重点用能单位能耗监管的要求、验收的要求；

通过系统发现低效运行的中央空调、空压机等高耗能设备，为节能改造提供数据依据；

通过系统发现能源管网存在的不易发现的跑冒滴漏情况，减少能源浪费，节能降碳；

中央空调AI调优

中央空调系统有冷热源系统和空气调节系统（末端风系统）组成

在相同的客观环境下，末端设备的启停数量和风温、风速的设定决定了中央空调系统整体电耗水平。

负荷调峰-中央空调AI调优：结合人工智能算法，实时预测冷/热负荷，及时调整主机运行参数，水泵调控参数、冷却塔风机控制参数，使系统运行效率优化，结合刚性与柔性调控策略，降低电负荷，避免超需量。

碳减排技术

削峰填谷：配合储能设备、低充高放优化用能成本

需量控制：能量储存、充放电功率跟踪，防止增加基础电费

有序充电：根据变压器容量、电价进行引导，利用技术进行协调充电功率，降低运营成本

需求响应：基于激励、电价需求响应，以经济利益驱动用户参与。

设备能效算法模型

制冷系统主要能效指标

能效比SCOP用来衡量制冷机房的实际运行水平。

能源站运行能效比(SCOP)、冷冻输配系数等等

空压机系统主要能效指标

比功率：衡量空压机能效标准的数值，空压机组的输入功率与实际容积流量之比值，单位为【kW/（m³/min）】。还有气电比等

泵类主要能效指标：泵效率和吨水电耗

监测系统运行状态，计算负荷的变化，调整水泵输出功率，

使系统自动高效运行。

应用案例-某集团能碳管理平台

项目概况

集团下的多个分子公司分布全国各地，能源消耗和碳排放数据分散，总部缺乏工具和统计手段，无法对集团能源和碳排放做全局监控和精细化管理

项目效果

量化各分子公司能碳绩效

实现分子公司能源和碳排放绩效评定，为KPI考核提供数据支持

全局掌握能碳数据

提供各类能源消耗量及碳排放数据，了解整个集团能源消耗和碳排放的详细分布情况。

提升经济环境价值和社会效益

降低集团综合用能成本

推动集团碳强度下降

提升集团决策科学性，增强公众低碳意识