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重慶新世杰電氣發(fā)布能碳管理智慧解決方案

來(lái)源：中國(guó)能源新聞網(wǎng) 時(shí)間：2026-07-07 18:38

孫小江

　　隨著2026年“十五五”全面實(shí)施碳排放總量和強(qiáng)度雙控制度，重點(diǎn)用能工業(yè)企業(yè)正面臨一場(chǎng)前所未有的轉(zhuǎn)型大考。國(guó)家發(fā)改委等五部門印發(fā)的《關(guān)于開展重點(diǎn)行業(yè)節(jié)能降碳改造攻堅(jiān)三年行動(dòng)的通知》聚焦鋼鐵、電解鋁等9個(gè)行業(yè)，要求加強(qiáng)能源資源梯級(jí)回收利用；工信部等五部門聯(lián)合發(fā)布的《工業(yè)綠色微電網(wǎng)建設(shè)與應(yīng)用指南（2026—2030年）》更明確提出，新建可再生能源就近就地自消納比例原則上不低于60%。

　　然而，現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)比政策要求骨感——我國(guó)工業(yè)余熱資源平均回收利用率僅約30%，分布式新能源“重裝機(jī)、輕消納”現(xiàn)象普遍，大量可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源長(zhǎng)期沉睡。這“三重浪費(fèi)”正在成為制約企業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵瓶頸。

　　近日，重慶新世杰電氣股份有限公司高級(jí)工程師孫小江發(fā)布了一項(xiàng)面向重點(diǎn)用能工業(yè)企業(yè)的能碳管理研究成果，系統(tǒng)梳理了當(dāng)前企業(yè)在能碳管理領(lǐng)域的四大痛點(diǎn)與三重核心需求，并提出了基于“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)-余”五位協(xié)同的多能智慧管控整體解決方案。

　　四大痛點(diǎn)：困住工業(yè)企業(yè)的能碳管理難題

　　基于新世杰電氣在電解鋁、化工、鋼鐵等多個(gè)工業(yè)行業(yè)的項(xiàng)目實(shí)踐，研究指出重點(diǎn)用能工業(yè)企業(yè)普遍存在四方面突出問(wèn)題。

　　分布式新能源“重建設(shè)、輕消納”。大量企業(yè)已布局屋頂光伏、分散式風(fēng)電，但缺乏對(duì)本地光資源、風(fēng)資源及自身負(fù)荷特性的科學(xué)評(píng)估，光伏組件朝向、傾角等參數(shù)未因地制宜優(yōu)化。項(xiàng)目建成后缺乏有效的消納調(diào)度手段，部分工業(yè)項(xiàng)目分布式光伏自發(fā)自用比例持續(xù)走低，大量綠電被迫上網(wǎng)——既無(wú)法滿足60%自消納比例的政策紅線，又損失了本該獲得的電價(jià)收益。

　　可轉(zhuǎn)移、可調(diào)節(jié)負(fù)荷發(fā)掘不夠，大量柔性資源沉睡。工業(yè)負(fù)荷用電量大且規(guī)律，可挖掘的調(diào)節(jié)潛力巨大，但多數(shù)企業(yè)尚未對(duì)自身負(fù)荷進(jìn)行精細(xì)化分類和潛力評(píng)估。大量可平移負(fù)荷、可削減負(fù)荷、可中斷負(fù)荷未被系統(tǒng)識(shí)別。傳統(tǒng)用電管理手段一般為“0-1模式”（全開或全關(guān)），嚴(yán)重影響生產(chǎn)連續(xù)性，導(dǎo)致大量柔性負(fù)荷資源長(zhǎng)期沉睡。

　　余熱余壓余氣等剩余能源梯級(jí)利用嚴(yán)重不足。我國(guó)單位GDP能耗高于發(fā)達(dá)國(guó)家，余熱資源平均回收利用率僅為30%左右。鋼鐵企業(yè)焦?fàn)t氣、高爐氣、轉(zhuǎn)爐氣等可燃副產(chǎn)氣大量放空；系統(tǒng)集成度差，各設(shè)備之間匹配性不佳，能量損失和運(yùn)行不穩(wěn)定問(wèn)題突出。

　　多能互補(bǔ)與源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同能力薄弱。多數(shù)企業(yè)的新能源、儲(chǔ)能、負(fù)荷、余能回收系統(tǒng)仍處于“各自為政”的運(yùn)行狀態(tài)，缺乏統(tǒng)一的能源管控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)與協(xié)調(diào)控制，更遑論協(xié)同優(yōu)化。

　　三重核心需求：合規(guī)、降本、安全

　　研究將企業(yè)需求歸納為三個(gè)維度。

　　政策驅(qū)動(dòng)：達(dá)標(biāo)合規(guī)與綠色轉(zhuǎn)型。面對(duì)60%綠電自消納比例紅線、余熱余壓回收利用的政策要求、碳排放雙控考核，企業(yè)迫切需要建立精準(zhǔn)的新能源發(fā)電預(yù)測(cè)與消納調(diào)度能力，系統(tǒng)挖掘可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源，建設(shè)余熱余壓余氣梯級(jí)回收利用體系，并建立可認(rèn)證、可追溯的綠電消費(fèi)與碳足跡核算體系。

　　成本驅(qū)動(dòng)：降本增效與價(jià)值創(chuàng)造。企業(yè)迫切需要提升新能源自發(fā)自用比例和余能回收利用率以降低外購(gòu)電費(fèi)，通過(guò)移峰填谷、需量管理降低用能成本，通過(guò)參與虛擬電廠和需求響應(yīng)獲取市場(chǎng)化收益，通過(guò)綠證交易與碳資產(chǎn)管理將環(huán)境價(jià)值轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益。

　　安全驅(qū)動(dòng)：可靠供電與連續(xù)生產(chǎn)。企業(yè)迫切需要建立新能源出力與負(fù)荷需求的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)體系，構(gòu)建儲(chǔ)能系統(tǒng)作為緩沖以平抑新能源波動(dòng)對(duì)生產(chǎn)的影響，建立多能互補(bǔ)的可靠供電架構(gòu)，確保關(guān)鍵負(fù)荷的連續(xù)供電。

　　四大算法模型：構(gòu)建“預(yù)測(cè)-調(diào)度-協(xié)同-溯源”全鏈條技術(shù)閉環(huán)

　　針對(duì)上述痛點(diǎn)與需求，新世杰電氣深度融合了四項(xiàng)核心算法模型，構(gòu)成完整的技術(shù)閉環(huán)。

　　基于數(shù)字孿生的“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)-余”一體化建模與仿真。該技術(shù)輸入新能源發(fā)電、余熱回收、儲(chǔ)能、負(fù)荷等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，輸出五位一體化三維可視化模型與仿真推演結(jié)果。不同于傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)僅提供分散數(shù)值顯示，數(shù)字孿生技術(shù)支持"先仿真、后執(zhí)行"，大幅降低試錯(cuò)成本。預(yù)期實(shí)現(xiàn)全鏈路可視化，仿真預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)90%以上，策略優(yōu)化周期縮短60%以上。

　　基于TCN-Attention的多能出力與負(fù)荷協(xié)同預(yù)測(cè)算法。多能源出力和工業(yè)負(fù)荷具有強(qiáng)波動(dòng)性和多周期性特征，TCN（時(shí)序卷積網(wǎng)絡(luò)）通過(guò)膨脹卷積實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)感受野擴(kuò)展，注意力機(jī)制自適應(yīng)分配權(quán)重，使預(yù)測(cè)精度達(dá)到96.42%。預(yù)期超短期預(yù)測(cè)精度達(dá)92%以上，支撐新能源消納率提升15至25個(gè)百分點(diǎn)、余能回收效率提升10至20個(gè)百分點(diǎn)。

　　基于改進(jìn)NSGA-III的多目標(biāo)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)-余”協(xié)同調(diào)度算法。該算法需同時(shí)最大化新能源消納率、最大化余能利用率、最小化用電成本、最小化碳排放、最小化生產(chǎn)影響——五個(gè)目標(biāo)之間存在顯著沖突。改進(jìn)后的NSGA-III引入多段式編碼和精英保留策略，無(wú)需目標(biāo)函數(shù)可導(dǎo)。預(yù)期實(shí)現(xiàn)新能源自消納率達(dá)標(biāo)60%以上，可調(diào)節(jié)負(fù)荷參與率提升40%以上，用電成本降低10%至18%，碳排放強(qiáng)度降低15%至25%。

　　基于區(qū)塊鏈的綠電溯源與碳足跡核算。傳統(tǒng)中心化數(shù)據(jù)庫(kù)存在數(shù)據(jù)篡改風(fēng)險(xiǎn)，區(qū)塊鏈技術(shù)憑借不可篡改、可追溯特性，可生成權(quán)威可信的綠電消費(fèi)記錄。預(yù)期實(shí)現(xiàn)綠電消費(fèi)100%可追溯，碳足跡核算精度達(dá)95%以上。

　　整體方案：云-邊-端三層協(xié)同架構(gòu)

　　在算法模型基礎(chǔ)上，新世杰電氣構(gòu)建了面向重點(diǎn)用能工業(yè)企業(yè)的多能智慧管控整體解決方案，采用"云-邊-端"三層協(xié)同架構(gòu)。

　　端側(cè)（感知層）部署光伏/風(fēng)電數(shù)據(jù)采集終端、余熱余壓余氣回收系統(tǒng)監(jiān)測(cè)終端、智能電表、儲(chǔ)能BMS接入網(wǎng)關(guān)、負(fù)荷智能控制終端等，實(shí)現(xiàn)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)-余”全要素實(shí)時(shí)采集，支持Modbus、IEC 61850、DL/T 645等多種協(xié)議。

　　邊側(cè)（邊緣層）部署邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)就地處理、協(xié)議轉(zhuǎn)換、邊緣分析與快速響應(yīng)，包括多能源出力與負(fù)荷實(shí)時(shí)匹配、可調(diào)節(jié)負(fù)荷狀態(tài)監(jiān)測(cè)與潛力評(píng)估、本地閉環(huán)控制。超短期預(yù)測(cè)和實(shí)時(shí)調(diào)控算法部署在邊緣側(cè)，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)響應(yīng)。

　　云側(cè)（平臺(tái)層）部署智慧能源管控云平臺(tái)，基于微服務(wù)架構(gòu)和容器技術(shù)，采用插件式、組件式模塊化設(shè)計(jì)。核心功能模塊涵蓋：多能源監(jiān)控（集成數(shù)字孿生可視化）、多能協(xié)同調(diào)度（集成TCN-Attention預(yù)測(cè)和NSGA-III優(yōu)化）、靈活負(fù)荷管理、能效與消納分析、虛擬電廠與需求響應(yīng)、碳排放與綠電溯源（集成區(qū)塊鏈）、運(yùn)維管理等七大模塊。

　　該方案在技術(shù)路線上具備五方面比較優(yōu)勢(shì)：一是“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)-余”五位一體全覆蓋，優(yōu)于競(jìng)品單一環(huán)節(jié)聚焦；二是靈活負(fù)荷深度挖掘，實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)負(fù)荷精細(xì)化分類和柔性調(diào)控；三是多能互補(bǔ)協(xié)同，支持電、水、氣、熱等多種能源綜合監(jiān)控與協(xié)同優(yōu)化；四是算法模型先進(jìn)性，TCN-Attention預(yù)測(cè)精度達(dá)96.42%；五是全棧國(guó)產(chǎn)化，有效規(guī)避“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)。

　　實(shí)施路徑采用“總體規(guī)劃、分步實(shí)施、持續(xù)優(yōu)化”策略，分為四個(gè)階段：第一階段感知筑基（1-3個(gè)月），完成全要素?cái)?shù)據(jù)采集體系部署；第二階段平臺(tái)搭建（2-4個(gè)月），部署智慧能源管控平臺(tái)；第三階段智能優(yōu)化（3-6個(gè)月），完成模型訓(xùn)練與驗(yàn)證；第四階段互動(dòng)升級(jí)（持續(xù)），對(duì)接虛擬電廠、電力交易和碳交易市場(chǎng)。

　　先行試點(diǎn)成效顯著：電解鋁與化工兩大案例

　　研究成果已在兩個(gè)典型行業(yè)落地驗(yàn)證。

　　某大型電解鋁企業(yè)，年用電量超50億千瓦時(shí)，此前已建屋頂光伏30MW但自消納比例僅35%。項(xiàng)目實(shí)施后，光伏自消納比例從35%提升至68%；識(shí)別可調(diào)節(jié)負(fù)荷約25MW；余熱綜合回收利用率從不足20%提升至65%，年新增余熱發(fā)電超8000萬(wàn)千瓦時(shí)；年節(jié)約電費(fèi)超3000萬(wàn)元；碳排放強(qiáng)度下降22%；聚合資源約30MW接入虛擬電廠，年度需求響應(yīng)收益超250萬(wàn)元。

　　某大型化工企業(yè)，年用電量約12億千瓦時(shí)，此前已建風(fēng)光15MW及儲(chǔ)能10MW/20MWh，但余熱余壓回收利用率不足25%。項(xiàng)目實(shí)施后，新能源綜合消納率從42%提升至73%，余熱余壓余氣綜合回收利用率從不足25%提升至68%；識(shí)別可調(diào)節(jié)負(fù)荷約18MW，成功參與需求響應(yīng)12次，響應(yīng)準(zhǔn)確率超96%；非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)下降75%；產(chǎn)品碳足跡核算精度達(dá)96%以上。

　　展望：從“錦上添花”到“雪中求存”

　　研究指出，在碳排放雙控和“60%自消納”政策紅線的雙重約束下，新能源高效利用、靈活負(fù)荷挖掘與余能梯級(jí)回收已從“錦上添花”變?yōu)椤把┲星蟠妗?。企業(yè)應(yīng)主動(dòng)擁抱數(shù)字化轉(zhuǎn)型，加快建設(shè)工業(yè)綠色微電網(wǎng)，積極參與虛擬電廠和電力市場(chǎng)交易，將綠色轉(zhuǎn)型的壓力轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量發(fā)展的動(dòng)力。

　　作為深耕電力自動(dòng)化領(lǐng)域三十余年的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，新世杰電氣依托重慶市“33618”現(xiàn)代制造業(yè)集群優(yōu)勢(shì)和重慶市電力系統(tǒng)自動(dòng)化工程技術(shù)研究中心，已構(gòu)建涵蓋智能發(fā)電、智能變配電、智慧水利及智慧能源管理的全產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系。公司表示，將持續(xù)深耕多能協(xié)同與智慧能源領(lǐng)域，以科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，為重點(diǎn)用能工業(yè)企業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型提供更智能、高效的解決方案。

責(zé)任編輯：王萍