摘要：随着我国高等教育事业的快速发展和 “双碳” 目标的推进，校园能源消耗日益增长，新能源设施（如光伏、充电桩）的规模化应用给校园能源管理带来了新的挑战。本文以安科瑞 EMS 3.0 智慧能源管理系统为研究对象，探讨其如何通过 “源网荷储” 一体化技术架构，实现校园

随着我国高等教育事业的快速发展和 “双碳” 目标的推进，校园能源消耗日益增长，新能源设施（如光伏、充电桩）的规模化应用给校园能源管理带来了新的挑战。本文以安科瑞 EMS 3.0 智慧能源管理系统为研究对象，探讨其如何通过 “源网荷储” 一体化技术架构，实现校园光伏发电、储能系统与充电桩的智能联动管理。通过分析系统架构、核心功能及实际应用案例，阐述该系统在提升能源利用效率、降低运营成本、减少碳排放等方面的综合效益，为高校绿色低碳转型提供参考方案。

2022 年，教育部印发《绿色低碳发展国民教育体系建设实施方案》，明确要求全国学校向 “低碳校园” 转型。政策推动下，光伏发电、新能源汽车充电桩等设施在校园快速普及，但传统能源管理模式难以适应新能源时代的需求，诸多 “成长烦恼” 日益凸显：

数据滞后问题严重制约管理效率，10 栋教学楼的电表、水表依赖人工抄录，能耗异常往往滞后 3-5 天才能发现；设备运行效率低下，空调、照明系统缺乏联动控制，午休时段教室空开率达 40%，年浪费电费超 50 万元；碳排核算困难，多建筑、多场景的碳排放边界模糊，手工统计误差超 15%，绿色校园认证耗时耗力。

湖南某大学改造前的状况具有典型代表性：电力监控、能耗统计、消防报警各自独立，数据 “互不相认”；宿舍电费收缴难、超负荷用电无法预警；光伏、充电桩接入难，资源浪费严重。这些问题不仅推高了办学成本，也阻碍了高校绿色低碳转型进程。

“源网荷储” 是构建新型电力系统的关键框架，可理解为电力系统的 “四位一体” 协同运作体系。在这一体系中，“源” 即电源（发电端），涵盖光伏等新能源发电形式；“网” 指电网（输配电环节），承担电能的传输与分配任务；“荷” 代表负荷（用电端），也就是各类电力用户；“储” 表示储能系统，用于电力的存储与调节。

这一理念突破了传统电网仅遵循 “源随荷动” 的单一运行模式，使 “荷” 与 “储” 能够灵活地参与到电力系统的调节中来，构建起 “源网荷储协同互动” 的新型模式，进而提升电力系统对波动性新能源的消纳能力，增强系统的安全性并提高运行效率。

对于校园场景而言，“源网荷储” 理念的实践具有特殊价值。校园作为一个相对独立的微生态系统，拥有分布式光伏（屋顶、车棚）等能源供给，教学楼、宿舍等多样化用电负荷，以及新能源汽车充电桩等特定用电需求，通过储能系统的协调，能够形成完整的能源闭环，为校园能源管理提供了理想解决方案。

安科瑞 EMS 3.0 智慧能源管理平台采用开放的分层分布式网络结构，主要由设备层、传输层、数据层、应用层组成，构建起 “云 - 边 - 端” 协同的技术体系，实现校园能源从 “被动消耗” 到 “主动优化” 的转变。

3.1 终端层：全面感知的能源末梢

设备层主要由各种监控、计量、保护、治理以及能量转换设备组成，包括多功能电力仪表、光伏逆变器、储能 PCS（储能变流器）、智能充电桩、测温传感器等。以广州市工贸技师学院的光伏车棚示范项目为例，该项目采用隆基公司生产的单晶硅光伏组件，单块组件峰值功率为 585Wp，正反面都可以发电，共计 15 块，总功率达 8.775 千瓦，同时配备 1 台 3 千瓦充电桩，实现了光伏发电与新能源汽车充电的直接对接。

这些终端设备负责能源生产、消耗数据的实时采集与控制指令的执行，为整个系统提供基础数据支撑。终端层的多样化设备接入能力，确保了校园内各类能源节点的全面感知与监控。

3.2 边缘层：实时响应的本地大脑

边缘层由微电网协调控制器（ACCU-100）与能量管理系统组成，作为 “本地大脑”，实时响应云端指令，处理光伏、储能、负荷的协同逻辑。安科瑞 ACCU-100 系列微电网协调控制器集数据采集、通信管理、边缘计算、策略控制于一体，支持储能容量≤400kW，光伏容量≤400kWp 的系统规模。

该控制器支持 Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-104 等多种通信规约，可实现与各类设备的无缝对接。其核心功能包括防逆流控制、削峰填谷策略执行、需量控制、有序充电管理等，能够在毫秒级时间内完成本地能源调度决策，确保能源系统的安全稳定运行。

3.3 云端层：全局优化的智慧平台

云端层依托云计算平台存储多站点数据，提供全局优化（如 7 天负荷预测、跨区域资源调配）、碳排统计、远程监控与报表自动生成等功能，支持电脑端、APP 端实时查看。安科瑞 EMS 3.0 平台对校园微电网分布式电源、市政电源、储能系统、充电设施以及各类交直流负荷的运行状态进行实时监视、智能预测、动态调配和优化策略制定。

通过云端平台的数字化展示功能，校园管理人员可以通过展示大屏实时掌握市电、光伏、储能、充电桩以及其它负荷数据，快速了解能源运行全貌。平台还能直观显示能源生产及流向，包括各种能源的生产及消耗过程，通过优化控制提升新能源消纳，削峰填谷，平滑系统出力，并显示优化前后的能源曲线对比，为决策提供直观参考。

安科瑞 EMS 3.0 系统的核心价值在于实现光伏发电、储能系统与用电负荷（尤其是充电桩）的智能联动，通过精细化的能源管理策略，提升系统运行效率与经济性。

4.1 光伏 - 储能协同：解决能源时间错位难题

光伏发电高峰多在白天，而校园用电需求高峰常在傍晚和夜间，这种时间上的错位是新能源高效利用的关键挑战。储能系统作为 “能量缓冲器” 和 “时间魔术师”，在光伏出力高且用电负荷相对较低的时段（如午间）吸收储存富余电能；待到光伏出力低甚至为零、但用电需求处于高峰的时段（如夜晚），再将储存的电能释放出来满足需求。

安科瑞系统通过智能算法实现光伏 - 储能协同优化：光伏出力过剩时，自动控制储能设备充电；光伏出力不足时或夜间，储能系统自动放电补充供电，减少对电网的依赖，提高新能源消纳率。这种协同机制显著提升了校园光伏能源的自用率，降低了弃光损失。

4.2 储能 - 负荷协同：实现削峰填谷与成本优化

储能系统与用电负荷的协同主要通过 “削峰填谷” 策略实现经济效益最大化。储能系统在电价低谷时段（如 0:00-6:00，电价 0.28 元 /kWh）从电网或光伏充电，在高峰时段（如 10:00-16:00，电价 1.05 元 /kWh）放电补充负荷，直接减少高价市电采购。

同时，系统通过需量控制功能，实现能量储存与充放电功率跟踪，防止因短时负荷过高而增加基础电费。这种精细化的负荷管理策略，使校园能源成本得到有效控制。吉首大学通过采用类似智能化管理手段，实现了直接节能效益 10% 左右的良好效果。

4.3 有序充电管理：平衡电网负荷与用户需求

针对校园充电桩的集中接入可能导致的变压器过载问题，安科瑞 EMS 3.0 系统开发了有序充电功能。系统根据校园电网负荷和变压器容量，与变压器负荷率进行联动控制，动态调整充电桩的充电功率和充电时序。

这种智能调度机制在保障电网安全稳定运行的前提下，最大限度满足了师生的新能源汽车充电需求，避免了传统无序充电模式下可能出现的跳闸、设备损坏等问题，同时也降低了校园电网扩容的投资成本。

4.4 防逆流与柔性扩容：保障电网安全与供电可靠性

对于采用 “自发自用” 模式的校园光伏系统，安科瑞 EMS 3.0 系统的防逆流功能至关重要。该功能防止系统电力反送上网，避免了可能的电网考核与罚款。同时，系统支持柔性扩容功能，当短期用电功率大于变压器总容量时，通过储能放电与负荷调控的协同，满足负载用能要求，延缓了电网升级改造的投资需求。

系统融合控制策略遵循 “光伏优先、储能补充、市电兜底” 的原则：光伏高发时优先供给负荷，负荷消纳不了的部分给储能充电，储能充满则限制光伏功率；光伏不足时，优先由储能补充；储能不足再由市电供电，形成了科学合理的能源调度逻辑。

5.1 广州市工贸技师学院光伏车棚项目

广州市工贸技师学院在北校区建设的光伏车棚示范项目，是校园光伏与充电桩结合的典型案例。该项目利用学校停车位建设光伏发电站，不占用额外空间，兼具发电、遮阳、降温等多重功能。

根据广州地区的太阳辐射数据估算，该项目建成投产后，每年将产生绿色清洁能源约 4500 千瓦时，与相同发电量的火电厂相比，节约标准燃煤约 2 吨，每年减轻排入温室效应性气体二氧化碳约 4 吨，减少排入大气污染气体二氧化硫约 50 千克。项目采用自发自用的并网方式，全部电力供北 1 教学楼内的负载使用，各项设计指标达到国内先进水平，同时为新能源应用技术专业的学生提供了宝贵的实践教学案例。

5.2 吉首大学校级智慧能源管理系统

吉首大学引入安科瑞智慧能源管理系统后，在安全效益、节能效益和运营效益三个维度均取得显著提升。安全方面，系统有效排除了校园能源设备的安全隐患，提高了能源系统的安全性和稳定性；节能方面，通过高性能设备和智能化管理手段，实现直接节能效益 10% 左右；运营方面，系统通过集中监控、统一调度和统一运维，节约了人力物力，大大降低了学校运营成本。

该系统不仅作为高校能源运行的 “智慧大脑”，实现用能过程的精准调控与系统优化，更成为绿色低碳理念的重要传播载体，将节能意识融入校园基础设施建设和学生培养全过程。

6.1 经济效益显著提升

安科瑞 EMS 3.0 系统通过优化能源结构、提升能源利用效率和精细化成本控制，为校园带来了显著的经济效益。直接效益包括：光伏发电替代市电带来的电费节约（约 0.5-0.8 元 / 度）、储能削峰填谷的电价套利收益（峰谷价差可达 0.7 元 / 度以上）、节能改造实现的用电成本降低（平均节能率 10% 左右）。

间接效益则体现在人力成本节约（减少人工抄表和巡检工作量）、设备寿命延长（通过状态监测和预知维护）、电网扩容投资延缓（通过柔性扩容技术）等方面。综合测算，一般校园项目投资回收期可控制在 5-8 年，具有良好的经济可行性。

6.2 环境效益成果丰硕

在环境效益方面，系统通过清洁能源替代和能效提升，显著降低了校园碳排放。以广州市工贸技师学院 8.775kW 光伏项目为例，每年可减少二氧化碳排放约 4 吨。若按一所高校光伏装机容量 1MW 计算，年发电量约 120 万度，可减少二氧化碳排放约 1200 吨，相当于植树 6.7 万棵，环境效益十分可观。

系统的碳排统计功能能够自动生成校园碳足迹报告，为绿色校园认证、低碳示范单位申报等提供精准数据支撑，助力高校实现 “双碳” 目标承诺。

6.3 社会效益多元拓展

社会效益层面，安科瑞 EMS 3.0 系统为校园能源安全提供了可靠保障，通过实时监测和预警功能，有效预防了电气火灾等安全事故。系统的透明化管理也提升了师生的节能意识，培养了绿色低碳生活习惯。

同时，智慧能源管理平台为高校相关专业（如新能源科学与工程、电气工程及其自动化等）提供了实践教学平台，促进了产学研融合，为新能源产业培养了具备实践能力的专业人才。

安科瑞 EMS 3.0 智慧能源管理系统通过 “源网荷储” 一体化技术架构，成功实现了校园光伏发电、储能系统与充电桩的智能联动管理，为解决校园能源管理痛点提供了全面解决方案。系统的 “云 - 边 - 端” 协同架构确保了能源数据的全面感知、实时分析与优化决策；多样化的协同控制策略实现了能源的高效利用与成本优化；实际应用案例验证了系统在提升能源效率、降低运营成本、减少碳排放等方面的显著成效。

随着 “双碳” 目标的深入推进和新能源技术的快速发展，校园智慧能源管理系统将向更智能、更开放、更集成的方向演进。未来，结合人工智能、数字孪生等先进技术，系统将实现更精准的能源预测、更优化的调度策略和更友好的用户交互，为构建零碳校园、智慧校园提供更强有力的支撑。

高校作为人才培养和科技创新的重要基地，通过安科瑞 EMS 3.0 等智慧能源管理系统的应用，不仅实现了自身的绿色低碳转型，更为社会树立了可持续发展的典范，为我国能源革命和 “双碳” 目标实现贡献了高校力量。

来源：电气刘工