重庆新世杰电气发布能碳管理智慧解决方案
来源：中国能源新闻网 时间：2026-07-07 18:38
孙小江
随着2026年“十五五”全面实施碳排放总量和强度双控制度，重点用能工业企业正面临一场前所未有的转型大考。国家发改委等五部门印发的《关于开展重点行业节能降碳改造攻坚三年行动的通知》聚焦钢铁、电解铝等9个行业，要求加强能源资源梯级回收利用；工信部等五部门联合发布的《工业绿色微电网建设与应用指南（2026—2030年）》更明确提出，新建可再生能源就近就地自消纳比例原则上不低于60%。
然而，现实远比政策要求骨感——我国工业余热资源平均回收利用率仅约30%，分布式新能源“重装机、轻消纳”现象普遍，大量可调节负荷资源长期沉睡。这“三重浪费”正在成为制约企业绿色低碳转型的关键瓶颈。
近日，重庆新世杰电气股份有限公司高级工程师孙小江发布了一项面向重点用能工业企业的能碳管理研究成果，系统梳理了当前企业在能碳管理领域的四大痛点与三重核心需求，并提出了基于“源-网-荷-储-余”五位协同的多能智慧管控整体解决方案。
四大痛点：困住工业企业的能碳管理难题
重点用能工业企业能碳管理的四大痛点
基于新世杰电气在电解铝、化工、钢铁等多个工业行业的项目实践，研究指出重点用能工业企业普遍存在四方面突出问题。
分布式新能源“重建设、轻消纳”。大量企业已布局屋顶光伏、分散式风电，但缺乏对本地光资源、风资源及自身负荷特性的科学评估，光伏组件朝向、倾角等参数未因地制宜优化。项目建成后缺乏有效的消纳调度手段，部分工业项目分布式光伏自发自用比例持续走低，大量绿电被迫上网——既无法满足60%自消纳比例的政策红线，又损失了本该获得的电价收益。
可转移、可调节负荷发掘不够，大量柔性资源沉睡。工业负荷用电量大且规律，可挖掘的调节潜力巨大，但多数企业尚未对自身负荷进行精细化分类和潜力评估。大量可平移负荷、可削减负荷、可中断负荷未被系统识别。传统用电管理手段一般为“0-1模式”（全开或全关），严重影响生产连续性，导致大量柔性负荷资源长期沉睡。
余热余压余气等剩余能源梯级利用严重不足。我国单位GDP能耗高于发达国家，余热资源平均回收利用率仅为30%左右。钢铁企业焦炉气、高炉气、转炉气等可燃副产气大量放空；系统集成度差，各设备之间匹配性不佳，能量损失和运行不稳定问题突出。
多能互补与源网荷储协同能力薄弱。多数企业的新能源、储能、负荷、余能回收系统仍处于“各自为政”的运行状态，缺乏统一的能源管控平台实现多能互补与协调控制，更遑论协同优化。
三重核心需求：合规、降本、安全
研究将企业需求归纳为三个维度。
政策驱动：达标合规与绿色转型。面对60%绿电自消纳比例红线、余热余压回收利用的政策要求、碳排放双控考核，企业迫切需要建立精准的新能源发电预测与消纳调度能力，系统挖掘可调节负荷资源，建设余热余压余气梯级回收利用体系，并建立可认证、可追溯的绿电消费与碳足迹核算体系。
成本驱动：降本增效与价值创造。企业迫切需要提升新能源自发自用比例和余能回收利用率以降低外购电费，通过移峰填谷、需量管理降低用能成本，通过参与虚拟电厂和需求响应获取市场化收益，通过绿证交易与碳资产管理将环境价值转化为经济效益。
安全驱动：可靠供电与连续生产。企业迫切需要建立新能源出力与负荷需求的精准预测体系，构建储能系统作为缓冲以平抑新能源波动对生产的影响，建立多能互补的可靠供电架构，确保关键负荷的连续供电。
四大算法模型：构建“预测-调度-协同-溯源”全链条技术闭环
针对上述痛点与需求，新世杰电气深度融合了四项核心算法模型，构成完整的技术闭环。
重点用能工业企业能碳管理的技术措施
基于数字孪生的“源-网-荷-储-余”一体化建模与仿真。该技术输入新能源发电、余热回收、储能、负荷等实时数据，输出五位一体化三维可视化模型与仿真推演结果。不同于传统监控系统仅提供分散数值显示，数字孪生技术支持"先仿真、后执行"，大幅降低试错成本。预期实现全链路可视化，仿真预测准确率达90%以上，策略优化周期缩短60%以上。
基于TCN-Attention的多能出力与负荷协同预测算法。多能源出力和工业负荷具有强波动性和多周期性特征，TCN（时序卷积网络）通过膨胀卷积实现指数级感受野扩展，注意力机制自适应分配权重，使预测精度达到96.42%。预期超短期预测精度达92%以上，支撑新能源消纳率提升15至25个百分点、余能回收效率提升10至20个百分点。
基于改进NSGA-III的多目标“源-网-荷-储-余”协同调度算法。该算法需同时最大化新能源消纳率、最大化余能利用率、最小化用电成本、最小化碳排放、最小化生产影响——五个目标之间存在显著冲突。改进后的NSGA-III引入多段式编码和精英保留策略，无需目标函数可导。预期实现新能源自消纳率达标60%以上，可调节负荷参与率提升40%以上，用电成本降低10%至18%，碳排放强度降低15%至25%。
基于区块链的绿电溯源与碳足迹核算。传统中心化数据库存在数据篡改风险，区块链技术凭借不可篡改、可追溯特性，可生成权威可信的绿电消费记录。预期实现绿电消费100%可追溯，碳足迹核算精度达95%以上。
整体方案：云-边-端三层协同架构
在算法模型基础上，新世杰电气构建了面向重点用能工业企业的多能智慧管控整体解决方案，采用"云-边-端"三层协同架构。
重点用能工业企业能碳管理平台
端侧（感知层）部署光伏/风电数据采集终端、余热余压余气回收系统监测终端、智能电表、储能BMS接入网关、负荷智能控制终端等，实现“源-网-荷-储-余”全要素实时采集，支持Modbus、IEC 61850、DL/T 645等多种协议。
边侧（边缘层）部署边缘计算网关，实现数据就地处理、协议转换、边缘分析与快速响应，包括多能源出力与负荷实时匹配、可调节负荷状态监测与潜力评估、本地闭环控制。超短期预测和实时调控算法部署在边缘侧，实现毫秒级响应。
云侧（平台层）部署智慧能源管控云平台，基于微服务架构和容器技术，采用插件式、组件式模块化设计。核心功能模块涵盖：多能源监控（集成数字孪生可视化）、多能协同调度（集成TCN-Attention预测和NSGA-III优化）、灵活负荷管理、能效与消纳分析、虚拟电厂与需求响应、碳排放与绿电溯源（集成区块链）、运维管理等七大模块。
该方案在技术路线上具备五方面比较优势：一是“源-网-荷-储-余”五位一体全覆盖，优于竞品单一环节聚焦；二是灵活负荷深度挖掘，实现可调节负荷精细化分类和柔性调控；三是多能互补协同，支持电、水、气、热等多种能源综合监控与协同优化；四是算法模型先进性，TCN-Attention预测精度达96.42%；五是全栈国产化，有效规避“卡脖子”风险。
实施路径采用“总体规划、分步实施、持续优化”策略，分为四个阶段：第一阶段感知筑基（1-3个月），完成全要素数据采集体系部署；第二阶段平台搭建（2-4个月），部署智慧能源管控平台；第三阶段智能优化（3-6个月），完成模型训练与验证；第四阶段互动升级（持续），对接虚拟电厂、电力交易和碳交易市场。
先行试点成效显著：电解铝与化工两大案例
研究成果已在两个典型行业落地验证。
某大型电解铝企业，年用电量超50亿千瓦时，此前已建屋顶光伏30MW但自消纳比例仅35%。项目实施后，光伏自消纳比例从35%提升至68%；识别可调节负荷约25MW；余热综合回收利用率从不足20%提升至65%，年新增余热发电超8000万千瓦时；年节约电费超3000万元；碳排放强度下降22%；聚合资源约30MW接入虚拟电厂，年度需求响应收益超250万元。
某大型化工企业，年用电量约12亿千瓦时，此前已建风光15MW及储能10MW/20MWh，但余热余压回收利用率不足25%。项目实施后，新能源综合消纳率从42%提升至73%，余热余压余气综合回收利用率从不足25%提升至68%；识别可调节负荷约18MW，成功参与需求响应12次，响应准确率超96%；非计划停机次数下降75%；产品碳足迹核算精度达96%以上。
展望：从“锦上添花”到“雪中求存”
研究指出，在碳排放双控和“60%自消纳”政策红线的双重约束下，新能源高效利用、灵活负荷挖掘与余能梯级回收已从“锦上添花”变为“雪中求存”。企业应主动拥抱数字化转型，加快建设工业绿色微电网，积极参与虚拟电厂和电力市场交易，将绿色转型的压力转化为高质量发展的动力。
作为深耕电力自动化领域三十余年的国家高新技术企业，新世杰电气依托重庆市“33618”现代制造业集群优势和重庆市电力系统自动化工程技术研究中心，已构建涵盖智能发电、智能变配电、智慧水利及智慧能源管理的全产业技术体系。公司表示，将持续深耕多能协同与智慧能源领域，以科技创新驱动，为重点用能工业企业绿色低碳转型提供更智能、高效的解决方案。
责任编辑：王萍
