2026年余姚市“舜数智创杯”数据要素×挑战赛获奖作品之|AI驱动・微电网降碳智能调度系统
获奖作品：AI驱动・微电网降碳智能调度系统
参赛单位：浙江朝华鼎冠能源科技有限公司
获得奖项：二等奖
我国力争2030年前实现碳达峰，努力争取2060年前实现碳中和，是以习近平同志为核心的党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策。浙江省锚定2027年实现园区绿电覆盖率50%发展目标，宁波市发改委印发《2026年宁波市碳达峰碳中和工作要点》，明确能碳数智平台建设、碳减排金融工具扩容等重点任务。
然而当前工业园区存在绿电消纳损耗严重、碳管控能力缺失、全域数据孤岛壁垒、市电依赖度偏高等问题。园区分布式光伏装机规模不断扩大，但行业弃光率达到15‑20%，储能依靠人工调度，难以匹配光伏出力和生产负荷，清洁能源损耗较多；碳核算依旧采取月度人工统计方式，核算误差超过30%，阻碍企业开展绿色工厂创建和CBAM碳关税核查工作；此外电力负荷、气象辐照、生产排产、碳交易等关键数据相互独立，形成数据壁垒，缺少联合分析能力，造成能源调度决策滞后，也导致园区缺少智能调控措施，高峰时段全额采购市电，用电成本居高不下，储能仅作为被动储电容器，数据要素价值未完全释放。
1、整体云边协同技术架构
项目搭建云端天枢大脑-边层边缘中枢-端层物联末梢三级一体化架构，打通物理设备与数字平台双向通道，配套多行业零碳场景落地模块，形成完整数智调度底座。
（1）云端天枢大脑：搭载能碳大脑、虚拟电厂、碳交易、微电网四大管理系统，完成全局数据融合、AI优化策略生成、碳资产交易、分布式资源聚合调度；
（2）边层边缘中枢：兼容Modbus、OPCUA、BACnet等8类工业协议，实现本地数据预处理、秒级实时控制、断网离线自治，向下下发调度指令、向上汇聚全域数据；
（3）端层物联末梢：覆盖光伏、储能、充电桩、暖通、生产设备、环境传感、智能水气表等全品类设施，完成全维度能耗、碳排、设备运行原始数据采集。
架构配套工业、能源站、建筑楼宇、数据中心、农光互补等标准化场景模块，实现快速部署适配。
2、四大核心关键技术
（1）多能互补深度强化学习调度算法：基于PPO/DQN算法构建光伏、储能、市电协同优化模型，同步平衡绿电消纳最大化、用电成本最小化、碳排放最低三大目标，模型可基于历史数据持续自进化；
（2）多时间尺度时序预测引擎：融合LSTM+Transformer搭建三级预测体系，15分钟超短期、4小时短期、24小时中长期分别预判光伏出力与生产负荷，预测精度可达89%-92%；
（3）国标级分钟级碳排“测-算-溯”体系：严格遵循ISO14064、GB32150核算标准，每分钟动态核算碳排放，精准追溯单台设备、单条产线碳排来源，核算准确率≥95%；
（4）分布式资源虚拟电厂聚合技术：整合园区光伏、储能、可控负荷形成统一虚拟电厂主体，参与电网需求响应、辅助服务市场，拓展企业绿色增收渠道。
3、独创“4×3×2”数据要素融合体系
项目首创“四类数据贯通、三大AI引擎、双重量化目标”融合架构，释放数据倍增价值：
（1）四类异构数据贯通：打通电力电价、气象环境、生产排产、碳资产交易跨域数据，搭建标准化统一数据底座；
（2）三大AI引擎部署：碳排实时监测引擎、源荷双侧预测引擎、储能SOC优化调度引擎，形成“数据采集-智能分析-策略下发-执行反馈”全闭环；
（3）双重量化落地目标：实现分钟级碳排全域感知、园区绿电消纳率由82%提升至95%以上。
经实测，单一数据源仅可实现5%-8%节能，四类数据融合后综合节能效果达25%-35%，价值放大3-4倍。
1、全域多源数据汇聚
项目打破行业数据割裂现状，汇聚四大类跨域异构数据资源：
（1）电力能源数据：变压器负荷、光伏实时出力、储能SOC状态、充电桩功率、分时峰谷电价、市电采购数据；
（2）气象环境数据：光照辐照度、温湿度、降水、风速时序数据，支撑光伏发电精准预判；
（3）工业生产数据：工厂订单、产线排产、设备启停班次、生产负荷时序曲线；
（4）碳资产交易数据：CCER碳配额价格、绿证交易行情、行业碳排放因子库、减排核算标准数据。
依托企业自有《储能电站全生命周期多时序监测数据集》（浙江省第一批工业领域重点行业高质量数据集），完成数据标准化入库、脱敏治理，彻底破除园区数据孤岛。
图.多源数据汇聚融合
2、标准化数智处理流程
采用云边分层协同处理模式，实现数据全生命周期治理：
（1）边缘端预处理：设备原始数据经多协议网关清洗、去噪、脱敏，本地缓存支持断网自主调度，筛选有效特征数据上传云端；
（2）云端融合建模：将四类异构数据统一标准化映射，输入强化学习调度模型、时序预测模型、碳核算因子匹配模型，自动生成最优储能充放电、负荷调节策略；
（3）闭环迭代优化：系统实时采集策略执行后的能耗、碳排、收益数据回传模型，每15分钟更新训练参数，数据积累越多，预测与调度精度持续提升。
3、多场景数字化落地应用
依托融合后的数据资产，平台面向多类主体提供差异化数字化服务：
（1）工业园区零碳微电网：为制造业园区提供AI储能调度、实时碳管控、虚拟电厂交易、碳资产开发一站式服务；
（2）光储充综合场站（余姚泗门镇朝华综能超充站落地示范）：联动充电车辆行为、光伏、储能数据动态优化充放电计划；
（3）拓展场景：数据中心、5G基站、港口矿区、绿色建筑、农光/渔光互补、离网微电网等；
1、项目成效
该系统打造AI预测的三重价值：第一，电力价格预测。基于历史电价、气象和电网数据，预测24小时电价走势，指导储能低充高放，收益提升35%以上。第二，碳价预测。对接碳市场数据，低位买配额、高位卖富余，年收益38—50万元。第三，碳电联动预测。将电价预测与碳价预测耦合分析，自动调整储能和碳交易策略组合，实现“省电+减碳+赚钱”三重协同。
以一个中型园区（20MW光伏+4MW/12MWH储能）为基准，应用系统后年节省电费约2400万元，年减排CO₂约2万余吨，整体能碳数智华建设投资回收期仅40~72个月。
相关项目当前已形成“宁波试点—浙江复制—长三角推广”的递进格局。目前累计服务项目近百个，管理分布式光伏容量超过30MW，储能系统容量超过50MWh。典型客户覆盖浙江、湖北、河北等地多个工业场景，标准化接口适配90%以上设备，具备良好的规模化复制条件。凭借储能电站多参数安全运行与故障预警时序数据集，朝华鼎冠成功入围宁波市首批高质量数据集建设揭榜挂帅名单，储能电站全生命周期多时序监测数据集入选浙江省第一批工业领域重点行业高质量数据集。
图.朝华综能超充站
2、创新点
（1）技术创新：从“规则驱动”到“数据+AI驱动”：传统EMS（能源管理系统）依赖人工设定的固定阈值和规则（如“峰时放、谷时充”），无法应对复杂多变的光伏波动。本项目创新引入深度强化学习（DRL），让AI在海量数据中自主学习最优策略，实现从“自动化”向“自主智能化”的跨越，推动数据要素×绿色低碳的融合应用，打破“就能源管能源、就碳管碳”的孤岛模式，首创“电-碳-产-市”四维数据融合开发模式，将数据要素的乘数效应直接转化为降碳与增收的实际生产力。
（2）服务与模式创新：突破单一园区的物理边界，将园区内零散的分布式光伏、储能、可调负荷聚合成“虚拟电厂”。作为独立市场主体，参与电网的调峰调频辅助服务市场与需求侧响应，将园区的“沉睡资源”转化为“可交易资产”。联动绿电/绿证交易与碳市场，系统根据实时电价与碳价波动，自动决策“自发自用”、“余电上网”、“申领绿证出售”，实现环境权益的最大化变现。
（3）数据流通机制创新：探索“数据可用不可见”的流通新机制。在跨园区或跨企业的数据对标与虚拟电厂聚合中，引入联邦学习与隐私计算技术。各园区原始数据不出本地，仅交互模型梯度或加密参数，既实现了全局调度模型的联合训练与优化，又彻底打消了企业的数据泄露顾虑。
编辑、一审：严怡雯 二审：徐斌 三审：王润
