전 세계 기후 변화와 에너지 위기가 심화됨에 따라 탄소 배출은 인류가 직면 한 중대한 도전 중 하나가되었습니다.저탄소 발전을 실현하기 위해 각국은 지속가능한 에너지 전환과 탄소 중립 경로를 적극적으로 모색하고 있으며, 단지는 도시 발전의 중요한 구성 부분으로서 탄소 배출을 줄이고 에너지 효율을 높이며 녹색 성장을 촉진하는 책임도 지고 있다.제로 탄소 단지는 신형 단지 모델로서 단지 내 에너지 소모와 탄소 배출의 균형을 실현하는 것을 목표로 청정 에너지, 에너지 절약 기술, 에너지 저장 기술, 탄소 포획과 이용 기술 등 수단을 채택하여 단지 내 에너지 시스템의 자급자족과 탄소 순환 이용을 실현함으로써 제로 탄소 배출 또는 마이너스 탄소 배출의 효과를 달성한다.탄소제로단지는 전 세계 기후변화를 완화하고 단지의 경쟁력과 흡인력을 제고하는데 유리할뿐만아니라 단지내 산업의 승격과 혁신을 촉진하고 단지내 주민과 기업의 삶의 질과 행복감을 제고하는데도 유리하다.

1. 탄소 제로 캠퍼스 개요

1.1 탄소 제로 캠퍼스의 정의

탄소 제로 단지는 단지 내 에너지 소비와 탄소 배출의 균형을 실현하는 것을 목표로 청정 에너지, 에너지 절약 기술, 에너지 저장 기술, 탄소 포획 및 이용 기술 등 수단을 채용하여 단지 내 에너지 시스템의 자급자족과 탄소 재활용을 실현하여 탄소 배출 제로 또는 마이너스 탄소 배출의 효과를 달성하는 단지 모델이다.

1.2 탄소 제로 단지 발전의 중요성

탄소제로단지의 발전은 전 세계 기후변화에 대응하고 지속가능한 발전을 촉진하는데 중요한 의의가 있으며 주로 다음과 같은 몇가지 면에서 구현된다.

① 온실가스 배출 감소, 전 세계 기후변화 완화에 유리하며, 탄소 제로 단지는 에너지 소비와 탄소 배출의 균형을 실현함으로써 화석에너지에 대한 단지의 의존도를 효과적으로 낮추고 온실가스 배출을 감소시켜 전 세계 기후변화의 대응과 통제에 기여할 수 있다.

② 에너지 효율을 높이고 에너지 안전을 보장하는 데 유리하다.제로 탄소 단지는 청정 에너지, 에너지 절약 기술, 에너지 저장 기술 등 수단을 채택함으로써 단지 내 에너지 시스템의 효율과 신뢰성을 높이고 에너지 손실과 낭비를 줄이며 단지 내 에너지 공급과 수요의 균형과 안정을 보장할 수 있다.

③ 녹색성장을 촉진하고 경제경쟁력을 강화하는데 유리하다.제로탄소단지는 선진적인 제로탄소기술을 도입하고 응용함으로써 단지내 산업의 승격과 혁신을 촉진하고 신흥산업과 취업기회를 증가시켜 단지의 경제효익과 사회효익을 제고할수 있다.

④ 생태환경을 개선하고 삶의 질을 향상시키는 데 도움이 된다.탄소 제로 단지는 탄소 재활용을 실현함으로써 오염물 배출을 줄이고 대기질과 물의 질을 개선하며 생태계 서비스 기능을 보호하고 회복하여 단지 내 주민과 기업의 삶의 질과 행복감을 향상시킬 수 있다.

2.제로 탄소 단지의 발전 현황 및 문제점

2.1 제로 탄소 단지의 발전 현황

현재 제로 탄소 단지는 국제적으로 이미 일부 성공적인 사례와 경험을 가지고 있는데, 예를 들면 영국의 베드포드 제로 탄소 단지, 싱가포르의 청정 과학 기술 단지, 일본의 기타큐슈 스마트 커뮤니티 등이다.이러한 제로 탄소 단지는 모두 서로 다른 제로 탄소 기술과 전략을 채택함으로써 단지 내의 에너지 소비와 탄소 배출의 균형 또는 마이너스 균형을 실현하였으며, 동시에 양호한 경제 사회 효과도 거두었다.

2.2 제로 탄소 단지의 발전에 존재하는 문제점

비록 제로탄소단지는 국제적으로나 국내에서 모두 일정한 진전과 성과를 거두었지만 제로탄소단지의 건설과 발전은 여전히 많은 도전과 문제에 직면하고있는데 주로 다음과 같은 몇가지 방면을 포함한다.

제로 탄소 기술 응용 방면: 한편으로 제로 탄소 기술의 원가 효익, 신뢰성 등 방면이 아직 향상되어야 하기 때문에 제로 탄소 기술의 보급과 응용이 제한을 받게 된다;다른 한편으로 제로탄소기술의 선택과 조합은 아직 과학적인 방법과 표준이 결핍하여 제로탄소기술의 배치와 최적화가 합리하지 못하다.

제로 탄소 단지 계획과 설계 방면: 한편으로 제로 탄소 단지 계획과 설계는 아직 통일된 표준과 지침이 부족하여 서로 다른 지역과 서로 다른 유형의 제로 탄소 단지 계획과 설계에 차이와 불일치가 존재한다;다른 한편으로 제로탄소단지의 계획과 설계는 아직 체계성과 동태성이 결핍하여 제로탄소단지의 계획과 설계가 단지의 내외부에 적응하기 어렵게 되였다.

정책 지원과 법규 제정 방면: 한편으로 정책 지원과 법규 제정이 아직 완벽하고 조화롭지 못하여 탄소 제로 단지 건설과 발전에 효과적인 격려와 구속이 부족하게 되었다;다른 한편으로 정책지원과 법규제정은 아직 목적성과 신축성이 결핍하여 탄소제로단지의 건설과 발전이 부동한 지역과 부동한 류형의 수요에 적응하기 어렵게 되였다.

기업 참여와 시장 메커니즘 방면: 한편으로 기업 참여와 시장 메커니즘이 아직 격려와 유효성이 부족하여 탄소 제로 단지 건설과 발전에 충분한 주체와 동력이 부족하게 되었다;다른 한편으로 기업의 참여와 시장메커니즘은 아직 공평성과 투명성이 결핍하여 탄소제로단지의 건설과 발전에 불*평한 경쟁과 정보비대칭의 문제가 존재하게 되였다.

3.앙코르리가 탄소 제로 단지 건설에 어떤 방안을 제공할 수 있을까

앙코리는 전문적인 스마트 에너지 관리 솔루션 공급업체로서 탄소 제로 단지 건설에 탄소 계량 전기계량기, 분산 태양광, 분산 에너지 저장, 전기차 질서 있는 충전 및 단지 스마트 에너지 관리 플랫폼 등 솔루션을 제공할 수 있으며, 탄소 제로 단지 건설에"클라우드-사이드-엔드"일체화 솔루션을 제공하고,"클라우드 사이드 협동"지혜 전략을 이용하여 단지가 새로운 에너지를 충분히 이용하고 탄소 절감 비용 효율 로드맵을 명확히 할 수 있도록 도울 수 있다.

3.1 탄소 계량기

탄소 계량기는 전력 사용에서 기업의 탄소 배출을 더 잘 이해하고 계산하는 데 도움이 되는 새로운 계량 도구입니다.그것의 작업 원리는 실제 전기 에너지 소모의 계량 데이터에 근거하여 동적으로 계산하고 사용 조건, 지역 등 요소에 따라 전기 탄소 인자, 즉 평균 1도당 전기에 내포된 탄소 배출량을 갱신하는 것이다.이 수치는 실시간으로 업데이트돼 기업의 전력 사용 중 탄소 배출 상황을 실감나게 반영할 수 있다.탄소전기계량기의 출현은 기업에 매우 중요한 의의가 있다. 이런 수치가 있으면 기업은 제품생산과정의 탄소배출을 추적하고 탄소배출상황에 따라 전원구조를 최적화하며 더욱 록색저탄소의 생산모식을 제정할수 있다.

AEM96 3상 다기능 탄소 계량기, 통합 3상 전력 파라미터 측정, 시간별 전력 계량 및 탄소 배출 통계, 서로 다른 사용 상황에 따른 전기 탄소 환산 인자 통합 탄소 결산 기능, 12조 탄소 배출치 및 대응하는 탄소 배출 인자를 포함하여 기업 생산 전기로 인한 탄소 배출량을 실시간으로 계산하고 줄 수 있으며, 탄소 배출을 전기처럼 쉽게 기록할 수 있도록 하고, 앙코르 탄소 자산 관리 플랫폼과 협력하여 기업의 탄소 배출 통계를 크게 간소화한다.

그림 1 AEM96 3상 다기능 탄소 계량기

3.2 분산 태양광 솔루션

신형 전력 시스템의 발전 및 국능발 신에너지 규정 (2025) 7호문, 발전개혁가격 (2025) 136호문이 잇달아 출범하여 분산형 태양광 건설은 갈수록 전력망 연결, 운행 안전과 에너지 관리 방면의 문제에 직면해야 하며, 건설한다고 해서 사용할 수 있는 것은 아니다.전력 공급 부서는 분산형 태양광 발전소의 네트워크 연결 보호, 안정 제어 시스템, 전력 품질 및 스케줄링과의 통신에 대해 모두 요구가 있다.

그림 2 분산 태양광 건설 시스템도

"분산형 전원 접속 전력망 기술 규정"과"전기 에너지 품질 관리 방법 (잠정)"등 관련 표준과 규범 요구에 따라 태양광 발전소와 점포는 전기 에너지 품질을 모니터링하고 점포를 점해야 한다;

"분산형 전원 접속 전력망 기술 규정"에 근거하고 점포에 외딴 섬 방지 보호 장치를 설치하여 태양광 발전소의 외딴 섬 운행을 방지한다;

또한 점포에 국망전력계량기와 원동장치를 설치하여 태양광발전소의 발전수치를 업로드하는데 사용하며 현지 전력공급부문에서 확정한다.

자발적으로 자가용, 남은 전기는 인터넷에 접속하지 않는 시스템에 대해 공공 연결 지점에 역류 방지 보호 장치를 배치해야 하며, 동작과 태양광 인버터를 제거하거나 조절해야 하며, 요구에 따라 서로 다른 제어 전략을 사용할 수 있다.

국가망 수직 암호화 인증장치, 정/역방향 격리장치, 네트워크 안전 모니터링 장치, 원동 게이트웨이 등을 배치하고 전력망이 요구하는 데이터 형식과 안전 요구에 따라 전력망 배치를 접수한다;

태양광 모니터링 시스템은 역변기, 상자 변화, 보호 측정 제어 장치, 전력 품질 모니터링 장치, 고립 방지 섬 보호, 전력 계량 등 데이터를 수집해야 하며, 현지 워크스테이션에서 실시간으로 모니터링하고, 데이터를 전력망 스케줄링 시스템에 업로드하여 전력망 스케줄링을 받아야 한다;

현지 전력 공급 부서의 수요에 따라 광 전력 예측 시스템, AGC/AVC 시스템, 마이크로컴퓨터 오류 방지 시스템,"4 가지"시스템 등을 배치하고 데이터 업로드 스케줄링 시스템을 배치한다.

분산 태양광 건설 관련 2차 설비:

3.3 분산 에너지 저장 솔루션

에너지 저장 시스템은 태양광 발전 저수지와 중계소로서 태양광 발전을 수납하는 과정에서 매우 중요한 역할을 하며, 탄소 제로 단지 건설에서 * 없어서는 안 된다.

GB/T 36547-2018"전기화학에너지저장시스템 전력망 접속기술규정"의 요구에 따라 에너지저장시스템의 마이크로컴퓨터 보호배치요구: 에너지저장발전소와 점포에 AM5-IS 외딴 섬 방지보호를 배치하고 비계획적인 외딴 섬일 경우 2s동작으로 에너지저장발전소와 전력망을 끊어야 한다.

에너지 저장 시스템 계량점의 설정에 관하여: 만약 에너지 저장 시스템이 단지 내부 전력망에 접속한다면, 계량점은 병합점에 설치된다.

에너지 저장 장치는 절연 모니터링 기능을 갖추어야 하며, 에너지 저장 장치의 절연이 낮을 때 경보 및/또는 스위치 신호를 보내 에너지 저장 변류기 및 컴퓨터 모니터링 시스템을 알릴 수 있어야 하며, BMS나 PCS가 절연 모니터링 기능을 갖추지 못할 경우 직류 절연 모니터링 장치를 별도로 구성할 수 있다.

10kV를 통해 공용 전력망에 접속하는 에너지 저장 시스템의 전력 품질은 GB/T19862의 요구를 만족시키는 전력 품질 모니터링 장치에 적합하며, 에너지 저장 시스템의 전력 품질 지표가 요구를 만족시키지 못할 경우 전력 품질 온라인 모니터링 장치를 배치하여 전력 품질을 모니터링하고 네트워크 지점을 설정한다.

그림 3 에너지 저장 시스템 다이어그램

에너지 저장 시스템 보조 장치 옵션:

3.4 순차적 충전 솔루션

전기로 기름을 대체하고, 전기로 가스를 대체하는 것은 탄소 제로 단지의 에너지 전환 중 하나 * 없어서는 안 될 과정이며, 신에너지차에 에너지를 보충하는 충전 발전소도 필수 시설이다.앙코르의 질서있는 충전 시스템은 예측 알고리즘에 기초하여 기업 변압기 부하율, 태양광 발전과 충전 부하 수요 예측을 충전기에 대한 모니터링, 스케줄링 및 관리와 결합하여 태양광 발전 수납을 제고하고 단지 마이크로그리드의 운행 신뢰성을 제고하며 충전 원가를 낮출 수 있다.

그림 4 순차적 충전 시스템 다이어그램

질서정연한 충전 시스템 설비 선택 방안:

3.5 탄소 자산 관리 방안

AcrelEMS3.0 스마트 에너지 관리 플랫폼 탄소 자산 관리 채택권 * 탄소 배출 계산 인자 데이터베이스는 SO14064-1: 2018 조직 계층 온실가스 배출 및 제거의 계량화 및 보고 지침 요구 사항을 충족하며, 탄소 실사 대장, 탄소 할당량 관리, 탄소 배출 분석, 탄소 흐름, 탄소 실사 보고서, 탄소 거래 기록 등을 포함한 기능을 제공하여 단지가 탄소 배출 통계, 정산, 보고, 감사 체계를 구축하도록 돕는다.

그림 5 탄소 배출 계산 적합성 평가 성명

3.6 마이크로그리드 조정 컨트롤러

ACCU-100 마이크로그리드 조정 컨트롤러는 주로 태양광 인버터, 에너지 저장 시스템, 변압기 부하 등 데이터를 수집하고, 설치된 신에너지 사용 논리에 근거하여 로컬 제어 전략 및 클라우드 데이터의 인터렉션을 구축하고, 에너지 저장 설비, 분산 에너지, 조절 가능한 부하 설비의 출력과 전력 수요를 제어하며, 경제 효익 모델에 근거하여 조절을 만족시키는 전제하에 광 저장 치환, 클라우드 정책 배치에 응답하고, 새로운 에너지를 충분히 이용할 수 있다.

그림 6"클라우드 측면"3단계 제어 정책 결합

ACCU-100 마이크로그리드 조정 컨트롤러는 다음과 같은 기능을 제공합니다.

데이터 수집: 직렬, 이더넷 등 다중 채널의 실시간 운행을 지원하여 각종 풍력발전과 태양광 인버터, 에너지 저장 등 설비의 접속을 만족시킨다;

통신 관리: 지원Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、MQTT등 통신 규약은 클라우드 사이드 협동 (앙코르 스마트 에너지 관리 클라우드 플랫폼과 결합하여 원격 운영 가능), OTA 업그레이드, 현지/원격 전환, 로컬 휴먼 컴퓨터 인터렉션 (옵션) 을 실현할 수 있다;

에지 컴퓨팅: 유연한 경보 임계값 설정, 사전 경보 정보 업로드, 데이터 병합 컴퓨팅, 논리적 제어, 중단점 재전송, 데이터 암호화, 4G 라우팅;

정책 관리: 역류 방지, 계획 곡선, 피크 절삭 메우기, 수요량 제어, 유공/무공 제어, 광 저장 조정 등을 지원하고 정책 맞춤형을 지원합니다.

시스템 보안: 신뢰할 수 없는 모델로 설계된 사용자 권한을 기반으로 불법 사용자 침입을 방지합니다.데이터 암호화 및 데이터 보안 검증 기술을 기반으로 데이터 표정 및 변조 방지 메커니즘을 채택하여 데이터 고증과 추적 가능성을 실현한다;

운행 안전: 배터리, 온도 제어 및 소방을 포함한 전역의 신호와 측정 데이터를 수집 분석하여 운행 안전 경보 예측을 실현한다.

4.AcrelEMS3.0 스마트 에너지 관리 플랫폼 - 캠퍼스급 마이크로그리드 에너지 관리

제로 탄소 또는 거의 제로 탄소 단지 건설에서"태양광 + 에너지 저장 + 충전"조합 * 은 단지 전력망에 적게 응용될 수 없다.새로운 에너지의 비중이 증가함에 따라 단지의 관리는 스마트 에너지 관리 플랫폼에 의존하여 탄소 자산 관리, 새로운 에너지 전략 통제, 질서 있는 충전 관리, 에너지 소모 분석, 설비 운영 등을 실현해야 한다.AcrelEMS3.0 Smart Energy Management Platform은 다음과 같은 기능을 통해 캠퍼스에서 에너지를 효율적으로 관리할 수 있도록 지원합니다.

종합 모니터링: 단지 변전소, 태양광, 에너지 저장, 부하, 충전기, 환경 데이터의 수집, 모니터링, 시각화 전시, 이상 경고, 사건 조회, 보고서 통계 등 기능을 실현한다;

지능통제: 태양광, 에너지저장, 부하 등 다양한 에너지주체와 협동하여 지능책략을 동태적으로 계획하고 에너지저장, 태양광의 조화통제를 실현한다. 예를 들면 계획곡선, 봉우리를 깎고 곡식을 메우며 역류를 방지하고 신에너지 수납, 수요량 통제 등이다.

에너지 분석: 마이크로그리드 에너지 소모 및 효익 분석, 마이크로그리드 경제 운행 분석, 다차원 전력량 분석을 갖추고 일, 월, 년 에너지 보고서 통계를 진행한다.

탄소 자산 관리: 기업의 탄소 자산 관리 기능은 탄소 조사 대장, 탄소 할당량 관리, 탄소 배출 분석, 탄소 흐름, 탄소 조사 보고서, 탄소 거래 기록 등을 포함한다.

출력 예측: 역사적 태양광 출력과 역사적 수치 날씨 데이터를 기초로 수치 일기예보 데이터와 태양광 발전 단위의 지리적 위치를 결합하여 딥 러닝 알고리즘을 사용하여 예측 모델 라이브러리를 구축하여 태양광 발전의 단시간 및 초단시간 출력 예측을 실현하고 오차 분석을 거친다;동시에 마이크로그리드 내의 모든 부하에 대해 역사적 부하 데이터를 기반으로 빅데이터 분석 알고리즘을 통해 부하 전력 곡선을 예측한다.

최적화 스케줄링: 분산형 에너지 발전 예측, 부하 예측 결과에 근거하고 시간별 전기 가격, 전력망 상호 작용 전력 및 에너지 저장 제약 조건 등 요소를 결합하여 전력 사용 원가가 낮은 것을 목표로 최적화 모델을 구축하고 딥 러닝 알고리즘을 사용하여 마이크로 전력망 운행 전력 계획을 해석하며 시스템은 전력 계획을 분해하여 태양광, 에너지 저장, 충전기에 대한 최적화 제어를 실현한다.

그림 7 AcrelEMS3.0 스마트 에너지 관리 플랫폼

5. 끝말

탄소제로단지는 단일한 오염물방출감소단위가 아니라 에너지전환, 산업승격, 기술혁신, 관리개혁을 일체화한 시스템공정으로서"이중탄소"(탄소다봉, 탄소중립) 목표를 실현하는 관건적인 수단이다.그 계획과 건설은 공구와 에너지 관리 소프트웨어를 합리적으로 이용하여 에너지 이용을 실현해야 한다.앞으로 더욱 많은 탄소제로단지가 건설됨에 따라 지역경제의"록색명함"으로 될뿐만아니라 더우기는 중국이 글로벌기후관리에 참여하는 핵심경쟁력의 하나로 될것이다.