零碳园区综合管理平台PRD需求文档

1. 文档概述

1.1 文档目的

本文档明确零碳园区综合管理平台产品全量需求，界定产品目标、功能范围、用户角色、核心模块、非功能指标、接口规范及验收标准，作为产品设计、开发、测试、交付、运维的唯一基准，统一业务、研发、运营各方认知，保障园区零碳规划、能耗管控、绿电消纳、碳资产运营全链路落地合规可落地。

1.2 文档范围

覆盖零碳园区全生命周期管理：能耗监测、碳核算管理、绿电光伏 / 储能 / 充电桩聚合、虚拟电厂联动、楼宇智能管控、碳排放交易、园区运营运维、低碳分析大屏等核心模块；不含园区现场硬件（光伏组件、储能柜、智能电表、楼宇自控硬件）生产设计，仅定义平台与终端设备对接协议及数据交互规范。

1.3 术语定义

• 零碳园区：通过节能改造、分布式绿电生产、储能调峰、负荷柔性调度、碳抵消等方式，实现园区年度碳排放收支平衡，达到近零 / 净零排放的产业园区、工业园区、商业园区。

• 碳核算：依据国家温室气体核算标准，统计园区范围 1/2/3 全维度碳排放、碳消纳、碳汇数据。

• 绿电消纳：园区自产光伏、风电等绿色电力自发自用、余电上网，匹配能耗负荷降低火电依赖。

• 微网系统：园区内光伏、储能、充电桩、楼宇负荷组成的局域电力网络，可孤网 / 并网双模式运行。

• 碳资产：园区节能减排、绿电替代产生的碳配额、CCER 自愿减排量，可参与市场交易变现。

• 需求响应：园区可调负荷（中央空调、充电桩、工业负荷）根据电网电价、调度信号柔性调参，获取补贴收益。

1.4 参考文档

• 《零碳园区建设评价标准》国家标准

• 工业园区碳排放核算与核查技术规范

• 电力监控系统安全防护规定（等保三级）

• DL/T 645、IEC 60870-5-104、MQTT、Modbus 电力通信协议

• 虚拟电厂并网及园区微网运行管理规范

• 全国碳市场、CCER 自愿减排交易管理办法

2. 产品概述

2.1 产品目标

• 合规目标：符合国家零碳园区建设、碳排放核算、电力并网规范，满足网络安全等保三级要求，碳数据可核查、可溯源、可备案。

• 功能目标：实现园区能耗可观、碳排可算、绿电可消、负荷可调、资产可营，打通碳、电、能、楼、控一体化管理。

• 性能目标：系统稳定可靠，实时数据时延≤200ms，系统可用率≥99.9%，碳核算数据精度≥98%。

• 商业目标：降低园区综合用能成本、减少碳减排支出，盘活光伏 / 储能 / 碳资产收益，缩短零碳改造投资回收期 3-5 年，支撑园区低碳评级、政策申报。

2.2 产品定位

本平台是零碳园区数字化核心中枢，面向园区管委会、物业运营方、入驻企业、电网调度、碳交易机构、能源服务商，提供能耗管控 + 碳核算 + 绿电微网 + VPP 联动 + 楼宇自控 + 碳资产交易一站式解决方案，构建 “源 - 网 - 荷 - 储 - 碳” 全闭环零碳运营体系。

2.3 用户角色及核心需求

用户角色	核心职责	核心需求
园区运营管理员	园区整体能耗、碳排、资源统筹、运营监控、报表上报	1. 全局可视化看园区能耗、碳排、绿电、储能运行状态；2. 统筹光伏 / 储能 / 充电桩资源调度；3. 生成碳核算、能耗统计报表，对接政府备案；4. 管控入驻企业用能及碳排放配额。
入驻企业管理员	企业自身能耗、碳排查询、节能管控、账单核对	1. 实时查看企业水、电、气、冷热源能耗数据；2. 查看自身碳排放、减排潜力；3. 参与园区需求响应、享受绿电优惠；4. 核对用能账单、碳配额使用明细。
碳资产运营人员	碳核算、CCER / 碳配额管理、碳交易、减排项目申报	1. 自动核算园区全维度碳排放与碳汇；2. 管理碳资产台账、持仓明细；3. 参与碳市场交易、竞拍、交割；4. 申报低碳政策、减排补贴项目。
电网 / 能源调度人员	园区微网、VPP 资源监控、调度指令下发、安全校核	1. 查看园区总负荷、绿电出力、储能可调容量；2. 下发调峰、调频、需求响应调度指令；3. 校验园区微网运行安全约束；4. 对接虚拟电厂平台数据互通。
系统运维管理员	系统配置、权限管理、设备接入、故障运维、数据备份	1. 协议配置、设备接入、接口对接；2. 用户角色权限分配；3. 系统告警监控、故障排查；4. 数据定时备份、版本迭代维护。

3. 核心功能需求

3.1 园区资源档案与接入模块

3.1.1 资源台账管理

• 功能描述：统一录入管理园区楼宇、光伏、储能、充电桩、中央空调、工业负荷、水电气表、绿化碳汇等全类型资源档案。

• 核心需求：
  录入字段：资源名称、位置分区、类型、装机容量 / 额定功率、权属单位、设备参数、投产时间、通信协议、碳汇系数等；
  支持按楼栋、片区、行业分类管理，唯一编号查重防重复；
  Excel 批量导入导出、档案编辑、归档溯源；
  按角色权限隔离查看：运营方看全园区、企业仅看自有资源。

• 验收标准：档案信息完整分类清晰，批量导入导出正常，权限隔离精准，查重机制有效。

3.1.2 多终端协议接入

• 功能描述：适配园区各类能源终端、自控设备接入，实现协议转换、数据透传与指令下发。

• 核心需求：
  协议兼容：DL/T645、Modbus、MQTT、OPC UA、IEC104、楼宇 BACnet 等；
  接入方式：5G/4G / 光纤专网双链路冗余，支持边缘网关对接、本地断网自治；
  支持光伏逆变器、储能 BMS、充电桩、智能水表 / 电表 / 气表、楼宇 BA 系统无缝对接；
  自带接入测试工具，校验通信连通性、数据准确性。

• 验收标准：全品类终端可稳定接入，协议转换无误，断网可本地维持基础运行。

3.2 能耗监测与楼宇管控模块

3.2.1 全域能耗实时采集

• 功能描述：采集园区水、电、气、冷、热、光伏发电量、充电桩负荷等全能耗时序数据，入库分析。

• 核心需求：
  采集维度：园区总能耗、分区能耗、单楼栋、单企业、单设备能耗；
  采集周期：电力数据≤5s，水电气数据≤15min，可自定义配置；
  数据异常检测：跳变、缺失、越限自动告警，数据完整率≥99.9%；
  时序数据存储≥3 年，能耗日志、告警记录存储≥5 年。

• 验收标准：采集实时准确，分层级能耗可钻取，异常告警及时，历史数据可查询导出。

3.2.2 楼宇智能自控

• 功能描述：园区公共楼宇、厂房空调、照明、电梯等负荷集中管控，节能降耗。

• 核心需求：
  分时分区控制：按工作日 / 节假日、早晚时段自动调控空调温度、照明开关；
  负荷柔性调节：参与电网需求响应，可远程手动 / 自动下调非刚性负荷；
  能耗对标：同楼栋、同行业企业能耗横向对比，挖掘节能空间；
  故障告警：空调、照明、电梯设备异常实时推送工单。

• 验收标准：楼宇设备可远程管控，分时策略生效正常，节能对标分析清晰。

3.3 碳核算与碳资产管理模块

3.3.1 全维度碳核算

• 功能描述：自动核算园区范围 1（直接排放）、范围 2（外购电力热力）、范围 3（上下游间接排放）碳排放，同步计算绿电减排、绿化碳汇。

• 核心需求：
  内置国标核算模型，可自定义排放因子；
  自动生成日 / 月 / 季 / 年碳排报表，支持按企业、按片区拆分核算；
  碳排溯源：每一笔排放关联能耗数据，可核查、可导出上报政府；
  碳减排潜力分析：给出节能、绿电替代、负荷优化的减排预估。

• 验收标准：核算模型合规，数据可溯源，报表可直接用于主管部门备案。

3.3.2 碳资产与交易管理

• 功能描述：管理园区碳配额、CCER、绿证台账，支持交易挂牌、交割、收益核算。

• 核心需求：
  碳资产台账：持仓、到期、交割、结余全记录；
  碳交易对接：支持挂牌报价、撮合交易、交割结算；
  低碳政策申报：沉淀减排数据，适配零碳园区、绿色工厂、低碳园区资质申报；
  碳成本核算：计算每吨碳排放成本、减排收益，辅助经营决策。

• 验收标准：碳资产台账清晰，交易流程闭环，政策申报数据可一键导出。

3.4 绿电储能与微网调度模块

3.4.1 光伏 / 储能 / 充电桩聚合管理

• 功能描述：统一管控园区分布式光伏、储能系统、公共 / 企业充电桩，实现绿电自发自用、余电上网、储能削峰填谷。

• 核心需求：
  光伏发电量实时监控、发电量预测、自发自用 / 余电上网统计；
  储能 SOC/SOH 监测、充放电策略配置，谷时充电、峰时放电；
  充电桩负荷聚合、有序充电调度，避免园区负荷尖峰；
  绿电消纳占比实时统计，生成绿电使用凭证。

• 验收标准：绿电、储能、充电桩数据实时可视，策略配置可落地，消纳占比计算准确。

3.4.2 微网优化调度

• 功能描述：园区源网荷储协同优化，支持并网 / 孤网双模式运行，联动虚拟电厂参与电网调度。

• 核心需求：
  多目标优化：用电成本最低、碳排最低、绿电消纳最高；
  日前 / 日内 / 实时三级调度计划，自动匹配光伏出力、负荷、储能充放电；
  对接 VPP 平台，可向上聚合参与调峰、调频、需求响应获取收益；
  安全约束：电压、频率、功率阈值保护，越限自动闭锁指令。

• 验收标准：调度计划合理，源网荷储协同运行正常，可无缝联动 VPP 平台。

3.5 需求响应与收益结算模块

3.5.1 需求响应管理

• 功能描述：接收电网需求响应邀约，自动 / 手动调配园区可调负荷，参与响应并记录调用数据。

• 核心需求：
  邀约接收、响应能力申报、竞价报价；
  可调节资源自动筛选：充电桩、中央空调、非刚性工业负荷；
  响应过程实时监控、执行结果反馈；
  历史响应记录、成功率统计分析。

• 验收标准：邀约接收响应流程顺畅，负荷调度执行到位，记录完整可查。

3.5.2 能耗账单与收益结算

• 功能描述：企业能耗计费、绿电分摊、需求响应补贴、碳资产收益自动结算、对账导出。

• 核心需求：
  按分户、分时段计价，支持峰谷电价、绿电优惠电价；
  园区与企业收益分成、补贴自动分摊计算；
  账单自动生成、在线对账、异常溯源；
  结算报表 Excel/PDF 自定义导出。

• 验收标准：计费结算逻辑准确，账单清晰，对账流程便捷。

3.6 园区可视化运营大屏模块

• 功能描述：零碳园区数字孪生可视化看板，集中展示园区全貌、能耗、碳排、绿电、储能、设备告警、运营指标。

• 核心需求：
  GIS 地图：园区楼栋、能源设备地理分布，状态红绿黄分级展示；
  核心指标看板：总能耗、碳排放量、绿电占比、储能 SOC、减排量、碳资产市值；
  趋势曲线：能耗、碳排、光伏出力日 / 月 / 年趋势对比；
  告警中心：设备故障、能耗越限、碳排超标分级预警，支持一键派单；
  支持大屏全屏展示、适配园区指挥中心投屏。

• 验收标准：大屏加载流畅，数据实时刷新，可视化直观易懂，指标无偏差。

3.7 系统运营管理模块

3.7.1 用户角色与权限管理

• 多角色账号管理、角色自定义、按钮级数据级权限隔离；

• 密码加密、登录锁定、操作日志全留存、可审计追溯。

3.7.2 设备运维与工单管理

• 设备全生命周期台账、定期巡检计划、故障告警自动生成工单；

• 工单派发、处理跟踪、闭环归档，形成运维知识库。

3.7.3 自定义报表分析

• 预置能耗报表、碳排报表、绿电报表、收益报表；

• 支持自定义维度、自定义模板，多维度图表分析（折线 / 柱状 / 饼图）。

4. 非功能需求

4.1 性能需求

• 页面加载≤2s，实时数据查询≤3s，调度计划编制≤5min；

• 系统可用率≥99.9%，年重大故障≤3 次，故障修复时间≤4h；

• 支持接入终端≥2000 台，在线用户≥100 人，指令并发无卡顿；

• 光伏 / 负荷预测误差＜5%，碳核算精度≥98%。

4.2 安全需求

• 符合等保三级，网络分区隔离、防 DDoS、漏洞定期扫描；

• 传输采用 TLS1.3 / 国密加密，敏感数据存储加密；

• 操作日志、接口日志留存≥5 年，支持审计溯源；

• 数据每日自动备份，多副本存储，故障恢复时间≤1h。

4.3 兼容性需求

• 兼容 Chrome/Edge/Firefox 主流浏览器；

• 适配 Windows Server、CentOS 系统，兼容 MySQL8.0、TDengine、InfluxDB；

• 可对接电网 EMS、虚拟电厂平台、碳交易系统、园区 ERP、楼宇 BA 系统。

4.4 可扩展性需求

• 可快速新增氢能、虚拟储能、碳汇林等资源类型；

• 集群部署横向扩容，支持园区多子园连片接入；

• 标准化接口，新增第三方系统对接周期≤15 天。

4.5 易用性需求

• 界面贴合园区运营业务习惯，流程简洁；

• 常用功能一键直达，支持批量导入、批量管控；

• 内置操作手册、弹窗指引，告警消息短信 / 站内信推送。

5. 接口需求

5.1 内部接口

各模块间数据互通接口、数据库读写接口，响应时延≤1s，传输成功率≥99.9%。

5.2 外部接口

• 电网调度 EMS 接口、虚拟电厂 VPP 平台接口；

• 碳交易中心、CCER 备案平台接口；

• 气象平台接口（光照、温度、风速，支撑功率预测）；

• 楼宇 BA、充电桩平台、储能逆变器、智能表计终端接口。

5.3 接口规范

统一通信协议、数据字段标准，外部接口身份认证 + 加密传输，接口运行监控、异常告警。

6. 交互与原型需求

6.1 整体交互原则

界面风格统一、操作即时反馈、关键操作可撤销、面包屑导航清晰，适配园区管理办公使用习惯。

6.2 核心页面

登录页、零碳总览大屏、资源管理页、能耗监测页、碳核算管理页、微网调度页、需求响应页、结算对账页、系统权限运维页。

7. 实施与验收需求

7.1 实施计划

需求调研设计 1-2 个月→开发实现 3-4 个月→联调测试 1 个月→园区试运行 1 个月→正式上线 1 周→长期迭代优化。

7.2 验收标准

功能全覆盖无缺失、性能指标达标、通过等保三级、内外接口对接正常、交付全套设计 / 测试 / 用户手册文档。

8. 风险与应对措施

风险类型	风险描述	应对措施
技术风险	园区设备协议杂乱、接入难；多子园接入并发压力大	提前协议标准化适配、边缘网关统一转换；集群负载均衡、压力测试优化架构
合规风险	碳核算标准更新、零碳园区申报规则变动	紧跟国标政策，系统核算模型可配置、可迭代；预留政策适配接口
数据风险	能耗碳数据缺失、不准影响核算与调度	多源数据校验、异常补全机制；数据加密备份、全流程溯源
运营风险	园区企业配合度低、不懂低碳运营	分层权限隔离、简化企业操作；配套培训、自动生成合规报表减少人工

9. 附则

文档随政策、需求、技术迭代实时更新；作为研发验收法定依据，生效后统一执行。