分布式能源系統(tǒng)集成優(yōu)化性

分布式能源系統(tǒng)集成優(yōu)化性能源梯級利用相對于傳統(tǒng)集中式供電方式而言，分布式能源系統(tǒng)將發(fā)電系統(tǒng)以小規(guī)模、小容量、模塊化、分散式的方式布置在用戶附近，可獨立將一次能源同時轉(zhuǎn)換成電力、熱水、蒸汽、冷水等。城南經(jīng)濟新區(qū)將分布式能源系統(tǒng)作為能源中心，實施冷、熱、電三聯(lián)供，再生水利用的大型循環(huán)經(jīng)濟示范區(qū)，城南經(jīng)濟新區(qū)分布式能源循環(huán)經(jīng)濟示意圖如圖2-1所示。圖2-1分布式能源循環(huán)經(jīng)濟體系構(gòu)想城南經(jīng)濟新區(qū)分布式能源站本期建設(shè)規(guī)模為40MW級“2+2+1”型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱機組，除供應(yīng)工業(yè)蒸汽，對外主要供給制冷負荷和生活熱水負荷。本工程中，天然氣首先進入輕型燃氣輪機做功并輸出電能。燃氣輪機排放的尾氣，經(jīng)過余熱鍋爐后，可以產(chǎn)生高壓蒸汽和低壓蒸汽。產(chǎn)生的蒸汽主要利用方式有三種，即：進入抽凝機做功，做功后的低壓蒸汽抽出供應(yīng)工業(yè)蒸汽負荷；直接減溫減壓供應(yīng)工業(yè)蒸汽負荷；通過溴化鋰吸收式制冷機組，供應(yīng)冷水負荷。余熱鍋爐尾部煙氣，可以用于加熱生活熱水，提供部分生活熱水負荷。由于制冷負荷和生活熱水負荷的特點是具有季節(jié)性，同時在一天之內(nèi)的某一時間段里具有需求量特別大的特點，可以通過抽取部分蒸汽的方式，保證供給。為節(jié)約用水，減少水的外排，補給水處理系統(tǒng)用水采用污水處理廠深度處理后的再生水，根據(jù)鍋爐給水質(zhì)量要求、水源水質(zhì)、投資及制水成本等因素考慮，按照如下步驟進行處理：污水處理廠深度處理后的再生水浸沒式超濾裝置反滲透裝置一級反滲透裝置二級反滲透裝置EDI。能源站可以同時對外界供應(yīng)電力、工業(yè)蒸汽和生活熱水。并且通過蒸汽型溴化鋰制冷機組，提供園區(qū)內(nèi)所需的空調(diào)用冷負荷。從而實現(xiàn)能源的綜合利用。能源站產(chǎn)生的污水通過管道輸送至污水廠處理，從而達到減少污水排放和水資源綜合利用的目的。根據(jù)中、遠期熱負荷、電負荷需求，能源站本期建設(shè)規(guī)模為40MW級“2+2+1”型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱機組。主要對外供應(yīng)電力、工業(yè)蒸汽、空調(diào)冷水和生活熱水，具有優(yōu)越的節(jié)約能源，改善環(huán)境，提高供熱質(zhì)量，增加電力供應(yīng)等綜合能力，因此社會效益、經(jīng)濟效益都十分明顯。主要技術(shù)指標如表2-1所示。根據(jù)國家發(fā)展改革委、財政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家能源局印發(fā)的《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見》第一條的規(guī)定，天然氣分布式能源綜合能源利用效率應(yīng)在70%以上，本工程熱經(jīng)濟指標完全符合，且大于國家規(guī)定要求。經(jīng)計算，本工程分布式能源站的綜合能源利用效率為90.33%，可以實現(xiàn)城南經(jīng)濟新區(qū)的電、蒸汽、制冷和生活熱水四種負荷的同時供給。表2-1主要技術(shù)指標項目單位數(shù)值裝機容量MW40年發(fā)電量kWh/a2.45x108全年供熱量GJ/a114.513萬年平均發(fā)電天然氣耗量Nm3/kWh0.108年平均供熱天然氣耗量Nm3/GJ35.71年天然氣耗量Nm30.67x108發(fā)電設(shè)備年利用小時數(shù)h6125年平均熱電比%129.8年平均全廠熱效率%90.33新能源消納根據(jù)某市城南經(jīng)濟新區(qū)的裝機規(guī)劃情況，預(yù)計到2020年地區(qū)將裝設(shè)有60MW光伏發(fā)電機組、40MW燃氣機組和5MW儲能裝置。其中僅光伏發(fā)電機組受日照與氣候因素影響出力無法控制，燃氣機組和儲能裝置均能夠?qū)崿F(xiàn)在自身能力范圍內(nèi)出力的自由調(diào)節(jié)，調(diào)峰性能優(yōu)異。根據(jù)某市城南經(jīng)濟新區(qū)用電需求預(yù)測結(jié)果，預(yù)計到2020年地區(qū)最大負荷60MW，與光伏發(fā)電裝機容量相同。每日最大負荷出現(xiàn)在白天，在8點～16點期間負荷率一直保持在0.6以上，而結(jié)合當?shù)毓赓Y源情況，光伏發(fā)電機組出力率難達到60%以上，出力一直低于同時段負荷水平，若考慮燃氣機組全額為光伏調(diào)峰，則光伏機組所發(fā)電量可以在本地電網(wǎng)全額消納。根據(jù)某市城南經(jīng)濟新區(qū)電量平衡分析結(jié)果，即使令燃氣機組全額為光伏調(diào)峰，其年利用小時數(shù)依然可以達到6100小時以上，運行經(jīng)濟性良好。因此，某市城南經(jīng)濟新區(qū)具備全額消納本地光伏的能力，并且能夠保證其他類型機組運行的經(jīng)濟性，在未來的運行中可按照不棄光考慮。光儲一體充電站的集成優(yōu)化建設(shè)光伏發(fā)電和蓄電池儲能一體化的公交車充電站。在白天高峰電價期間，利用儲能和雨棚光伏向電動公交車補充電量。光伏發(fā)電，充電車位防雨棚面積約1000m2，為充分發(fā)揮光資源優(yōu)勢，本工程擬在雨棚上布置100kWp的光伏發(fā)電設(shè)備，全部電力自發(fā)自用。多年平均等效利用小時數(shù)1017h，系統(tǒng)壽命按25年計，25年平均年發(fā)電量10.25萬kWh，25年總發(fā)電量256.43萬kWh。儲能的配置一方面為滿足白天光照強度較大時多余光伏電量的存儲，另一方面為滿足公交車充電站充電需求。在白天光照強度較高時存儲多發(fā)的光伏電量，并在夜晚低電價低谷期間存儲電量，白天高峰電價期間，向電動公交車補充電量。本工程擬采用1000塊12V，250AH的鉛酸蓄電池，分為20組，一組50塊。電池總?cè)萘?000kWh。智慧綠色照明光伏供電，配置太陽能光伏板及蓄電池用于對路燈及相應(yīng)附屬設(shè)施的供電。采集1天太陽能所儲存電量能滿足路燈15天左右的照明的供電要求，能較好的應(yīng)對多日陰雨天氣，實現(xiàn)完全利用清潔能源要求。多種功能集成，集成公用wifi、尋路輔助功能、城市安防報警、環(huán)境監(jiān)測傳感器、車流監(jiān)測系統(tǒng)功能、公共信息推送。對某市城南開發(fā)區(qū)8條街道共843盞250W鈉燈進行智能化改造，采用光伏供電，可100%節(jié)省傳統(tǒng)能源消耗。夏季一般路燈開啟8個小時，冬季12個小時，按平均每天開始10個小時計算，843盞燈用電功率為210.75kW，年耗電量為769237.5kWh，相當于每年節(jié)約耗電量約77萬kWh。樓宇智能負荷終端樓宇能效管理系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，通過在中心每層設(shè)置智能采