分布式供能项目经济指标分析管理系统课题总结报告

1、分布式供能项目经济指标分析管理系统课题总结报告 项目编号： 依托单位：2011年10月18日目 录第一章 课题背景1. 国际背景1.1 各国发展状况1.2 国外信息技术的分布式供能应用2. 国内背景2.1国内发展状况2.2 国内信息技术的分布式供能应用3. 项目背景第二章 课题构思1既有问题2解决方法第三章 软件实施方案1. 思路2. 运行环境3模块及功能3.1 数据采集模块3.2 经济性分析模块3.3 项目评价模块4成果第四章 软件创新点及亮点1数据实时动态采集2经济分析结合技术3. 软件功能扩展第五章 课题总结1项目成果 1.1项目基本情况1.2 项目评价1.3 项目改进 2推广建议分布式

2、供能项目经济指标分析管理系统课题总结报告内容摘要：随着国家能源结构的转变和节能减排的要求，分布式供能得到了广泛重视。如何去解决项目设计各环节存在的问题、提高项目的成功率，是分布式供能行业的重要课题。本文旨在探索利用现代电子信息技术解决分布式供能项目设计环节中的一些问题。关键词：分布式供能 ; 冷热电三联供 ; 经济性分析 ; 管理软件Abstract：With the changes in the structure of national energy and demands of energy savings, DES get widely attention. How to solve

3、various problems of projects design and improve projects success rate is an important issue of DES industry. This article aims to explore the uses of modern electronic information technology to solve the some design problems of DES.Key words: DES ; CCHP ; Economic Analysis ; Management Software第一章 课

4、题背景1国际背景1.1各国发展状况随着时代的发展和能源结构的变化，分布式功能系统在区域供能领域的优越性已经被世界各国所认同，根据世界分布式供能联盟（WADE）统计，分布式供能系统占新能源发展比例已达到25%，其中，尤以天然气热电联产发展最为迅速。美国的分布式供能装机规模年增长率远高于同期GDP增长，而日本、英国、德国和加拿大等发达国家也不断发展各自的分布式供能系统。印度、巴西和墨西哥等发展中国家则正迎头赶上。 美国能源部在1999年制定了建筑使用热电冷三联供（CCHP）2020愿景的发展战略，确定到2010年，20%的新建商用建筑使用CCHP，5%的现有商用建筑采用CCHP；到2020年，20

5、%的新建商用建筑使用CCHP，5%的现有商用建筑采用CCHP。2001年，美国能源部和环境保护署制定了热电联产路线图，提出到2010年热电联产的装机容量为9200万千瓦。在欧洲，分布式装机占总装机容量的比重在各个国家有显著的差别。其中，丹麦、荷兰和芬兰的分布式电源比重最高。其中丹麦分布式电源的比重高达80%，这主要是由于丹麦从上世纪80年代开始就鼓励小型热电联产机组的发展。日本1985年设立“热电联产研究会”时，日本内燃机装机容量为20万KW。经过23年，到2007年底装机容量为923万KW。超过德国，经次于美国的1268万KW,装机容量位居世界第二。1.2国外信息技术的分布式供能应用伴随分布

6、式供能产业的蓬勃发展，分布式供能技术的研发和参数分析也到了各国政府的重视。同时随着计算机技术的飞速发展和普及,大量复杂的计算变为可行。在上个世纪70 年代中期,逐渐在美国形成了两个著名的能源模拟分析程序:BLAST和DOE-2 。欧洲也于上个世纪70 年代初开始研究模拟分析的方法,产生的具有代表性的软件是ESP-r。目前，国外可用于分布式供能分析的软件主要有DOE-2、EnergyPlus、 ESP-R 、ECOTECT、BLAST等。表1.1 国外常用能耗模拟软件表软件列表主要功能DOE-2.1E逐时能耗分析，HVAC系统运行的寿命周期成本适用于各种住宅建筑及商业建筑BLAST工业供冷供热负

7、荷计算，建筑空气处理系统以及电力设备逐时能耗模拟Energy Plus多种区域气流分析，太阳能利用方案设计及建筑热性能研究ENER-WIN瞬时热流计算，能耗分析，非空调区的浮动温度。大型商业建筑Energy-10方案设计阶段建筑评价，逐时空调能耗分析和照明计算，住宅建筑和小型商业建筑TRNSISHVAC系统合控制分析，多区域气流分析，太阳能利用方案设计以及建筑热性能研究HOT2000XP能耗模拟，负荷计算。适用于住宅建筑SPARK能耗模拟，复杂布局的住宅建筑和商业建筑EPS-r可对影响建筑能源特性的因素做深入的评估如表1.1所列软件的描述，可知上述软件在分布式供能项目应用的前景很好，但其不足也

8、非常明显：表 1.2 软件应用及不足可应用功能不足功能建筑、设备不同负荷动态逐时模拟分布式供能设备品牌选择参考分布式供能设备参数初选型分布式供能项目运行方案设计参考项目前期设计的静态经济性分析技术参数参考项目前期设计的静态经济性指标分析项目运行后的实时运行数据采集项目运行后的动态经济性指标分析及评价2国内背景2.1 国内发展状况我国首次在政府文件中提出分布式供能是在2000年由原国家计委、原国家经贸委、建设部、国家环保总局联合批准的关于发展热电联产的规定即1268号文件，文中就明确提出：“以小型燃气发电机组和余热锅炉等设备组成的小型热电联产系统，适用于厂矿企业、写字楼、宾馆、商场、医院、银行、

9、学校等较分散的公用建设。它具有效率高、占地小、保护环境、减少供电线损和应急突发事件等综合功能，在有条件的地区逐步推广。”目前我国的分布式供能项目总的数量很少，利用化石燃料的分布式能源系统以天然气分布式能源系统为主，大多安装在商业楼宇、医院、居民小区和大学城等实现冷、热、电三联供的燃气分布式能源系统，主要分布在北京、上海和广州等大城市。2.2 国内信息技术的分布式供能应用我国的冷热电联供系统起步晚，国内常用的模拟分析软件基本由国外传入，对软件的了解也只处在学习和应用阶段，鲜有自我研发，目前仅有DeST-h比较得到认可。DeST-h是由清华大学建筑技术科学系研制开发的设计、性能预测及评估的建筑热特

10、性模拟计算软件，为国家自然科学基金重点项目“住区微气候工程热物理问题研究”编号59836250的子课题。表1.3 国内常用模拟软件表软件列表主要功能DOE-2逐时能耗分析，HVAC系统运行的寿命周期成本适用于各种住宅建筑及商业建筑DeST-h面向住宅类建筑的设计、性能预测及评估并集成于CAD上的建筑热特性模拟软件Energy Plus多种区域气流分析，太阳能利用方案设计及建筑热性能研究PKPM帮助建筑师快速方便的对居住建筑和公共建筑实施建筑节能设计，完成建筑物的能耗分析，最终生成详尽的设计说明和计算报告DOE2IN适用于夏热冬冷地区居住建筑节能设计达标评审，也适用于其它地区其它各类建筑的建筑能

11、耗分析。主要用于住宅建筑。如表1.2所列软件的描述，由于此类软件基本由国外传入国内，所以其在分布式供能项目应用的主要功能和不足功能与国外此类软件是一致的，不在此赘述。3项目背景申能集团公司是本市唯一的气、电双业并举的能源企业集团，承担着上海市电力、燃气生产和保障安全供应的重要责任，担负城市能源结构调整和能源安全的职能。为加强电力、燃气的稳定、安全供应的能力及技术保障功能，完善能源安全供应控制体系，申能集团公司建设能源大楼，并新设置申能集团公司系统突发事件应急指挥中心、燃气调度中心、电力生产管理信息中心和能源研究中心、兼作申能集团公司办公及其它用房和公用设施，从而有效提高公司的应急事故处置能力、

12、多方协调合作能力，为能源安全供应提供更有效的保障。申能能源中心大楼分布式供能项目由申能（集团）公司委托申能能源服务有限公司代建，主要工作由后者负责筹备开展。通过项目实践公司的技术能力和工程能力得到了进一步提升，为今后能源服务事业的快速高效推进打下了坚实基础，申能能源服务有限公司迅速成长为上海分布式供能的重要力量，逐步成为申能集团作为地方国有大型能源企业承担节能减排社会责任的主要平台。项目工程主要采用天然气冷热电联供技术，运用国内先进的设计工艺，采用国内外先进的设备装置，由一批经验丰富的工程师和施工队伍建设完成，可提高能源利用效率和供能可靠性。申能能源中心分布式供能项目在工艺、设计、施工和管理等

13、各个方面皆体现了上海市分布式供能项目的高端水平，有利于缓解夏季电力供需矛盾，达到了能源的综合梯级利用，带来了良好的节能减排效益，有利于环境保护，具有非常典型的示范工程意义。 第二章 课题构思1既有问题分布式冷热电联产系统作为一种新的能量供应系统，其单元技术和系统集成技术本身需要不断的开拓与完善，相应配套专业的项目技术评价、经济性评价及后期项目评估更是刻不容缓。分布式供能项目可分为以下七个环节： 负荷模拟 设备选型及方案、系统初步设计 正式设计 设备采购 方案实施 调试及验收 系统运行就调研和实践，我国分布式供能项目各环节中常见的问题大致有以下几个方面。1.1负荷模拟 表2.1目前负荷模拟主要方

14、法方法内容存在问题指标法通过设计手册给定的单位设计系数乘以用户的总量1 我国建筑能耗设计指标过于滞后，不符合当下的实际境况；2 无法反应负荷随季节 、一天不同时段的变化软件模拟法利用能耗模拟软件，输入用户的一些特定参数进行逐时的模拟1. 我国特有的设计参数缺乏，与国外同类建筑可类比性差，模拟负荷失真；2. 无既有项目数据修正类比分析法借鉴既有的数据，类比相同地域、建筑性质的案例进行负荷分析1.缺乏既有案例的实际能耗数据由软件模拟法和类比分析法相结合能得到最接近用户的负荷模拟，但由于上述存在的参数问题导致的最后结果就是负荷模拟的失真。1.2设备选型及方案、系统初步设计负荷模拟与用户的真实能耗情况

15、相去甚远。使得设备选型往往要比真实的用户需求要大，系统设计偏离正确的方向。系统运行后的经济性也大打折扣，甚至不得不停掉。1.3 设备采购我国的冷热电联供系统起步晚，设备的基础研究滞后。关键设备如天然气内燃机和燃气轮机等基本依赖进口，设备的基础参数只有额定参数，其它关键性参数：部分负荷时总效率部分负荷时电效率等并没有统计，没有资料可供参考。1.4系统运行用户管理缺乏经验，国内能源服务公司也处在起步阶段，对复杂系统的运行管理缺乏有效的控制。尤其是在系统运行后的经济性指标参数发生实时的变化,人工操作往往不具有很专业的知识，导致系统不能在经济性最大化的策略下运行，设备回收期大大延长。2.解决方法 分布

16、式供能项目的成败有赖于项目各个环节的支持，解决各环节存在的问题、提高各环节的完成质量，才能提高分布式供能项目的成功率。对于上述环节存在的问题，考虑一下方法解决。2.1分布式供能项目的信息收集与分享由既有问题分析可知，解决问题的难点在于收集参数。分布式供能优势的其中之一就是分布广泛，能覆盖到大电网难以覆盖的偏远地区；而这也却成了项目信息交流的最大障碍。现代电子信息技术的优势在于跨地域实时的数据信息传递，中国网络已基本覆盖全国各地域。利用互联网信息技术就能方便、迅速的实现分布式供能项目的信息收集、专业集中处理和分享。图 2-12.2专业的经济性分析 将分布式供能项目经济指标分析程序化，用户输入项目

17、设计参数， 即可了解自己项目的静态经济性指标。在系统运行后，结合实时采集的运行参数，和某些经济性参数的变化，例如： 燃料价格 用能价格省去了大量人工统计、处理的工作量，迅速及时的掌握经济性指标相应的变化，进而调整系统运行策略，提高项目的经济性。第三章 软件实施方案1.思路由上述分析可整理出编写软件的基本思路：图3-1 软件编写思路供能系统C/S结构：数据传输稳定Webservice单机通讯透过防火墙快速传递数据，保证数据的实时性，防止广域网的攻击静态参数动态参数采集数据要完整、全面Sqlserver2008数据库管理平台：容易整理；镜像备份；在线恢复参数收集为未来系统设计、设备选型和购买、施工

18、提供帮助数据存储参数处理 经济性指标项目信息财务报表动态经济性指标静态经济性指标设备信息技术方案项目可行性的重要指标调整系统运行策略的参考B/S机构：降低用户端的要求，减少软件升级后的工作量浏览展示用户可按角色权限设置不同的操作和浏览功能用户3. 软件运行环境图3-2 软件结构拓扑图 该系统为B/S，C/S混合架构，分为客户端、服务器端和设备端三部分。客户端：即为用户的计算机或智能手机，要求IE5.5以上浏览器。设备端：即为分布式供能系统所在地的主控计算机，要求安装基于webservice的单机通讯程序。服务器端：即服务提供端，软件安装于此端计算机。要求如下：表3.1 服务器端计算机要求软件要

19、求Windows2000 Server以上服务器操作系统IIS5.1信息服务组件以上版本MS SqlServer 2000以上数据库硬件推荐双路四核机架式服务器处理器：Xeon E5620内存：2G DDR3 REG ECC硬盘：SSD 120G机构：1U机架式 网络环境要求10M独享带宽3.模块及功能分布式供能经济分析软件数据采集模块项目评价模块经济性分析模块图3-3 软件模块架构图1、 静态数据2、 动态数据1、 资金计划表2、 成本分析表3、 收入分析表4、 投资回报表5、 财务报表1、 经济评价2、 技术评价3、 效果评价 分布式供能项目经济指标分析管理系统软件由三大模块组成：数据采集

20、、经济性分析、项目评价数据采集模块静态数据动态数据经济类：1、建设直接、间接费用 2、运营周期 3、折旧率技术类：1、设备采购费用经济类：1、冷、热、电、燃气收费单价 2、资金筹款金额、利率技术类：1、冷、热、电负荷 2、设备运营成本图3-4 数据采集模块架构图3.1数据采集模块静态数据为项目提供前期投入资金金额和建设期的直接、间接成本分析；动态数据以后期运营的实际情况为依据为项目提供经济分析包括投资回报率、敏感性分析等。3.2经济性分析模块图3-5 经济性指标及评价界面采集后的数据系统将自动进行归类存储，同时自动进行经济分析和提供财务报表，同时根据三联供项目投资回报时间长的特点，用户可以根据

21、选择不同的年份查询出不同时间段的经济分析和财务报表，以图表方式直观的反映出投资效益。以下是系统所提供的相应经济分析报表： 投资计划与资金筹措 总成本费用分析 销售收入分析 投资回报分析 财务报表：资产负债表、项目损益表、现金流量表31 / 31文档可自由编辑打印投资回报分析总成本费用分析直接成本分析销售收入分析运营成本分析现金流量表资产负责表损益表动态数据1、 借款金额2、 借款年限3、 借款利率财务成本分析表静态数据1、 生产成本2、 固定资产3、 建设费用4、 借款利率图3-6 分布式供能系统经济分析模块逻辑图资金计划与筹划动态数据1、 设备维修费2、 人工费用3、 折旧费用关联参数建设期

22、利息、流动资金关联参数固定资产投入关联参数运营期成本动态数据1、 冷、热、电销售单价2、 冷、热、电负荷3、 销售税金及其他关联参数现金流入：冷、热、电销售收入关联参数流动资产固定资产负 债关联参数销售收入负 债关联参数现金流出:财务成本直接成本运营成本关联参数所有者权益33 项目评价模块本软件中所建立的分布式供能系统评估体系主要通过三个方面，采用多维分析法，对项目进行立体评估。这种方法有效避免了节能不节钱，或者技术领先、运营效果一般等情况出现，也体现了对于评估工作的重视。所有的评价最终将以评分的方式体现。图3-7 项目评价模块架构图1、 投资合理性评价2、 经济效益评价3、 运营管理评价+项

23、目整体评价+经济评价*权重技术评价*权重1、 年CO2、SO2减排量2、 节能率3、 平均发电燃气量4、 周边环境影响节能效果*权重1、 设计能力评价2、 前期调研评价4.成果分布式供能软件所提供的经济分析皆以图表形式提供给用户，用户能直观看到项目的优劣。41直接成本比例图图 3-8建设直接成本能反映各项费用在投入中所占的比重，从图中可以看出机电设备的采购成本会占较大资源，因此设备的选型和价格对项目的影响力就非常大，投资者就要对此多作关注。同时投资者还能对工程项目成本进行控制，减少不必要的开支。 42、财务成本分析图说明金额（元）年限年限年限图 3-9财务成本表反映项目借款金额（即负债）在项目

24、运营中所占比例，由此投资者可以调整项目的筹款金额、筹划方式、还款时间等来控制项目成本。43经营成本分析图图3-10经营成本分析图反映项目经营过程中各项用的使用情况，投资者可以清楚的看到各项费用的比重，及时调整经营方式来控制运营成本。44项目销售收入分析图销售收入分析图反映冷、热、电的收入情况及比重，投资者可以从中看到项目的经济价值。图3-1146投资回报率表3.2投资回报指标计算指标：税前税后财务内部收益率财务净现值Ic（万元）静态投资回收期（年）动态投资回收期（年）投资利润率（%）0.00 同样软件也为投资者提供了最为关心的经济指标投资回报率，它是一项投资可望达到的报酬率，能够把项目寿命期内

25、的收益与其投资总额联系起来，指出这个项目的收益率，便于将它同行业基准投资收益率对比，确定这个项目是否值得建设。内部收益率越高，说明投入的成本相对地少，但获得的收益却相对地多。第四章 软件创新点及亮点1. 实时动态数据采集1.1 数据采集经济性分析的数据来源主要分为静态数据和动态数据。国内的软件大都是基于静态数据分析，这种分析的方法不具有实时性。而该软件是基于动态数据采集的理念，采集页面如下图：图4-1 实时数据采集页面下图是申能项目实时采集的数据如下表：表4.1序号需采集的数据采集量单位1发电机组实时发电量190Kwh2发电机组耗气量40m3/h3日运行时间9h4微型燃气轮机烟气出口温度259

26、51#溴化锂机组烟气出口温度81.5162#溴化锂机组烟气出口温度81.2571#溴化锂机组冷温水出口温度6.6781#溴化锂机组冷温水进口温度9.3992#溴化锂机组冷温水出口温度6.29102#溴化锂机组冷温水进口温度8.9311溴化锂机组冷却水进口温度2512溴化锂机组冷却水出口温度30131#空调机组冷温水出口能量计累计冷量892Kw141#空调机组冷温水出口能量计冷量76Kw162#空调机组冷温水出口能量计累计冷量758Kw172#空调机组冷温水出口能量计冷量82Kw1.2 实时动态地优势(1) 真实性图4-2由于静态数据不具有真实性，不能代表机组运行的真实情况，因此必须引入动态数据

27、，才能有效地模拟机组运行的真实情况。下图展示了某机组不同工况下机组运行的曲线: 这里可以看到，机组不同工况下，输出的功率时不同的，由于很多项目存在着各种各样的情况，机组往往不能满负荷运行，因此对机组的运行及分析也需要动态分析，这样才比较有真实性。2. 经济结合技术目前国内的此类经济性分析软件基本上都是以静态的数据手工录入，然后加以分析的。这种做法有一个很大的弊病就是，输入的参数和输出的参数都是定值；但是往往系统在运行时输出的参数不可能是一个定值，而是一个变量。例如：三联供机组的小时电功率输出就是一个变量，机组每小时的电功率输出的多少是直接影响到整个项目的经济性分析的。下表是该软件基于申能项目动

28、态的经济性分析：表4.2序号动态经济性项目数值单位1项目实时收入元3项目实时支出元2财务内部收益率%3财务净现值Ic=6%元4静态投资回收期10年5动态投资回收期10年6项目实时CO2减排量1.92吨7项目实时SO2减排量0.06吨8项目实时NOx减排量0.03吨该软件的实时数据采集系统只是在用户端的PC机上安装一个插件，操作非常方便，用户只要在网络能够覆盖的地方就可以随时了解到机组的运行状况和经济性情况。因此，机组的变参数运行其实对整个系统的经济性分析是有影响的。3. 功能扩展3.1远程系统策略控制由于借助了网络的优势，系统的实时数据可以反馈至用户的信息平台，让用户可以实时地关注到系统的运行

29、状态。比如我们以三联供系统控制为例：远程控制程序检测所有设备的运行状态，一旦发生故障或者经济性效益极低的时候，报警系统会立即发送状态信息，将信息发送至客户的远程控制端，这时用户可以通过远程控制程序，向系统发出指令，控制其关闭，等待维修人员前来修理。图4-4图4-33.2设备信息整理提示 未来软件将会建立起强大的数据库功能，将大多数设备产品的信息录入到数据库中。用户在选择设备时，就能够看到关于此设备的所有信息以及系统对此设备的评价。让用户能够对整个系统，甚至每个辅助设备都能做到更好的把握。第五章 课题总结 1.项目成果1.1基本情况申能项目分布式供能系统装有1台CapStone公司生产的C200型燃气微燃机，容量为200Kw，另配有 2台YAZAKI烟气补燃型溴化锂冷温水空调机组、电气控制屏、并网屏、PLC自控屏等组成。系统发电机组以并网不上网为主要模式，发电机组排出的高温烟气进入烟气补燃型溴化锂冷温水空调机组被再次利用，可产生空调冷水或空调热水，通过补燃能达到空调的额定制冷（热）量，并入大楼的空调水总管供末端使用。系统运行后能同时向用户输出AC 380V、190Kw的工频电力，282Kw的空调冷水或358Kw的空调热水。系统的一次能源利用率理论上可达到70以上。1.2 项目分析图5-1下图是该软件对于申能项目的经济性分析结果,由于有些参数无法考究，因此对某些参数做了合理地预估：图