2023学校综合能源服务项目规划设计典型案例

综合能源服务规划设计典型案例（学校类）XXXX学校风光储充项目年 月 日编制说明本项目针对于学校场地资源及用电需求，以基于高可靠灵活性资源的能源调控为核心，按照能源高效可靠运行思路进行总体规划设计。方案通过学校整体概况、所处地域风、光资源的评估分析，关键设备对比选型，提出分布式光伏系统、分散式风电系统、储能站、电动汽车充电设施、微网综合运行管理服务平台建设的工程技术方案。其次，通过分布式能源发电基础设施、储能站及平台等实际建设与运维情况，进行项目投资预算及3293.33目 录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章项目基本情况 271项目介绍 271项目背景 271编制依据和原则 272第二章项目基础条件 273地理位置 273气象条件 273第三章项目用能需求分析 275冷热需求分析 275电力需求分析 275第四章项目规划设计方案 277拟采用技术、设备的基本情况 277冷热电供给方案评价 277其他能源服务方案 295综合能源管控与服务系统 301第五章投资估算与效益分析 305投资估算 305财务评价 305社会效益评价 306第六章风险分析及对策 307项目所需外部条件 307宏观经济环境影响 307技术风险 307财务风险 307PAGEPAGE271第一章项目基本情况项目介绍项目名称及业主单位项目名称：XXXX学校风光储充项目业主单位：XXXX学校承担单位：****公司建设周期：2018年初-2018年底项目实施模式****公司租赁****学校屋顶及空地资源，建设分布式屋顶光伏、风电新能源发电系统，并配合分布式储能单元，售电给学校。项目背景********学校为基础打造基于高可靠灵活性资源的能源互联网示范项目。通过建设电动汽车充电设施等内容，强调信息和能量的双向流动、强调能源的高效实现资源优化配置，对电力系统、经济社会效益以及环境保护等方面具有编制依据和原则略。第二章项目基础条件地理位置XXXXXXXXXX教学楼宇，设有3座学员公寓。气象条件亚热带海洋性季风气候，温暖湿润、雨量充沛、四季常春，年平均气温1℃～～～℃。1800～2200**°，北纬**0.1阳辐射量数据参考MeteonormNASA****kWp4553.1MJ/m2，（QX/T89-2008）III175.8W/m2速、风功率密度年变化趋势基本一致，年变化幅度较大，具有明显的季节变化。具体而言，冬春季节的平均风速和风功率密度较大，夏秋季较小。风速和风功率密度的日变化趋势也基本一致，具体而言，风速、风功率密第三章项目用能需求分析冷热需求分析本项目为分布式发售电项目，业主方暂不涉及冷热需求。电力需求分析电力具有安全可靠，清洁高效以及价格稳定等优势，考虑以电为中心满足区域冷、热等综合能源需求。99.999以上。电力清洁高效。从发电侧来看，光伏、风电等清洁能源比例不断提升，从用电侧来看，电力无任何污染排放。规划区域执行峰谷电价，具体如表2-1所示。2-1分类电压等级到户价（元/kWh）需量电价（采用基本容量或最大需量）峰平谷尖双蓄基本容量（元/月最大需量（元/千瓦·月）大工业1－10KV0.9640.67850.4091.05730.35231725.535－110KV0.93650.65850.39451.02710.341725.5一般工商业1－10KV1.1040.81850.5490.471335－10KV1.04210.76410.50010.4297备注：高峰时段时间：08：00-11:00，18:00-23:00；平段时段时间：07：00-08:00，11:00-18:00；低谷时段时间：23：00-07:00。每年9即2077、8、910：00-11:00，19：00-21:0017/千伏安25.5/千瓦·月。第四章项目规划设计方案拟采用技术、设备的基本情况略。略。冷热电供给方案评价未涉及。1本项目位于**，地点坐标为北纬**，东经**，海拔**m。13552表4-1 部容配一览表序号子系统安装地点组件数量安装容量(kW)备注1#1子系统教工宿舍楼704190.08组件布置图在业主提供的图纸上设计，在楼面现场复核和地勘资料提供后装机容量将根据实际情况进行调整。2#2子系统学生宿舍楼30883.163#3子系统教学楼南楼792213.844#4子系统**地块58741585.985#5子系统**地块、部分**地块58741585.98合计135523659.04光伏组件的功率规格较多、生产组件的厂家也很多，从1Wp到310Wp表4-2 组厂家270Wp组技参对比组件厂家单位乐叶晶科阿特斯峰值功率W270270270开路电压V38.138.838.0短路电流A9.459.099.45工作电压V30.831.731.0工作电流A8.778.528.88外形尺寸mm1650×992×351650×992×401650×992×40重量kg18.619.019.3峰值功率温度系数/℃-0.41-0.40-0.41/℃-0.31-0.30-0.31/℃0.050.060.053转换效率16.516.516.5270W16.5a）b）支架倾角的选择PVSYST2030127**kWh/（MeteoNorm25～281379kWh/（MeteoNorm。表4-3组件最佳倾角模拟计算结果倾斜角度20°21°22°23°24°25°26°27°28°29°30°年辐射量（kwh/㎡）13731375137613771378137913791379137913791378250280280逆变器选型主要对以下指标进行比较：定。95～98穿越等。PAGEPAGE284b）逆变器选型目前市场上流行且应用较多的逆变器分为集中型逆变器和组串型逆变器两种。表4-4 36kW串变技术逆变器型号36kW组串式功率因数＞0.99最大直流电压1000V功率因数调节范围0.8超前～0.8滞后最大输入直流80A电流波形畸变率(额定功率)<1MPPT输入电压范围250V-990V最大效率98.85MPPT数量2中国效率98.22输入组串数6防护等级IP65额定输出功率42kW允许环境温度-25～+60℃额定电网电压AC380V安装方式壁挂式额定电网频率50HZ本项目另一部分组件布置在**、**地块，其中**地块装机容量为**kWp，**地块装机容量为**kWp，共计装机容量为**kWp，推荐采用**kW组串型逆变器，输出0.48kV电压。表4-5 变技参数逆变器型号46kW组串式功率因数＞0.99最大直流电压1000V功率因数调节范围0.8超前～0.8滞后最大输入直流80A电流波形畸变率(额定功率)<1MPPT输入电压范围250V-990V最大效率98.85MPPT数量2中国效率98.22输入组串数8防护等级IP65额定输出功率46kW允许环境温度-25～+60℃额定电网电压AC480V安装方式壁挂式额定电网频率50HZ0.48kV****kWp2SCB11-1600/10，10.5±2X2.5/0.48kVD/yn11干式箱变。SG10-10kVA，500/400V1500V10（1000W/m2）1384（（系统效率）=1082.2882512.5，2520％。第N×（1-N表4-6 每5平发发电利用小时数（h）发电量（万度）五年内平均值1041.70381.16十年内平均值1018.70372.75十五年内平均值996.61364.66二十年内平均值976.54357.32二十五年内平均值957.28350.27序号设备名称规格型号单位数量备注（一）发电设备及安装工程1光伏组件**Wp块135522光伏组件连接插头MC4对12003组串式逆变器组串式46kW台684组串式逆变器组串式36kW台15（二）升压变电设备及安装工程1升压变压器，自然（5对）台22交流汇流箱61雷器，台123交流汇流箱41雷器，台3（三）通信和控制设备1视频监控系统1（2260×800×600mm）套12环境监测仪套1（四）电线电缆因接入点未定电缆量为暂估1光伏电缆PV1-F 1×4mm²m376002动力电缆ZRC-YJV22-0.6/1kV3×16mm²m3200逆变器--交流汇流箱3动力电缆ZRC-YJV22-0.6/1kV3×120mm²m500交流汇流箱-升压变5动力电缆ZRC-YJV22-0.6/1kV3×185mm²m2225交流汇流箱-升压变6高压电缆ZRC-YJV22-8.7/15kV3×70mm²m800接用户侧10kV母线，7控制电缆ZRC-KVVP2/22-0.45/0.75kV4×2.5mm²m3008控制电缆ZRC-KVVP2/22-0.45/0.75kV4×4mm²m3009铠装RS485线km6.810电力电缆ZRC-YJV22-0.6/1kV3×10+1×6mm²m20011电力电缆ZRC-YJV22-0.6/1kV2×4mm²m20012光缆4芯单模km813接地电缆BVR0.45/0.75kV6mm²（黄绿）m150014接地电缆BVR0.45/0.75kV16mm²（黄绿）m2001510kV3*70套4161kV电缆头3*16套166171kV3*185套12181kV3*120套18（五）电缆敷设及设备安装材料1电缆桥架梯式桥架，热浸镀锌，50×50m2002电缆桥架梯式桥架，热浸镀锌，100×100m3003电缆桥架梯式桥架，热浸镀锌，200×100m2004电缆桥架梯式桥架，热浸镀锌，300×100m1005电缆保护管镀锌钢管，φ25m10006电缆保护管镀锌钢管，φ50m207电缆保护管镀锌钢管，φ150m508电缆保护管PE管，SC150m350(六)安装辅材及附件1防火、封堵项12项1(七)防雷及接地材料1接地极Φ50镀锌钢管根2002接地扁铁40×5mm，热浸镀锌m44003绝缘铜绞线BVR-120m304铜排TMY-30×4m30(八)电气一次设备110kV高压开关柜KYN28-12，光伏进线柜面2210kV高压开关柜KYN28-12，计量柜面2310kV高压开关柜KYN28-12，出线柜面1410kV高压开关柜KYN28-12，PT柜面25高压母线桥TMY-3(80x10)米106电力电缆ZRC-YJV22-8.7/15kV-3×185米307低压计量表只58集装箱式配电室8m*4m*4m座19集装箱式配电室配套基础座110照明系统套111消防系统套1(九)土建1光伏支架主材加辅材t194.522光伏区围栏1.8m2扇m11602.分散式风电场址位置**kWp******kWp**kWp20km。风能资源分析区风能资源和风能参数，本报告采用中尺度数据作为代表性风能数4-84-7。175.8W/m2。表4-8 均速平风功密年化表月份010203040506070809101112年平均风速4.84.06.75.40风功率密度156218172871028413263342289210255175.84-64-7a）机型选择FD25-100100kW，25m30m。该机型主要功能特点如下：时检修。功能。表4-9 机技参型号FD25-100风机类型永磁直驱型、三叶片、水平轴、上风向设计等级IECIII额定功率(kW)100额定风速(m/s)11切入风速(m/s)3切除风速(m/s)25极限风速(m/s)52.5额定转速（rpm）50认证CEIEC测试报告并网标准认证美国UL1741、英国G59、意大利CEI0-21发电机形式永磁同步三相交流风机重量(kg)9500功率调节方式主动变桨距控制制动方式顺桨、机械主轴刹车、电磁制动风轮直径(m)25叶片数量3叶片材料玻璃钢（FRP）叶片重量（kg）540*3变桨速度(/s)8偏航方式电动偏航塔架形式圆筒钢管塔塔架高度(米)30m控制系统工业PLC控制器机组防护等级IP54工作温度-20℃~+50℃功率曲线风力发电机组的功率曲线见图4-8。图4-8FD25-100机型功率曲线机组布置根据****200kW4290290图4-9风力发电区机位布置图年上网电量SRTMmap件weibullWAsP机理电量，理论量的基上，进行70的折，经计算，本风电场理论发电量为**MWh，折减系数为70**MWh。电气部分并网供电系统概述PAGEPAGE291图4-10并网供电系统图图4-11系统连接示意图控制系统可靠的控制系统确保风机的长期正常运行，控制系统采用工业PLC作为主控制器，满足恶劣的工作环境。系统配备了液晶显示器、RS485SCADA表4-10 控系技数表控制器型号ZKW400G100K额定输出功率**kW最大输出电流240A输出电压范围0Vdc~650Vdc泄荷电压650Vdc~680Vdc工作电源400Vac/3p+N/50Hz/60Hz/4kW环境温度-20～50℃环境湿度85RH防护等级IP20逆变电源逆变电源技术参数见表4-11，电气原理见图4-12。表4-11 逆电技数表性能参数GNW60K3G风能逆变电源直流输入工作电压范围380Vdc~680Vdc最大输入电流140A最高输入电压750V额定输入功率63kW最大输入功率70kW允许电压纹波＜5全功率工作电压440Vdc~680Vdc并网输出额定电网电压380V±15额定输出电流87A额定工作频率50Hz(47~53)性能参数GNW60K3G风能逆变电源无功功率可调功能具有最大逆变效率≥94谐波含量(THD)电流谐波总和<5，各次<3(额定功率)辅助电源电压范围380Vac±15频 率50Hz/60Hz保护功能电网过电压St1：430Vac，St2：440Vac电网欠电压St1：323Vac，St2：304Vac电网过频率St1：50.5Hz， St2：51.0Hz电网欠频率St1：49.5Hz， St2：49.0Hz孤岛检测主动式施加扰动，检测电压电流变化被动式功率失衡，检测频率相位变化系统功能通讯接口RS485(与主控隔离)隔离方式变压器隔离散热方式强制风冷报警功能蜂鸣器鸣叫，指示灯闪烁等报警节点逆变故障，请求停机信号过载能力125％额定电流工作时间不小于1min150％额定电流工作时间不小于10s环境条件绝缘强度1500Vac持续1分钟安全等级ClassI防护等级IP20(室内)工作噪音≤65dB（距离1m）工作环境温度-20℃～+55℃(超过40℃降额运行)储存温度范围-20℃～+60℃允许相对湿度≤90RH，无海拔高度<2km，每升高1km，降额5使用机械结构尺寸（长×宽×高）800mm*600mm*1700mmL1L2L3GL1L2L3GEMC滤波器LC滤波器远程通信单元控制单元

逆变桥

三相变压器

交流接触器

交流断路器 人机对话单元图4-12 变源气理图人机对话单元防雷接地设计的。0.8m42风机的接地网通过扁钢连接并与相邻接地系统互连形成较大接地网络。电气设备、材料表风机设备配置表见表4-12。电气系统材料表见表4-13。4-12序号产品型号数量备注1**kW永磁风力发电机组FD21-1002变桨，抗台风59.5m/s2塔架TD100-302含地基段3控制系统ZKW400G100K2立柜式，电动驱动、主动偏航4卸荷电阻柜配套25逆变电源GNW60K3G460kW，含输出隔离变4-13序号电缆名称电缆型号单位数量备注1卸荷电缆ZR-YJV22-3x35mm2米202卸荷器风扇电缆ZR-KVVR-4x1.5mm2米20序号电缆名称电缆型号单位数量备注3卸荷器温度电缆ZR-KVVR-4x1.5mm2米204制动电缆ZR-YJV22-3x35mm2米305温度开关电缆ZR-KVVR-4x1.5mm2米306(铠装电缆)ZR-YJV22-2x120mm2根47通讯电缆ZR-RVVSVP-2x2x1.5mm2根48节点信号电缆ZR-RVVSVP-2x2x1.5mm2根49控制器工作电源电缆(铠装电缆)ZR-YJV22-4x4.0+PEmm2根210通讯线缆光纤（铠装单模）根211并网输出线缆YJV22-4*35+E*16mm²根412ZR-YJV22-1x25mm2米2013ZR-YJV22-1x25mm2米20配电方案未涉及其他能源服务方案储能站a）总体方案量为**kWh。储能系统由**个电池集装箱组成，配置**个电池组串,以并联方式连接，系统实际容量为**kWh。储能集装箱内部配置一套BMS电池集装箱系统主要部件数量电池集装箱系统主要部件数量集装箱体1电池系统电池架8电池箱184主控箱8BMS控制柜BAMS1取电变压器1UPS1HMI1取电输入防雷器1BMS监控柜体1交流开关电柜1EMS监控设备1监控软件1照明系统1温控系统1消防系统1接地系统1直流动力系统1b)电池方案比较（经与电池厂家及相关科研机构多方沟通。主要存在以下几点技术难c）储能站运行策略本项目配置了2台*W学校在-00****14：30-17：30，19：00-21：00电气工程方案a)电气平面布置储能电站采用集装箱模块化设计，安装于一个40英尺标准集装30b10kV**kWh1组，**kW储能变流器1台，升压变1台。储能电站由蓄电池-储能变流器-交流汇流柜-变压器构成，蓄电315V10kV10kV**MWp110kV10kV本工程10kV设备包括并网开关柜1台，计量柜1台，最终接入****10kVc表4-15电气工程主要设备清单设备名称数量变压器110kV开关柜110kV计量柜110kV电缆按需电动汽车充电设施电动汽车充电设施总体方案计划在**kWp1**kW14（1台**kW15（）充电设备选型a）**kW直流充电桩5％～95％；2000m；大气压强：80kPa～110kPa；交流输入电压：380V±10％；交流电源频率：50Hz±1Hz；输出电压：DC200～750V；输出最大电流：200A；防护等级：≥IP54。b)**kW交流充电桩工作环境温度：-20℃～+50℃；相对湿度：5％～95％；防护等级：IP54；电源：AC220V±10，50±1Hz；输出电：AC220V±10；输出最大电流：32A。主要功能充电桩采用组件化设计，业务相关部分和电气相关部分相对独立。其中，业务相关管理由计费控制单元负责。计费控制单元通过软硬件接口连接相应输入/输出组件，完成人机显示、计量计费、支付、数据加解密、控制充电设备启停等功能。具体功能要求如下：ICIC通信功能：可通过有线/主要设备清单表4-16电动汽车充电设施主要设备清单序号名称型号单位数量备注1交流充电桩**kW台12直流充电机（桩）**kW套1143低压电缆分支箱一进二出只14低压电缆ZC-YJV22-0.6/1-4*120+1*70米2505低压电缆ZC-VV22-0.6/1-3*10米506直流电缆ZC-YJV22-0.6/1-1×95mm2米1207控制电缆ZC-YJV-0.6/1-2×2.5mm2米608通信电缆ZCR