2023商业综合体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（商业综合体类）国网客服中心北方园区绿色能源网设计工程年 月 日编制说明国家电网公司客户服务中心北方园区位于天津市东丽区东北部,项目为商业综合体类项目。对项目整体概况、项目背景及当地的能源资源禀赋/在项目资源禀赋收集和用能需求分析后，针对性提出拟采用的包含光伏发电系统、光储微网系统、地源热泵系统、冰蓄冷空调系统、蓄热式电锅炉系统、太阳能空调系统、太阳能热水系统和能源网运行调控平台子系7+19040依据项目基础条件对项目风险进行评估，发现项目存在一定的宏观政策风险、技术风险及财务风险。目 录第一章项目基本情况 67项目概况 67项目背景 67编制依据和原则 67第二章项目基础条件 68地理位置 68气象条件 68其他可利用资源条件 70供电条件 71第三章项目用能需求分析 72冷热需求分析 72电力需求分析 73第四章项目规划设计方案 75拟采用技术、设备的基本情况 75冷热电供给方案评价 75其他能源服务方案 86综合能源管控与服务系统 87第五章投资估算与效益分析 90投资估算 90财务评价 91社会效益评价 91第六章风险分析及对策 92项目所需外部条件 92宏观经济环境影响 92技术风险 92财务风险 92PAGEPAGE74第一章项目基本情况项目概况项目名称及业主单位项目名称：国网北方基地绿色能源网设计工程；业主单位：国网客服中心；承建单位：国网天津节能服务公司；建设周期：2年。项目实施模式本项目采用工程总包模式。项目背景随着能源消耗不断增加，雾霾等污染天气、生态环境的日益恶化，国家大力推进可再生能源的开发与利用。客服中心项目将建设园区型微能源网，将北方园区打造成服务的典范、节能的先导、生态的示范，最终实现建设国家电网能源技术与服务创新园区。本项目为新建商业综合体类综合能源服务项目。项目通过对园区能源综合调度、能量管理及信息流驱动能量流的方式才能在能源方面满足国网公司对园区建设提出的高定位及目标，构成高可靠性的实现能源供应的安全性、经济性和示范性。编制依据和原则略。第二章项目基础条件地理位置国家电网公司客户服务中心北方园区，位于天津市中心城区与滨海新区核心区之间东丽区东北部的东丽湖温泉度假村旅游区，北临丽湖环路，东临东文路，南临智景路。地理坐标位于东经116°43'至118°04'38°34'40°15'194960。气象条件天津地处北温带位于中纬度亚欧大陆东岸，主要受季风环流的支配，是东亚季风盛行的地区，属温带季风性气候。2500~29002-128℃，历史最高温度是41.6℃；1月最冷，月平均温度-2℃，历史最低温度是-17－90（－21毫米上下。表2-1天津市气温信息表项目单位数值多年平均气温℃14极端最高气温℃41.6极端最低气温℃-17.8多年平均降水量mm600多年平均风速m/S2.7最大风速m/s27雷暴日数天29.3最大冻土深度cm69最大积雪深度cm26.3主导风向西南年平均相对湿度%64美国宇航局（NASA）提供的卫星观测资料中，NASA提供的天津市各月平均峰值日照时数（1983年7月～2005年6）见表2-2。表2-2天津市的NASA气象数据主要气象列表月度平均空气气温相对湿度每日平均辐射水平大气压力平均风速°C%kWh/m2/dkPam/s一月-3.052.8%2.31100.92.1二月0.248.8%3.11100.72.4三月6.646.7%4.08100.22.8四月14.848.6%5.4499.53.1五月20.456.2%5.7199.12.7六月24.963.7%5.8298.72.3七月26.874.7%4.8398.62.0八月26.075.7%4.6499.01.7九月21.367.8%4.4599.61.9十月14.462.4%3.18100.22.0十一月5.559.5%2.44100.62.0十二月-1.056.2%2.01101.02.0平均值13.159.5%4.0099.82.2图2-1天津地区月平均太阳总辐射量变化直方图由于本次光伏场址内没有实测光辐射数据，报告中将通过下载场址区NASANASANASA0.95。表2-3天津的修正月平均太阳辐射量（kWh/m2)月度修正前每日平均辐射水平修正后每日平均辐射水平一月2.312.19二月3.112.95三月4.083.88四月5.445.17五月5.715.42六月5.825.53七月4.834.59八月4.644.40九月4.454.23十月3.183.02十一月2.442.32十二月2.011.91平均值4.003.80修正前的项目所在地多年平均年辐射量为5255.35MJ/m2/a，根据修正4992.58MJ/m2/a。太阳能资源属于III“资源丰富”地区，站区日照时间较长，年内变本项目为利用建筑物屋顶建设光伏电站，园区一期屋顶面积总计2.13万平方米，可用面积1.289万平方米。其他可利用资源条件本项目会采用地源热泵系统。根据天津华堪地热工程有限公司提供的2120m深测试井，200mmUDe32季排热工况下每延米井深的换热量按64.9W、冬季吸热工况下每延米井深42.57W。供电条件北方基地项目用地地点位于东丽湖区，北环铁路以北，东金路以东。103535。表2-4天津市电网峰谷分时价（单位：元/千瓦时）电压等级电价高峰平段低谷一般工商业及其他不满1千伏1.31330.85930.42731-10千伏1.28980.84430.41885千伏及以上1.26730.82930.4123第三章项目用能需求分析冷热需求分析空调冷热负荷在研发楼四（公共服务楼一）地下室设置集中能源站提供制冷、供暖13555kW9000kW，3-1系统。

表3-1园区冷热负荷单体名称总冷负荷（kW）总热负荷（kW）研发楼一19001350研发楼二32001710研发楼三26501430研发楼四14901050研发楼五630460研发楼六630460研发楼七630460研发楼八695500研发楼九860630研发楼十870620一期小计135558670二期估算60003300热水负荷28研发楼5公共服务中心的淋浴热水及食堂厨房操作区、办公区洗手热水等。公寓楼：采用集中热水供水系统，机械循环。热水供水温度为60℃。公共服务楼一公共服务楼二：采用集中热水供水系统，机械循环，热水要求较低。55设支管可调式减压阀及带调节压差功能的混合阀供水，弥补冷热水不同源电力需求分析10kV210kV610/0.4kV10kV10/0.4kV210KV111500kVA，10KV23400kVA34900kVA3-2表3-2园区配电需求表开闭所名称变电所编号变电所位置变压器装机容量（kVA）供电范围10kV开闭所11#变电站呼叫中心1#楼2*1250kVA呼叫中心一和呼叫中心二照明、插座、空调动力及部分地下室照明、动力等用电2#变电站呼叫中心2#楼2*2000kVA数据机房工艺UPS电源、机房空调、呼叫中心坐席UPS电源及机房相关附属设备用电3#变电站运行监控中心2*1250kVA运营监控中心、公共服务楼一照明、插座、空调动力及部分地下室照明、动力等用电7#变电站待定2*1250kVA预留二期呼叫中心三和呼叫中心四用电10KV开闭所总负荷：11500kVA10kV开闭所24#变电站能源中心4x1600kVA能源中心空调主机附属空调循环水泵、冷却塔等设备电源6#变电站能源中心6*2500kVA电蓄热锅炉及电厨房电源5#变电站公共服务楼22*1000kVA公共服务楼二及客服人员公寓照明、插座、空调动力用电10KV开闭所总负荷：23400kVAPAGEPAGE90第四章项目规划设计方案拟采用技术、设备的基本情况略。冷热电供给方案评价冷热供给方案评价能源中心的冷热源系统采用复合式能源系统。本工程周边市政热网尚存在不确定性，暂不考虑其作为供热热源。市政公网电力充足，且有峰谷电价政策。冷源方案采用冰蓄冷+地源热泵系统，热源方案采用地源热泵+蓄热型电锅炉供热系统。为了在园区建设具有示范性的绿色能源系统，在研发楼10采用太阳能空调系统作为系统的冷热源。根据业主提供的人员工作时间表计算设计日逐时负荷，逐时负荷统计见表4-1。表4-1逐时负荷统计时段逐时冷负荷基载机组供冷双工况机组供冷蓄冰装置供冷双工况机组制冰（kW）（kW）（kW）（kW）（kW）0:00~1:005825.95825.90.00.0-4289.51:00~2:005825.95825.90.00.0-4289.52:00~3:005825.95825.90.00.0-4289.53:00~4:005825.95825.90.00.0-4289.54:00~5:005825.95825.90.00.0-4289.55:00~6:005825.95825.90.00.0-4289.56:00~7:008757.18757.10.00.0-4289.57:00~8:0011719.49574.70.02144.80.08:00~9:0014972.59915.12912.72144.80.09:00~10:0013839.59915.11779.62144.80.010:00~11:0014886.89915.12826.92144.80.011:00~12:0016104.09915.14044.12144.80.012:00~13:0016963.69915.14903.82144.80.013:00~14:0017823.39915.15763.42144.80.014:00~15:0016853.29915.14793.42144.80.015:00~16:0016480.19915.14420.32144.80.016:00~17:0016889.09915.14829.12144.80.017:00~18:0015954.79915.13894.82144.80.018:00~19:0015612.49915.13552.52144.80.019:00~20:0013927.19915.11867.22144.80.020:00~21:0013855.39915.11795.52144.80.021:00~22:0013590.49915.11530.52144.80.022:00~23:0010505.28360.40.02144.80.023:00~24:009913.29913.20.00.0-4289.5合计293602.5210372.648913.734316.2-34316.22组及一组不完全冻结式冰盘管内融冰蓄冰装置。在空调工况下，单台双工11.0℃32.0℃/37.02151kW2.2℃/-5.630.0℃/33.55.9010000Ton-Hr。双工况冷水机组与蓄冰装置采用串联的方式，主机上游设置。通过板5.013.0℃。除此之外，能源中心还配置常规冷水机组。常规冷水机组系统配置了3164kW，蒸发器13.0℃/5.032.0℃/37.0℃。常规冷水机组和地源热泵机组作为冰蓄冷系统的基载冷水机组，与冰蓄冷本项目蓄冰装置采用不完全冻结式冰盘管内融冰装置，采用目前非常成熟的蓄冰系统形式—双工况主机上游的蓄冰系统流程。主要设备及费用如表4-2所示。表4-2冰蓄冷空调系统序号名称性能及规格单位数量单价合计1双工况离心式冷水机组制冷量：900TR台2180000036000002乙二醇板式换热器换热量：5062kW台290000018000003蓄冰装置总蓄冰(Ton-Hr)：6000※项1360000036000004蓄冰系统定压补水真空排气装置有效膨胀量：2.0m³定压点设定值：10.0m台11600001600005循环冷却水全自动加药装置SCIII-TRASAR05型处理系统循环水量：2880m³/h台12800002800006乙二醇自动补加装置流量：4.0m³/h台11400001400007双工况主机冷却水循环泵流量：690m³/h台31450004350008双工况主机乙二醇溶液泵流量：620m³/h台31300003900009基载离心式冷水机组冷却水循环泵流量：690m³/h台314500043500010基载离心式冷水机组冷冻水水循环泵流量：358m³/h台36500019500011乙二醇换热器二次侧冷冻水一级泵流量：572m³/h台310000030000012布袋式过滤器流量：60m³/h台1450004500013开式冷却塔流量：480t/h台6500000300000014管道、阀门套12652000265200015安装费用项112244312244316其他费用1215766工程概算价合计18370209本工程地源热泵系统容量根据室外场地情况和测试结果选定。根据测De32U200mm124120地埋管换热器设置在基地西南侧的室外空地内。本项目中，可用于654（取COP5.4COP。取热量及释热量计算如下。释热量：Q=594×64.9×120÷(1+1÷5.4)=3903kW取热量：Q’=594×42.57×120÷(1-1÷4.2)=3983kW可以看出，夏季工况释热量与冬季工况取热量基本一致。通过机组选型，共配置了三台电动压缩螺杆式地源热泵机组。地源热泵系统的总制冷3585kW3801kW13.0℃/5.010.2℃/6.840.0℃/48.5（COP）5.66（IPLV）6.46。为了750m³/h4-3表4-3地源热泵空调系统主要设备及费用序号名称性能及规格单位数量单价合计1闭式冷却塔总处理水量：750m³/h套1187500018750002定压补液自动排气装置有效膨胀量：1.0m³定压点设定值：31.0m台11400001400003循环冷热水全自动加药装置SCIII-TRASAR01型处理系统循环水量：750m³/h台12000002000004空调冷却水循环泵流量：255m³/h台4667002668005空调冷冻水一级泵流量：159m³/h台4387001548006基载螺杆式地源热泵机组制冷量：340TR台370000021000007地埋管换热器(654孔)项1850200085020008管道阀门项1264772026477209安装费用项1515005150010其他费用项1889627889627工程概算价合计16,878,946采用蓄热式电锅炉给空调系统提供热源。根据相关规程要求，电热式蓄热锅炉只在晚间低谷电时段运行，其余时段采用蓄热水箱蓄热供热。空调系统的热源由两部分组成，地源热泵系统和蓄热式电锅炉系统。蓄热式电锅炉系统采用间接供热方式，通过板式换热器进行热交换后供空调系统使用，与地源热泵系统并联运行。优先采川地源热泉系统供热，蓄热式电锅炉系统作为补充和调峰使用。地源热泵系统的总装机制热容量为3801kW，考虑实际运行工况与设计工况的差异，以及冷热不平衡带来的制85日空调逐时热负荷及热源分配情况见表4-4。表4-4设计日空调逐时热负荷及热源分配情况表时段热负荷(kW)地源热泵系统供热量(kW)蓄热式电锅炉系统供热量(kW)00:00—01:003854323062401:00—02:003749323051902:00—03:003749323051903:00—04:0037493230519时段热负荷(kW)地源热泵系统供热量(kW)蓄热式电锅炉系统供热量(kW)04:00—05:003893323066305:00—06:0053683230213806:00—07:0074093230417907:00—08:00104623230723208:00—09:00101073230687709:00—10:0075483230431810:00—11:0068873230365711:00—12:0071333230390312:00—13:0064393230320913:00—14:0058573230262714:00—15:0050313230180115:00—16:0052903230206016:00—17:0064453230321517:00—18:0074833230425318:00—19:0082403230501019:00—20:0080173230478720:00—21:0083623230513221:00—22:0082183230498822:00—23:0066063230337623:00—24:0038543230624合汁1537507752076230可以看出，由蓄热式电锅炉系统提供给空调系统的总供热量为76230kW。蓄热电锅炉的容量为9529kW。生活热水系统的热源由两部分组成，太阳能热水系统和蓄热式电锅炉系统，太阳能热水系统是预热热源，蓄热式电锅炉系统是保障热源。蓄热式电锅炉系统采用间接供热方式，通过板式换热器进行热交换后供生活热370t24093kW3012kW。综合空调系统和生活热水系统热负荷需求，蓄热式电锅炉系统的总供100323kW40℃（85-45）2157m³计算，蓄热电锅炉的总容量为12541kW，选择6台额定供热量为2070kWmm44-5表4-5蓄热式电锅炉加热系统主要设备及费用序号名称性能及规格单位数量市场价合计1不锈钢蓄热水箱15000x9000x5000(h)台3150000045000002蓄热群控系统项18000008000003承压电热水锅炉额定产热量：792kW台465000026000004安装费15项1148500014850005全自动软化水装置处理水量：7~10(t/h)台120000200006锅炉蓄热循环水泵流量：356m³/h；15mH2O台8450003600007放热循环水泵流量：74.9m³/h,15mH2O台315000450008放热循环水泵流量：140m³/h,15mH2O台4250001000009空调热水一级泵流量：270m³/h；15mH2O台44000016000010空调热水板式换热器换热量3000kW台322000066000011排风机风量：7500m³/h台267501350012阀门及附件套122000024000014其他费用项1600000600000工程概算价11583500根据可设置太阳能集热板的屋面面积大小确定太阳能空调系统的配1350组（226组调设备。供冷时，由高温导热油驱动溴化锂吸收式冷水机组制备冷冻水；350kW7℃/1232℃/38130m³/h210kW60℃/50℃。530kW7℃/1245/40450kW。表4-6太阳能空调系统主要设备及费用序号设备名称性能规格单位数量单价合计1导热油型溴化锂吸收式制冷量350kW,0.8Mpa台1495702495702冷水机组2空调热水板式换热器换热量：450kW台219200384003冷却塔流量200m³/h台180808808084热水循环泵流量44m³/h扬程32m功率7.5KW台29959199185全自动示踪加药装置处理水量150m³/h台11375681375686全自动示踪加药装置处理水量250m³/h台11875681875687冷冻水循环泵66m³/h32m11KW台28650173008冷却水循环泵流量130m³/h扬程24m11KW台210191203829风冷热泵冷冻水循环泵流量100m³/h扬程32m15KW台3171425142610太阳能热水循环泵流量20m³/h扬程32m功率5.5KW台24283856611膨胀水箱2000*1000*1200（mm）有效容积：2.0m³只16428642812分、集水器外径：400mm；1.6MPa台296401928013管道阀门等项132281651281614安装费用项14187015其他费用规费、利润、税收等项1148997工程概算价合计1287029本项目生活热水系统尽可能地采用太阳能、空气能等可再生能源，低谷电等倡导能源，采用多能源组合的复合式能源系统。研发楼一至九采用太阳能作为预热热源的集中热水系统。研发楼十设置独立的热水系统，采用太阳能空调设备+超低温空气源热水机组热水系统。分布式电源方案评价本项目分布式电源为光伏发电站。光伏电站由光伏发电系统和输配电4-1逆变器、直流电缆等；输配电部分指从逆变器交流侧至用户侧低压系统的图4-1光伏发电系统架构图（245Wp）102056901250kW4100kW750kW400V400V250kW450V～820V；100kW900V，MT电压范围0～2kW，MPPT450V～820V4-7表4-7太阳能系统主要设备及费用序号设备名称规格单位数量单价（万元）总价（万元）备注1光伏组件245kWp块41800.13543.42逆变器250kW台13030100kW台4124850kW台864830kW台13.63.63直流汇流箱16汇1台40.75312汇1台160.584直流配电柜台121125并网交流柜台54206线缆及附件套11007监控系统套1308逆功率保护装置台7179用电信息采集终端台1101010施工辅材项18011系统集成项114512设备安装项17013其它费用项189合计1247其他能源服务方案本项目需建立一个储微电网系统，通过组成小型能源网进行平抑功率波动和削峰填谷存储光伏富余电量等控制策略，提