分布式能源系统集成优化性

分布式能源系统集成优化性能源梯级利用相对于传统集中式供电方式而言，分布式能源系统将发电系统以小规模、小容量、模块化、分散式的方式布置在用户附近，可独立将一次能源同时转换成电力、热水、蒸汽、冷水等。城南经济新区将分布式能源系统作为能源中心，实施冷、热、电三联供，再生水利用的大型循环经济示范区，城南经济新区分布式能源循环经济示意图如图2-1所示。图2-1分布式能源循环经济体系构想城南经济新区分布式能源站本期建设规模为40MW级“2+2+1”型燃气-蒸汽联合循环供热机组，除供应工业蒸汽，对外主要供给制冷负荷和生活热水负荷。本工程中，天然气首先进入轻型燃气轮机做功并输出电能。燃气轮机排放的尾气，经过余热锅炉后，可以产生高压蒸汽和低压蒸汽。产生的蒸汽主要利用方式有三种，即：进入抽凝机做功，做功后的低压蒸汽抽出供应工业蒸汽负荷；直接减温减压供应工业蒸汽负荷；通过溴化锂吸收式制冷机组，供应冷水负荷。余热锅炉尾部烟气，可以用于加热生活热水，提供部分生活热水负荷。由于制冷负荷和生活热水负荷的特点是具有季节性，同时在一天之内的某一时间段里具有需求量特别大的特点，可以通过抽取部分蒸汽的方式，保证供给。为节约用水，减少水的外排，补给水处理系统用水采用污水处理厂深度处理后的再生水，根据锅炉给水质量要求、水源水质、投资及制水成本等因素考虑，按照如下步骤进行处理：污水处理厂深度处理后的再生水浸没式超滤装置反渗透装置一级反渗透装置二级反渗透装置EDI。能源站可以同时对外界供应电力、工业蒸汽和生活热水。并且通过蒸汽型溴化锂制冷机组，提供园区内所需的空调用冷负荷。从而实现能源的综合利用。能源站产生的污水通过管道输送至污水厂处理，从而达到减少污水排放和水资源综合利用的目的。根据中、远期热负荷、电负荷需求，能源站本期建设规模为40MW级“2+2+1”型燃气-蒸汽联合循环供热机组。主要对外供应电力、工业蒸汽、空调冷水和生活热水，具有优越的节约能源，改善环境，提高供热质量，增加电力供应等综合能力，因此社会效益、经济效益都十分明显。主要技术指标如表2-1所示。根据国家发展改革委、财政部、住房城乡建设部、国家能源局印发的《关于发展天然气分布式能源的指导意见》第一条的规定，天然气分布式能源综合能源利用效率应在70%以上，本工程热经济指标完全符合，且大于国家规定要求。经计算，本工程分布式能源站的综合能源利用效率为90.33%，可以实现城南经济新区的电、蒸汽、制冷和生活热水四种负荷的同时供给。表2-1主要技术指标项目单位数值装机容量MW40年发电量kWh/a2.45x108全年供热量GJ/a114.513万年平均发电天然气耗量Nm3/kWh0.108年平均供热天然气耗量Nm3/GJ35.71年天然气耗量Nm30.67x108发电设备年利用小时数h6125年平均热电比%129.8年平均全厂热效率%90.33新能源消纳根据某市城南经济新区的装机规划情况，预计到2020年地区将装设有60MW光伏发电机组、40MW燃气机组和5MW储能装置。其中仅光伏发电机组受日照与气候因素影响出力无法控制，燃气机组和储能装置均能够实现在自身能力范围内出力的自由调节，调峰性能优异。根据某市城南经济新区用电需求预测结果，预计到2020年地区最大负荷60MW，与光伏发电装机容量相同。每日最大负荷出现在白天，在8点～16点期间负荷率一直保持在0.6以上，而结合当地光资源情况，光伏发电机组出力率难达到60%以上，出力一直低于同时段负荷水平，若考虑燃气机组全额为光伏调峰，则光伏机组所发电量可以在本地电网全额消纳。根据某市城南经济新区电量平衡分析结果，即使令燃气机组全额为光伏调峰，其年利用小时数依然可以达到6100小时以上，运行经济性良好。因此，某市城南经济新区具备全额消纳本地光伏的能力，并且能够保证其他类型机组运行的经济性，在未来的运行中可按照不弃光考虑。光储一体充电站的集成优化建设光伏发电和蓄电池储能一体化的公交车充电站。在白天高峰电价期间，利用储能和雨棚光伏向电动公交车补充电量。光伏发电，充电车位防雨棚面积约1000m2，为充分发挥光资源优势，本工程拟在雨棚上布置100kWp的光伏发电设备，全部电力自发自用。多年平均等效利用小时数1017h，系统寿命按25年计，25年平均年发电量10.25万kWh，25年总发电量256.43万kWh。储能的配置一方面为满足白天光照强度较大时多余光伏电量的存储，另一方面为满足公交车充电站充电需求。在白天光照强度较高时存储多发的光伏电量，并在夜晚低电价低谷期间存储电量，白天高峰电价期间，向电动公交车补充电量。本工程拟采用1000块12V，250AH的铅酸蓄电池，分为20组，一组50块。电池总容量3000kWh。智慧绿色照明光伏供电，配置太阳能光伏板及蓄电池用于对路灯及相应附属设施的供电。采集1天太阳能所储存电量能满足路灯15天左右的照明的供电要求，能较好的应对多日阴雨天气，实现完全利用清洁能源要求。多种功能集成，集成公用wifi、寻路辅助功能、城市安防报警、环境监测传感器、车流监测系统功能、公共信息推送。对某市城南开发区8条街道共843盏250W钠灯进行智能化改造，采用光伏供电，可100%节省传统能源消耗。夏季一般路灯开启8个小时，冬季12个小时，按平均每天开始10个小时计算，843盏灯用电功率为210.75kW，年耗电量为769237.5kWh，相当于每年节约耗电量约77万kWh。楼宇智能负荷终端楼宇能效管理系统采用分层分布式系统体系结构，通过在中心每层设置智能采