分布式能源
分布式能源
重庆大学土木工程学院的卢军教授做了主题为《燃气分布式能源站蓄冷调控策略分析》的报告。
以下内容根据论坛演讲实录进行整理。
卢军：各位专家、各位同行，大家下午好!下面给大家汇报一下我们做的项目，建筑群方面蓄冷蓄热的项目。
气候变化我就不多说了，很多专家也都谈到，包括上午的主题报告都说到城市气候的影响，导致了整个城市能耗的增加，气候的变化也导致环境影响，造成一系列恶劣的影响。今天上午会长也说了要加速，我们国家也要进行加速，要实现“碳中和”。
燃气的分布式能源站在近期是一个很重要的措施，但从清华大学江亿院士，因为我们经常也在讨论问题，到底燃气怎么发展，从燃气的使用率来看，未来的发展从量上还是增长的，只是要建大量的燃气分布式能源站，就像重庆建的华南大型能源站，要保证当地能源的需求，比如重庆华南能源站就是为了保证云计算园区的能与需求，所以燃气分布式能源站可以实现供冷、供暖、供热水、供电，把能源的高效综合的利用，能效高，在低碳能源体系当中占有非常重要的地位，也不说现在提高全面电气化，重庆是煤电特别多，基本能源比例是煤电，大家想象在三峡是水电，并不是水电为主，我们的水电资源哪里去了?下游去了，到上海、华东、湖北，在重庆水电很少的比例，当时市长是没怎么要水电的。
去年的热浪，重庆和四川在热浪影响下面，电力急剧的稀缺，今年重庆这边有大量的企业上燃气分布式能源，包含四川那边，西安的热供所，还有西南电力院做了燃气峰值能源，做都做不赢，到他们单位考察的时候，他们都说项目非常的多，这也是市场行情的需求。团队也做了重庆的燃气分布式能源检测，包括明年大家要去参观的永川儿童医院，以及我们做了一个江水源热泵结合燃气分布式能源的负荷能源系统，另外是重庆燃气大厦，现在是华润燃气，已经是控住了。
我们对燃气大厦的项目，实际使用的效果，PCTP建筑分布式能源项目进行的性能测试，项目完全实现了发电，像前面做的CPD能源分布式系统的项目，电力上网还存在一定的难度，这块如何实现燃气发电热能综合利用，能够供冷、供热水这一块也是影响了发电的效力，发电很正常，但是燃气大厦的项目基本上还是比较好的能够上网发电。
项目总体是四万七千多平方的面积，以办公为主，负荷特性如图上所示。项目用的是四百千瓦曼海姆内燃机，这是综合能源站，总的未来要做到80万平方，现在只做了20万平方，现在使用的大一点，重庆有很多的区域能源站，都考虑综合能源系统，负荷热能源系统，并不是单一的用某一种能源系统形式，因为负荷式的实际上更加稳定，有些专家评审的时候也经常遇到，他说系统做的太复杂了，系统太多，实际上我们在运行的时候一键控制，都可以自动化运行，不存在感觉功能管理其他很复杂，现在都已经AI了，控制都是非常成熟，怎么样实现能源、经济、环境、社会综合效益最大化，而不是单一的考虑简单，制冷就是制冷机，制热就用锅炉，传统的设计理念应该要进行变化，吸收机带补燃的方式，现在很多都采用这一块的机组联合功能。项目严格的进行测试，这是他的项目现场情况，离我们这个地方也比较近。
整个系统根据测试负荷的变化情况，系统性能曲线是变化的，负荷率都有相应的变化，可以看出来排烟温度和负荷率的管理，排烟温度、流量对它的余热发电有相应的影响，另外高温缸套水这一块相应的关系也进行了详细的测试，对后面的效率分析，应该从夏季的，一般来说设备和室外的温度、关系也有影响，负荷率的增加对缸套水的余热增加的效果也做了详尽的测试。
总体来看整个内燃机发电的效率，在夏季可以实现总效率在72.58%，电效率在35.51%，一般内燃机发电效率通常在40%以下，这点我们要尽量发挥在高效区运行，有些项目发电效率比较低，跟系统的控制逻辑有相应的管理。冬季实现发电效率35.71%，热效率在35.16%，实现一个总效率70.86%，这都是具有CMA检测资质的第三方检测机构对项目进行的检测。
另外我们也通过对系统分析之后，根据全年负荷特性，对项目进行了优化的控制，在软件上面进行了模拟，进行优化之后，燃气分布式能源系统实现优化可以提升系统的效率，能源利用率增加5.35%，节能率可以提高4.23%，优化和综合利用效率提升到百分之73点几，节能率也可以提升百分之22点几，这样可以实现能源的减排、运行费用，也得以节约，运行的节约率可以节省百分之16点几。
这是我们对项目的测试，另外再讲一下对重庆未来生态城，下面整个红色区域是悦来国际展览中心，重庆智博会在这个地方召开，最下面区块300万平方是悦来生态城，整个上面一共有18.67平方公里，整个区域都做了集中的区域供冷、供热，实际上重庆的区域能源项目还比较多，包括未来的茶园重庆东站、江北嘴，全国做区域供冷的项目在重庆还是比较集中的，都是要打造成智慧加可再生能源，加灵活分布式能源的示范项目。
这里做了一个四号地块，实际上是138.57万平方米，这个项目利用多种技术形式，用蓄冷技术，前天上午也说了，大量的微电网源网荷储，实际上在国外来看用空调蓄冷，同样也能够很好的，占的比例还高一些，因为传统的蓄冷电站还有一些风险，蓄冷的效率更高，而且投资也比较小，性价比非常高。
这块做了蓄冷，再加上水源热泵，用的是热源塔热泵，再加上燃气内燃机，做的是两千千瓦的内燃机两台，再加上吸收机，实际上实现的是负荷功能系统，负荷就比较大了，希望整个区域达到106.9兆瓦，整个有商业、有住宅，整个系统的负荷比例关系。
这是冬季在46.61兆瓦，对区域的能源系统里面功能，我们团队也做了多个去能源可研项目。
电价政策都在执行尖峰平谷的分段电价表，电价表实际上变化很大，而且有些单位没注意，我都知道一个项目，单位电价在定的时候很仓促，就造成电价整个一年算下来多交一千万的电费，数据还是比较惊人，因为对一个项目来说，一千万就是一个纯利润，现在是有电力机构，有国网直售，有售电机构代售，电价是变化的，怎么样实现最优的效益，需要公司结合项目的配置，设备的性能情况中来选择最好的电价政策。我们到新加坡能源参观的时候，他们直接是电脑随时在这，哪个地方的电价最便宜，实现了虚拟电厂随时找最便宜的电价随时切换，根据电价实现控制策略，也实现的虚拟电厂，负荷调峰。
电价实际上也在变化，重庆市商业的峰谷电价也不一样，现在光伏电比较多，有把商业的峰谷电价，有时候白天太阳光最强的时候，那时候不是峰值，变成了谷值，所以有时候甚至可以实现负电价。
项目优先采用的是水源热泵、燃气、分布式能源、热源塔热泵调峰，采用负荷式的能源系统。负荷式能源系统采用蓄冰的策略，蓄冰槽，传统的采用的都是一些盘管蓄冰，是一种静态蓄冰的策略，我们这里采用的是动态制冰浆的方式，过冷水制冰浆，这样温度更高，效率更好，蓄冰槽是空的，平常夏季蓄冷，冬季蓄热综合利用，在传统的盘管蓄冰，只能够实现什么?夏季蓄冷，冬季是不能够蓄热的，因为一蓄热温差过大，会导致管道应力过大，造成管道破损，实际上很多盘管蓄冰池里边我也盘道很多，包括在西部制冰展的时候看，把水一放空之后，整个蓄冰盘管、钢制盘管锈蚀斑斑，看起来非常恐怖的场面。
他用的防冻剂，前面议事会上专家说了，防冻剂是普通的防冻剂，会造成你的盘管锈蚀，防腐的防冻剂价格会增加一倍到两倍，这个也有关系。冬季利用蓄热槽进行蓄热，同样一个池子进行蓄冷、蓄热，特别个夏热东冷地区，长江经济这一带，都是夏天要制冷，冬天要制热，而且冬天有时候制热的负荷比较高，我们正在做悦来生态城冷热机架的调研，现在节能企业、运行企业中节能就说，冬天的滤芯负荷太高了，为什么?大家开门、开窗，热气都往外跑，关不住，夏天制冷了还好一点，冷气是往下沉的，理论上计算起来应该是夏季负荷比较大，但实际运行下来冬季的跑热非常大，如果不控制，20块钱一平方实际上是控制不下来的。
采用蓄冷蓄热分析了不同策略下，因为区里面来看，肯定是分期分批实施，像有些能源站一下上满，造成入住率比较低，这时候经济性就很差，类似于机房上架率非常低，实际上POE值非常高，达不到建设的要求，对他的项目、运行情况在软件上面进行了模拟，分析各种运行策略下面使用费用25%典型工况，负荷率50%、75%、100%下面的使用情况，从策略看出来价格差异还是比较大的。
因为我是多种技术负荷应用，有热泵、有三联供、有蓄冷，在蓄冷优先的情况下，热泵优势比较明显，但是随着电价和负荷率的增高，三联供的优势就逐渐比较明显，在峰谷平电价的情况下面，热泵、三联供的交叉可以进行优化，可以看出他在什么情况下面用什么样的技术，哪一个优先都可以做。
整个策略下来可以看出来，通过软件对控制逻辑进行优化，能耗费节省率最佳策略可以实现节能率25.57%，功能自己在那开，凭感觉是肯定不行的，从节能率上面可以看出能源价格不一样，因为现在很多运营说哪里不冷不热就多开泵，他觉得先开泵再开主机，觉得是流量偏小，但是这种一复杂，有成套的程序，通过对气温，对负荷进行预测，牵制、控制、反馈，结合来控制。
冬季情况下一样，能耗费节省可以实现22.06%的节约，在蓄冷的模式，刚开始蓄冷池也可以一起修，但是我在前期入住率比较少的时候，因为是分期开发，开发规模从3%、4%、5%、6%的开发规模，就像前面说的现在总的开发规模是80万平方，现在就值20万，只有20%，而且入住率还存在一个问题，所以把它在不同的情况下面，前面做冰蓄冷的要投入冰蓄冷的机组，制冰机，相应的乙二醇都要买。
如果做成水蓄冷，前期的投资成本更低，比如分析了冷水蓄冷，蓄冷量多到两万多千瓦时，做4度蓄冷做了两万四，如果做了冰蓄冷，到21万多千瓦时的蓄冷量，发挥蓄冷池的蓄冷效果，在入住率低的时候，开发规模小的时候，先期采用水蓄冷的方式，实际上水蓄冷现在全国很多项目大量在推水蓄冷，消防水池蓄冷，或者用边角余料进行蓄冷，都有很多项目，都能取得很好的效果。
我们团队正在编制中国电子节能技术协会的高效集团的团标，国内有两个标准，一个是中国节能院的标准，一个是中国电子节能技术协会的标准，电子节能技术协会对制冷机房的，普通电子冷机组的已经有了，刚才双良也讲了项目，现在我们也已经在做蓄冷项目的高效机房的评价标准，这个马上也要进行颁布了。
可以看出来不同的策略下面，移峰电量率做蓄冷，一定要考虑移峰制冷率、蓄冷率快速的响应，这样才能和虚拟电厂进行匹配，相应的升级这一块，可以看出来谷电利用率会做到53.27%，充分的利用谷电，单位电耗的费用，可以把电价，正常峰值电价跑到一块多了，平均算下来电费只有五毛二、四毛八，通过蓄冷实现用电价非常平，如果运行策略三随便去运行，电价跑多少钱?折下来是七毛九，电价就非常高了，电价不节能。
节能率可以实现百分之十几的节能，能耗费用节省率也是会达到25.57%，这是夏季情况。
冬季同样可以实现蓄热，冬季冰蓄冷，所以蓄冷效果比较好，在冬季可以通过水蓄热把谷电的利用，可以用30%到50%，电费的成本最低可以做到运行策略一，可以做到0.51，如果按照夏季策略来运行，就跑到五毛八去了，同样运行策略三运行需要七毛六，这就可以坎得到实实在在的，理论的策略不一样，运行费用就有很大的差别，这是可以产生经济效益比较明显的。
五、系统能效级评价，对高效机房的初步评价，没有针对蓄冷系统的高效机房的评价，可以看出来电制冷系统的评价14.1，最佳策略可以实现4.46，对三联供系统，年平均综合能源利用效率可以实现80%，最佳策略可以实现83.46%，刚才前面实测下来看的只有73%，国家的评价限制在80%，节能率可以实现20.24%，三联供系统的最大利用实现可以实现1900多小时，保证三联供设备的使用有效的实现，很多项目有效的使用时间非常少，也没有充分发挥设备的投资效益、投资收益回收期太长，但我们这里是接近两千，是根据项目的情况。
对蓄能子系统，设计工况能效13.2，评选优先可以做到4.16，对系统年均能效比做到3.78，这是对子系统的评价。对机组不细说了，同样对制冷机组、双控机组、离心机组、热泵机组、吸收机机组系统评价相应的给出了限制，离心机组可以做到6.25。
对速配系统，水泵、冷冻泵、冷却泵，同样对速配系数，标准的限制34.5，这里做到36点几，冷却水做到45，对冷速配系统的评价同样可以做，这是从设计的评价可研阶段，在实际项目里面必须要通过安装传感器，精度要严格满足我们的标准要求，因为精度要求是比较高的，否则精度差异过大会造成误差过大。
对它进行了经济性的评价，利用动态的评价对它的利润、增值税进行了评价，一百多个平方做个能源站，3.7个亿，这一块也进行了分析，能源站的项目只要立了项，谁都愿意来投，这个不缺投资，在重庆这一块能源站的项目，很多央企、国电投、中节能、华电都在重新投资，项目的经济性比我们投一些其他的项目经济性是比较好的，因为这是它实际的卖冷卖热的投资，还有工程的效益都有，对内部收益率、净现值、投资回收期一般在11点多，经济效益一般可以过了，这个项目在会展中心那边正在施工，正在做机房的土建施工，机房也修在边坡外面，土建施工有点难度，这块正在做。整个的盈亏平衡点也是百分之39点几，整个项目经济可行，投资回收期比较短，也分析静态指标的敏感性分析，对利润和相应的不确定性因素变化，收费价格、冷价正在论证，另外一个项目论证，生态成本的冷价收费，运行成本的变化，水电气价格，功能的规模、投资的影响都做了经济性动态的分析，有个平衡点。
保持在建筑规模60%以下就可以实现盈亏平衡，对区域能源项目采用燃气分布式能源的负荷系统，实现了综合的最佳策略运行，基础策略是夏季采用冰蓄冷，冬季采用水蓄热的方式，把蓄冷蓄热技术相结合，蓄冷蓄热池，本身在修建机房的时候，如果是土建比较好，特别像重庆，因为地下都是岩石，地基基础比较好，修水池成本是比较低的。上个月到广州南沙，刚好是在地基不太好，要加固桩表深，可能修水池的成本比较高，这也和土建相应的合理考虑。
最佳运营策略下面比机载机组优先运营模式下面可以实现节能，运费费用降低24.21%，耗电也降低百分之10点几，耗气也降低了。蓄意蓄冷蓄热模式情况下面，移峰填谷作用明显，所以我们对国家的贡献，对电网的安全运行是非常重要的。去年国网也在重庆这边，对很多商场降低空调运营时间，把供足率提高，运行的时间也把它控制，降低人们一定的舒适性来移峰填谷。我们做冰蓄冷、水蓄热，还是保证你的舒适性不变，利用电价的政策来实现主动的移峰填谷，这个情况比较好。
开发规模小的时候，前期先做水蓄冷，这个是没有问题，适度水蓄冷在国内有很多项目都已经做过，没有问题，用现有的电子冷机就可以实现适度水蓄冷，还可以先不上机组。
把项目的情况简单给大家做一个介绍，谢谢大家。
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