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(经典水蓄冷案例分享)常州天合工厂智能微网项目

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时间: 2018-09-20
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一、项目背景



天合光能常州工厂位于江苏省常州市新北区光伏产业园内,园区于20084月正式挂牌,规划面积5.12平方公里,主要以核心企业常州天合光能有限公司为依托发展光伏产业,是常州高新区建设国家创新型科技园区“一核八园”框架中的重点特色专题园区之一。天合光能常州工厂占地面积15万平方米,分为西区、东南区、东北区三个厂区,是天合光能进行产品研发、制造的总部和生产基地。

常州天合工厂智能微网项目(以下简称“常州项目”),一期计划在东南厂区,结合工厂用电、用冷、用热需求,整合燃气分布式、水蓄冷、储能,建设EMS能源管理平台,对东南区负荷进行实时监控、有效调节,通过节能管理、改造,优化调整电源结构,提升能源价值、降低用能成本、增强供能灵活性和安全性,从而建立清洁高效的能源体系,推动天合光能的进一步发展。项目总投资1.5亿元,占地面积1500平方米,燃气分布式装机6MW,储能装机1MWhEMS能源管理平台接入厂区已建设的0.9MW光伏。本项目遵循国家能源局2016129日发表的《国家能源局关于组织实施“互联网+”智慧能源(能源互联网)示范项目的通知》(国能科技[2016]200号),是继“合肥新站高新区综合能源管理‘互联网+’智慧能源示范项目”后,天合光能重磅打造的又一能源互联网整体解决方案经典案例。本项目将以“热(冷)定电,冷、热、电联供”以及以大数据、智能互联为平台的能源共享机制,与原有的冷热源系统形成多能互补,满足天合光能(东南厂区)自身的冷、热、电需求,建设成为多能互补、智能高效、绿色低碳的现代工厂能源示范体系。


(经典水蓄冷案例分享)常州天合工厂智能微网项目

1 常州天合工厂智能微网项目效果



二、项目必要性



天合光能东南厂区的能源需求主要包括厂区空调制冷用能、厂区工艺制冷用能、冬季采暖用能及车间生产、照明等使用的电能。2017年,全年用电量约72,000KWH,总体能耗巨大。仅以东南区用电情况来说,冰机和空压机全年电耗约占整个东南区电耗的30%。本项目作为原供能系统的有益补充,提高了供能系统的可靠性;项目所发电力就近消纳,能够降低电力输送消耗;通过冷、热、电三联供方式实现能源的梯级利用,提高能源利用效率,满足东南厂区(天合光能)一部分用电需求、制冷需求以及采暖供热需求,并起到节能减排的良好示范作用。



三、系统设备配置



常州项目近期主要设备配置为:23.3MW级燃气内燃机、2台烟气热水补燃型溴化锂冷热水机、1000m3水蓄冷系统,并接入已建的东南厂区0.9MW光伏运行数据。在原有光伏系统基础上,新增燃气三联供系统、水蓄冷系统,将“冷”、“热”、“电”三联供平台嵌入智能微网,实现能源的梯级利用。

(经典水蓄冷案例分享)常州天合工厂智能微网项目

3 天合光能东南厂区微网系统解决方案



四、系统运行模式



分布式能源系统与传统供能方式相比提高了区域建筑能源供应的安全性,主要体现在以下方面:供应方面由原有单一靠电的供能方式,变为天然气发电、余热制冷制热、电制冷、储能等多种方式相结合,可以确保东南厂区冷热负荷供电。无论空调制冷用能、工艺制冷用能、冬季采暖用能,还是车间生产、照明空调,均可通过电力和燃气两种能源保障能源供应。

天然气三联供系统。燃气内燃机燃烧天然气,产生三种能量,包括电能、高温烟气的余热、高温水的余热。加上原有的0.9MW光伏装机容量,电能基本可满足东南厂区各建筑物和生产的用电负荷及能源站自身用电需求,在用电高峰时,不足的电量可以由市网补充;内燃机高温烟气可作为烟气热水型溴化锂机组的高发热源直接供冷(热),排烟温度约降至100℃;而9095℃的缸套水作为烟气热水型溴化锂机组的低发热源进行供冷(热),供冷(热)后温度降至80℃回到内燃机内继续利用。


水蓄冷系统。系统配置的水蓄冷系统可利用水的显热实现冷量的储存。水蓄冷技术利用市电峰谷电价差,在低谷电价时段利用市电驱动电制冷机组并将冷量存储在水中,在白天用电高峰时段使用储存的低温冷冻水提供空调用冷。当空调使用时间与非空调使用时间和电网高峰和低谷同步时,就可以将电网高峰时间的空调用电量转移至电网低谷时使用,达到节约电费的目的。


能源物联网云平台。本项目最大的亮点在于引入能源物联网云平台TRINA AURORA,提供区域内的智慧能源、智能微网的监控、分析、预测和优化管理,并可升级现有能源监控,进行更大范围的运行数据实时记录,同时引入成本中心的概念,建立能源消耗的基准,按照CDM碳减排交易的计算模型,构建碳消耗的实时数据记录、进行计算、形成报表。平台建设完毕后,项目二期将引入大数据分析,提出完整的节能改造方案,设备控制改造方案,实现能源供给与消耗的平衡。



五、该项目主要特点



1. 该项目是常州最具代表性的分布式能源站之一。严格遵循国家发展改革委2013718日发布的《分布式发电管理暂行办法》(发改能源﹝20131381号)和201411月国家发改委、住建部、能源局《关于印发天然气分布式能源示范项目实施细则的通知》(发改能源﹝20142382号)要求,采取“以冷热定电,自发自用,多余电量上网”的原则,在厂区建设一套天然气分布式能源站,实现冷热电联供,满足厂区的用能需求。

2. 梯级利用。本项目以天然气为燃料,是一个聚高效、环保、节能于一体的冷、热、电三联供项目。该分布式能源系统通过采用能源梯级利用、蓄能等多种能源利用技术提高系统综合能效,符合国家节能环保的政策要求;并通过合理的系统设计从经济上体现节能收益,建设具有节能性和经济性的供能系统。

3. 调峰填谷。发电侧多种能源配置,有利于电力调峰。同时,也可以填补当地电力缺口,缓解地方电力供需矛盾。系统设计最大程度考虑消峰填谷的目的,充分考虑储能的作用。

4. “多能互补,集成优化”。天合光能东南厂区通过已建立的微电网雏形,对已建成的光伏电站和冷热电三联供相结合的能源方案,实现区域能源的综合利用,是可再生能源和分布式能源发展机制的创新。通过能源管控中心实现能源供给侧与需求侧的自平衡。分布式能源站与东南厂区常规能源站互联互备,多能互补,集成优化,在东南厂区内实现“自发自用,余电上网”。

5. 环保及社会效益。该项目具有系统成熟、经济性好、适应性广、节能等优点;采用清洁能源生产技术,几乎无烟尘,CO污染物排放少,该项目建设有利于新型清洁节能技术的推广与应用,促进产业技术进步,有利于减少温室气体排放,节约资源和改善生态环境,符合可持续发展战略。项目近期实施后,能源站年均综合能源利用效率83.79%。冷热电联供具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益。本工程的建设将有助于进一步发挥冷热电联供的综合效益,将国家“节能减排”的方针落到实处。


(经典水蓄冷案例分享)常州天合工厂智能微网项目

7 智能微电网模型






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