惠民型多能互補(bǔ)綜合示范工程初步方案

惠民型多能互補(bǔ)綜合示范工程初步方案

一、多能互補(bǔ)性

1.光伏裝機(jī)規(guī)模

目前某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)沒(méi)有電源接入，所需電力全部來(lái)

源于上級(jí)電網(wǎng)。某市太陽(yáng)能資源豐富、穩(wěn)定，光伏電站的建

設(shè)可為當(dāng)?shù)靥峁┓€(wěn)定、清潔的電力。且某市地面可利用面積

大，工業(yè)園區(qū)廠房屋頂建設(shè)分布式光伏條件好。初步計(jì)劃在

〃十三五〃期間新增60MW光伏發(fā)電機(jī)組，其中50MW位于

車邏鎮(zhèn)，以農(nóng)業(yè)光伏大棚形式集中建設(shè)；另外10MW規(guī)劃利

用工廠廠房或居民建筑樓頂分布式建設(shè)，所發(fā)電力就地并網(wǎng)

消納。

2.燃機(jī)裝機(jī)規(guī)模

根據(jù)預(yù)測(cè)分析，能源站設(shè)計(jì)供熱能力擬以滿足近期全部

工業(yè)最大用汽50t/h,空調(diào)制冷負(fù)荷的平均負(fù)荷35MW,生

活熱水日平均負(fù)荷21.4MW,實(shí)際運(yùn)行根據(jù)機(jī)組特性和各類

負(fù)荷變化統(tǒng)一調(diào)整。能源站設(shè)計(jì)供熱能力見(jiàn)表1-1。

表1-1能源站設(shè)計(jì)供熱能力

序

用熱類型設(shè)計(jì)供熱能力備注

號(hào)

1工業(yè)用汽(t/h)50全年

2制冷負(fù)荷(MW)35空調(diào)季4~10月

生活熱水負(fù)荷

321.4全年

(MW)

某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)在〃十三五〃期間存在一定的工業(yè)用

蒸汽需求，同時(shí)本地居民與商家還存在較大的供熱與供冷需

要。為了在滿足區(qū)域冷熱需求的同時(shí)，盡可能使得新區(qū)的能

源配置達(dá)到多能互補(bǔ)的目的，減少與電網(wǎng)的電力電量的交

換，計(jì)劃在本地新建一座區(qū)域分布式能源站，裝設(shè)2臺(tái)燃機(jī)

與1臺(tái)抽凝機(jī)組，總裝機(jī)容量40MW。在這一裝機(jī)容量下，

分布式能源站的最大工業(yè)蒸汽供給量可以達(dá)到60t/h,不僅

可以滿足遠(yuǎn)期的企業(yè)生產(chǎn)用汽需求，而且還可以提供額外的

蒸汽通過(guò)吸收式制冷的方式，為經(jīng)濟(jì)新區(qū)提供充足的空調(diào)冷

水。

3.儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模

綜上所述，到2020年某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)電源由燃?xì)鈾C(jī)組

與光伏電站組成，且光伏電站裝機(jī)比重接近60%,占據(jù)重要

地位。而光伏電站發(fā)電能力與日照情況直接相關(guān)，受氣候性

因素影響巨大，出力存在較大的間歇性與波動(dòng)性，需要其他

類型電源配合調(diào)峰，以平滑出力曲線，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

燃?xì)鈾C(jī)組具有效率高、啟動(dòng)迅速、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，是電

網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)調(diào)峰電源，城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)燃?xì)鈾C(jī)組裝機(jī)容量約為光

伏裝機(jī)容量的三分之二，從技術(shù)角度來(lái)講能夠較好的完成區(qū)

內(nèi)電網(wǎng)調(diào)峰任務(wù)。但本地燃?xì)鈾C(jī)組除滿足供電需求外，還承

擔(dān)了地區(qū)的供氣以及供熱供B爰任務(wù),頻繁壓低出力必將對(duì)工

業(yè)生產(chǎn)以及民生造成一定的負(fù)面影響。此外，燃?xì)鈾C(jī)組將出

力壓低至額定容量以下后工作效率將出現(xiàn)明顯下降，體現(xiàn)為

單位電量耗氣的增長(zhǎng)；并且頻繁的啟停也會(huì)對(duì)機(jī)組內(nèi)部設(shè)備

壽命造成負(fù)面影響，導(dǎo)致故障率的提高、檢修周期縮短和維

護(hù)成本的上升。

為提高燃?xì)鈾C(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，減少機(jī)組出力調(diào)節(jié)時(shí)對(duì)本

地工業(yè)生產(chǎn)以及供熱供冷的影響，可以考慮在網(wǎng)內(nèi)適量裝設(shè)

儲(chǔ)能裝置，在一定范圍內(nèi)平滑負(fù)荷以及光伏電站出力曲線,

減少燃機(jī)機(jī)組調(diào)峰次數(shù)和調(diào)峰深度。但由于儲(chǔ)能設(shè)備造價(jià)高

昂，裝設(shè)容量不宜過(guò)大，從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講應(yīng)優(yōu)先滿足電網(wǎng)的

削峰填谷需要，同時(shí)充分利用電網(wǎng)的峰谷電價(jià)差以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)

效益，以下將通過(guò)對(duì)某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)大小負(fù)荷方式下的電

力平衡結(jié)果來(lái)確定儲(chǔ)能裝置容量。

結(jié)合某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)電力需求增長(zhǎng)情況，電源裝機(jī)建

設(shè)方案以及各類型機(jī)組出力特性，對(duì)區(qū)域進(jìn)行電力平衡分

析，原則如下：

1）設(shè)計(jì)水平年采用2020年。

2）平衡時(shí)參照?qǐng)D2-2中的日負(fù)荷特性曲線，取大負(fù)荷、

腰負(fù)荷以及小負(fù)荷3個(gè)典型方式進(jìn)行平衡。

3）某市太陽(yáng)能屬于田類資源區(qū)，光照強(qiáng)度相對(duì)較低，

年利用小時(shí)數(shù)預(yù)計(jì)僅為1000小時(shí)左右，平衡時(shí)按照日最高出

力率50%（午間），大負(fù)荷時(shí)出力率30%（上午）考慮。

4）分布式能源站考慮經(jīng)濟(jì)性最大調(diào)峰能力按照50%考

慮。

5）分布式能源站廠用電率按照2%計(jì)算。

6）網(wǎng)損率按照4%計(jì)算。

某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)2020年各方式下電力平衡結(jié)果見(jiàn)表

1-20由平衡結(jié)果可知，按照已有的裝機(jī)配置方案，在上午

10點(diǎn)地區(qū)負(fù)荷達(dá)到最高時(shí)即使分布式能源站機(jī)組滿發(fā)出力

仍缺電4.8MW，需要新增少量電源或從主網(wǎng)受入電力；腰負(fù)

荷期間光伏電站出力達(dá)到最大，分布式能源站機(jī)組調(diào)峰運(yùn)

行，電網(wǎng)能夠維持自我供需平衡；小負(fù)荷出現(xiàn)在夜間，光伏

電站出力為零，分布式能源站機(jī)組適度調(diào)峰（70%）,電網(wǎng)

盈余電力達(dá)到4.7MW。

通過(guò)上述分析可知，到2020年某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)能夠維

持基本的電力供需平衡，峰谷之間電力盈虧保持在5MW左

右。因此建議在地區(qū)電網(wǎng)新增5MW儲(chǔ)能裝置，在負(fù)荷低谷

期儲(chǔ)存燃?xì)鈾C(jī)組所發(fā)電力，高峰期釋放出去，有效平滑負(fù)荷

曲線；此外，通過(guò)合理調(diào)節(jié)儲(chǔ)能裝置的運(yùn)行狀態(tài)還能有效減

少白天光伏電站出力波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成的影響，減少燃?xì)鈾C(jī)組

動(dòng)作頻率，實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ),節(jié)能減排的目標(biāo)。

表2020年某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)電力平衡結(jié)果（單位:

MW）

大負(fù)荷（10腰負(fù)荷（14小負(fù)荷（3

序號(hào)項(xiàng)目

點(diǎn)）點(diǎn)）點(diǎn)）

—用電負(fù)何60.048.021.6

大負(fù)荷（10腰負(fù)荷（14小負(fù)荷（3

序號(hào)項(xiàng)目

點(diǎn)）點(diǎn)）點(diǎn)）

_裝機(jī)容量100.0100.0100.0

2.1燃?xì)?0.040.040.0

2.2光伏60.060.060.0

—最大出力55.247.626.3

3.1燃?xì)?7.618.826.3

3.2光伏17.628.80.0

電力平衡

四-4.8-0.44.7

結(jié)果

對(duì)2020年加入儲(chǔ)能電站后的某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)電網(wǎng)進(jìn)

行電力平衡分析，計(jì)算燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰深度，結(jié)果見(jiàn)表1-3。

計(jì)算中儲(chǔ)能裝置按照大負(fù)荷發(fā)電，小負(fù)荷儲(chǔ)能，腰負(fù)荷不動(dòng)

作考慮，燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)節(jié)自身出力，保證區(qū)域電網(wǎng)的自我供需

平衡。

表1?3加入儲(chǔ)能裝置某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)電力平衡結(jié)果單位:

MW）

序大負(fù)荷（10腰負(fù)荷（14小負(fù)荷（3

項(xiàng)目

號(hào)點(diǎn)）點(diǎn)）點(diǎn)）

—用電負(fù)荷60.048.021.6

__裝機(jī)容量105.0105.0105.0

2.1燃?xì)?0.040.040.0

2.2光伏60.060.060.0

2.3儲(chǔ)能5.05.05.0

—最大出力22.428.8-5.0

序大負(fù)荷（10腰負(fù)荷（14小負(fù)荷（3

項(xiàng)目

號(hào)點(diǎn)）點(diǎn)）點(diǎn)）

3.1光伏17.628.80.0

3.2儲(chǔ)能4.80.0-5.0

四燃?xì)鈾C(jī)組出力40.020.428.3

燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰

五0.0%49.0%293%

深度

從電力平衡結(jié)果可以看出，儲(chǔ)能裝置按照上述方式運(yùn)行

后，通過(guò)合理控制燃?xì)鈾C(jī)組出力水平，某市城南新區(qū)能夠保

持自身電力的供需平衡。燃?xì)鈾C(jī)組最高調(diào)峰深度達(dá)到49%,

出現(xiàn)在腰負(fù)荷光伏高出力時(shí)段。因此，在某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)

電網(wǎng)裝設(shè)5MW的儲(chǔ)能裝置是合理的。

4,非化石能源利用比例

對(duì)某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)進(jìn)行電量平衡分析以計(jì)算燃?xì)鈾C(jī)

組年利用小時(shí)數(shù)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表＞4,其中光伏發(fā)電機(jī)組年

利用小時(shí)數(shù)按照1017小時(shí)考慮；儲(chǔ)能裝置按照每日最大功率

充放電各4小時(shí)考慮。

由計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)，盡管地區(qū)光照條件一般，但由于某市

城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)光伏裝機(jī)容量較大，且區(qū)內(nèi)配有較為充裕的調(diào)

峰電源,光伏電站投運(yùn)后年發(fā)電量預(yù)計(jì)將達(dá)到0?6億千瓦時(shí),

占總發(fā)電量的20.1%。燃?xì)鈾C(jī)組仍承擔(dān)了當(dāng)?shù)刎?fù)荷的主要供

電任務(wù)，若不考慮從外部主網(wǎng)受入電力，預(yù)計(jì)機(jī)組利用小時(shí)

數(shù)將達(dá)到6125小時(shí)。

表1?4某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)電量平衡

項(xiàng)目數(shù)字

用電量（億十瓦時(shí)）2.88

網(wǎng)損電量（億十瓦時(shí)）0.12

裝機(jī)容量（MW）105.0

燃?xì)猓∕W）40.0

光伏（MW）60.0

儲(chǔ)能（MW）5.0

發(fā)電量（億十瓦時(shí)）0.59

光伏（億十瓦時(shí)）0.61

儲(chǔ)能（億千瓦時(shí)）-0.02

燃?xì)鈾C(jī)組需發(fā)電量?jī)|千瓦時(shí)）2.45

燃?xì)鈾C(jī)組利用小時(shí)數(shù)（小時(shí)）6125

項(xiàng)目數(shù)字

光伏發(fā)電量占比（%）20.1%

二、集成優(yōu)化性

1、能源梯級(jí)利用

相對(duì)于傳統(tǒng)集中式供電方式而言，分布式能源系統(tǒng)將發(fā)

電系統(tǒng)以小規(guī)模、小容量、模塊化、分散式的方式布置在用

戶附近，可獨(dú)立將一次能源同時(shí)轉(zhuǎn)換成電力、熱水、蒸汽、

冷水等。城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)將分布式能源系統(tǒng)作為能源中心，實(shí)

施冷、熱、電三聯(lián)供，再生水利用的大型循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范區(qū)，

城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)分布式能源循環(huán)經(jīng)濟(jì)示意圖如圖2-1所示。

分布式能源站

地方電網(wǎng)

工

業(yè)

污

蒸

中熱

水

汽

水水

工業(yè)蒸汽、空調(diào)、生活熱水及其他

污水處理廠（污水處理，中水回用）

圖2-1分布式能源循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系構(gòu)想

城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)分布式能源站本期建設(shè)規(guī)模為40MW級(jí)

"2+2+r型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱機(jī)組，除供應(yīng)工業(yè)蒸

汽，對(duì)外主要供給制冷負(fù)荷和生活熱水負(fù)荷。本工程中，天

然氣首先進(jìn)入輕型燃?xì)廨啓C(jī)做功并輸出電能。燃?xì)廨啓C(jī)排放

的尾氣，經(jīng)過(guò)余熱鍋爐后，可以產(chǎn)生高壓蒸汽和低壓蒸汽。

產(chǎn)生的蒸汽主要利用方式有三種，即：進(jìn)入抽凝機(jī)做功，做

功后的低壓蒸汽抽出供應(yīng)工業(yè)蒸汽負(fù)荷；直接減溫減壓供應(yīng)

工業(yè)蒸汽負(fù)荷；通過(guò)澳化鋰吸收式制冷機(jī)組，供應(yīng)冷水負(fù)荷。

余熱鍋爐尾部煙氣，可以用于加熱生活熱水，提供部分生活

熱水負(fù)荷。由于制冷負(fù)荷和生活熱水負(fù)荷的特點(diǎn)是具有季節(jié)

性，同時(shí)在一天之內(nèi)的某一時(shí)間段里具有需求量特別大的特

點(diǎn)，可以通過(guò)抽取部分蒸汽的方式，保證供給。

為節(jié)約用水，減少水的外排，補(bǔ)給水處理系統(tǒng)用水采用

污水處理廠深度處理后的再生水，根據(jù)鍋爐給水質(zhì)量要求、

水源水質(zhì)、投資及制水成本等因素考慮，按照如下步驟進(jìn)行

處理：污水處理廠深度處理后的再生水-浸沒(méi)式超濾裝置一

反滲透裝置一一級(jí)反滲透裝置一二級(jí)反滲透裝置-EDI。

能源站可以同時(shí)對(duì)外界供應(yīng)電力、工業(yè)蒸汽和生活熱

水。并且通過(guò)蒸汽型漠化鋰制冷機(jī)組，提供園區(qū)內(nèi)所需的空

調(diào)用冷負(fù)荷。從而實(shí)現(xiàn)能源的綜合利用。

能源站產(chǎn)生的污水通過(guò)管道輸送至污水廠處理，從而達(dá)

到減少污水排放和水資源綜合利用的目的。

根據(jù)中、遠(yuǎn)期熱負(fù)荷、電負(fù)荷需求，能源站本期建設(shè)規(guī)

模為40MW級(jí)〃2+2+1〃型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)供熱機(jī)組。

主要對(duì)夕M共應(yīng)電力、工業(yè)蒸汽、空調(diào)冷水和生活熱水，具有

優(yōu)越的節(jié)約能源，改善環(huán)境，提高供熱質(zhì)量，增加電力供應(yīng)

等綜合能力，因此社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益都十分明顯。主要技

術(shù)指標(biāo)如表2-1所示。

根據(jù)國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、國(guó)家

能源局印發(fā)的《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見(jiàn)》第

一條的規(guī)定，天然氣分布式能源綜合能源利用效率應(yīng)在70%

以上，本工程熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)完全符合，且大于國(guó)家規(guī)定要求。

經(jīng)計(jì)算，本工程分布式能源站的綜合能源利用效率為

90.33%,可以實(shí)現(xiàn)城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)的電、蒸汽、制冷和生活

熱水四種負(fù)荷的同時(shí)供給。

表2?1主要技術(shù)指標(biāo)

項(xiàng)目單位數(shù)值

裝機(jī)容量MW40

年發(fā)電量kWh/a2.45x108

全年供熱量GJ/a114.513萬(wàn)

年平均發(fā)電天然GNm3/kWh0.108

耗量

年平均供熱天然氣Nm3/GJ35.71

項(xiàng)目單位數(shù)值

耗量

年天然W耗量Nm30.67x108

發(fā)電設(shè)備年利用小h6125

時(shí)數(shù)

年平均熱電比%129.8

年平均全廠熱效率%90.33

2、新能源消納

根據(jù)某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)的裝機(jī)規(guī)劃情況，預(yù)計(jì)到2020

年地區(qū)將裝設(shè)有60MW光伏發(fā)電機(jī)組、40MW燃?xì)鈾C(jī)組和

5MW儲(chǔ)能裝置。其中僅光伏發(fā)電機(jī)組受日照與氣候因素影

響出力無(wú)法控制，燃?xì)鈾C(jī)組和儲(chǔ)能裝置均能夠?qū)崿F(xiàn)在自身能

力范圍內(nèi)出力的自由調(diào)節(jié)，調(diào)峰性能優(yōu)異。

根據(jù)某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)用電需求預(yù)測(cè)結(jié)果，預(yù)計(jì)到2020

年地區(qū)最大負(fù)荷60MW,與光伏發(fā)電裝機(jī)容量相同。每日最

大負(fù)荷出現(xiàn)在白天，在8點(diǎn)~16點(diǎn)期間負(fù)荷率一直保持在0.6

以上，而結(jié)合當(dāng)?shù)毓赓Y源情況，光伏發(fā)電機(jī)組出力率難達(dá)到

60%以上，出力一直低于同時(shí)段負(fù)荷水平，若考慮燃?xì)鈾C(jī)組

全額為光伏調(diào)峰，則光伏機(jī)組所發(fā)電量可以在本地電網(wǎng)全額

消納。

根據(jù)某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)電量平衡分析結(jié)果，即使令燃?xì)?/p>

機(jī)組全額為光伏調(diào)峰,其年利用小時(shí)數(shù)依然可以達(dá)到6100

小時(shí)以上，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性良好。因此，某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)具備

全額消納本地光伏的能力，并且能夠保證其他類型機(jī)組運(yùn)行

的經(jīng)濟(jì)性，在未來(lái)的運(yùn)行中可按照不棄光考慮。

3、光儲(chǔ)一體充電站的集成優(yōu)化

建設(shè)光伏發(fā)電和蓄電池儲(chǔ)能一體化的公交車充電站。在

白天高峰電價(jià)期間，利用儲(chǔ)能和雨棚光伏向電動(dòng)公交車補(bǔ)充

電量。

1）光伏發(fā)電,充電車位防雨棚面積約1000m2,為充

分發(fā)揮光資源優(yōu)勢(shì),本工程擬在雨棚上布置lOOkWp的光伏

發(fā)電設(shè)備，全部電力自發(fā)自用。多年平均等效利用小時(shí)數(shù)

1017h1系統(tǒng)壽命按25年計(jì)，25年平均年發(fā)電量10.25萬(wàn)

kWh,25年總發(fā)電量256.43萬(wàn)kWh。

2）儲(chǔ)能的配置一方面為滿足白天光照強(qiáng)度較大時(shí)多余

光伏電量的存儲(chǔ)，另一方面為滿足公交車充電站充電需求。

在白天光照強(qiáng)度較高時(shí)存儲(chǔ)多發(fā)的光伏電量，并在夜晚低電

價(jià)低谷期間存儲(chǔ)電量，白天高峰電價(jià)期間，向電動(dòng)公交車補(bǔ)

充電量。本工程擬采用1000塊12V,250AH的鉛酸蓄電池,

分為20組，一組50塊。電池總?cè)萘?000kWh。

4、智慧綠色照明

1）光伏供電，配置太陽(yáng)能光伏板及蓄電池用于對(duì)路燈

及相應(yīng)附屬設(shè)施的供電。采集1天太陽(yáng)能所儲(chǔ)存電量能滿足

路燈15天左右的照明的供電要求，能較好的應(yīng)對(duì)多日陰雨天

氣，實(shí)現(xiàn)完全利用清潔能源要求。

2）多種功能集成,集成公用wifi、尋路輔助功能、城

市安防報(bào)警、環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器、車流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能、公共信

息推送。

3）對(duì)某市城南開(kāi)發(fā)區(qū)8條街道共843盞250W鈉燈進(jìn)

行智能化改造，采用光伏供電，可100%節(jié)省傳統(tǒng)能源消耗。

夏季一般路燈開(kāi)啟8個(gè)小時(shí)，冬季12個(gè)小時(shí)，按平均每天開(kāi)

始10個(gè)小時(shí)計(jì)算，843盞燈用電功率為210.75kW,年耗電

量為769237.5kWh,相當(dāng)于每年節(jié)約耗電量約77萬(wàn)kWh。

5、樓宇智能負(fù)荷終端

樓宇能效管理系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，通過(guò)

在中心每層設(shè)置智能采集終端和機(jī)房的動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，

對(duì)建筑的電力、燃?xì)狻⑺雀鞣诸惸芎幕A(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，

通過(guò)后臺(tái)系統(tǒng)對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算樓宇內(nèi)的各類能耗

信息、機(jī)房PUE等。并根據(jù)能耗信息分析建筑能耗狀況，調(diào)

整樓宇各耗能系統(tǒng)的使用控制策略，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能應(yīng)用等。

三、系統(tǒng)運(yùn)行

1、新區(qū)分布式能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

多能互補(bǔ)分布式能源的多樣化、供電能力的不同以及負(fù)

荷結(jié)構(gòu)的多樣化導(dǎo)致其內(nèi)部各層次元素的不同和層次間聯(lián)

結(jié)關(guān)系的差異。某新區(qū)多能互分布式能源站中從燃料輸入到

能量終端用戶主要有電能流、熱能流以及天然氣流等能量

流，某新區(qū)具體的多能互補(bǔ)分布式能源系統(tǒng)供能關(guān)系如圖

3-1耐。

某新區(qū)的能源的外部輸入主要是天然氣燃料和外部電

網(wǎng)的電能供應(yīng)。天然氣主要用來(lái)為燃汽輪機(jī)組提供燃料，燃

氣輪機(jī)除了生產(chǎn)高品質(zhì)電能外，還可以通過(guò)熱能蒸汽來(lái)滿足

新區(qū)內(nèi)的熱負(fù)荷需求和工業(yè)蒸汽的需求，并且可以提供一部

分熱能蒸汽給蒸汽式可吸收制冷機(jī)以及氣體吸收制冷機(jī)制

冷用，以便用來(lái)滿足一部分的冷能需求，另一部分冷能需求

則由電能轉(zhuǎn)換來(lái)滿足。

光伏電池、燃?xì)廨啓C(jī)除了滿足新區(qū)內(nèi)的電負(fù)荷外，還可

以向儲(chǔ)能裝置充電。

智能生產(chǎn)調(diào)度

圖3-1某新區(qū)多能互補(bǔ)分布式能源系統(tǒng)供能關(guān)系圖

根據(jù)某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)分布式能源規(guī)劃，在新區(qū)分布式

能源站配置40MW燃?xì)廨啓C(jī)組，能源站出2回llOkV線路接

入220kV勤王變，光伏電站60MW,并配置5MW儲(chǔ)能裝置,

出1回llOkV線路接入220kV勤王變。某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)電

力負(fù)荷現(xiàn)26MW,到2020年預(yù)計(jì)達(dá)到60MW,電力負(fù)荷出

線主要集中在220kV勤王變和llOkV迎賓變的10kV側(cè)。某新

區(qū)熱力負(fù)荷峰值現(xiàn)在是42t/h,基本熱力負(fù)荷為30t/h,預(yù)計(jì)

到2020年達(dá)到熱力負(fù)荷峰值可達(dá)到50t/h。新區(qū)分布式能源

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。

220KVM

110kVM10kV?

光伏電站除汽飽源工福賓110kV變直

新區(qū)負(fù)荷

35k

PCS光伏逆變器

I鉛酸蓄電池新區(qū)負(fù)荷

圖3-2某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)分布式能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2、新區(qū)分布式能源系統(tǒng)運(yùn)行獨(dú)立性評(píng)估

燃汽輪機(jī)組可完全滿足新區(qū)的熱能供應(yīng)，冷能負(fù)荷則分

別由燃汽輪機(jī)組供應(yīng)和電能轉(zhuǎn)換來(lái)滿足。新區(qū)內(nèi)，冷、熱完

全可做到能源獨(dú)立。

根據(jù)電力平衡分析結(jié)果，某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)在典型方式

下能夠?qū)崿F(xiàn)自我電力平衡，不需要同外界進(jìn)行電力交換。然

而地區(qū)出力不穩(wěn)定的光伏裝機(jī)總量達(dá)到60MW，在陰天停發(fā)

或出力較低時(shí)地區(qū)僅能依靠40MW燃機(jī)供電，供電能力可能

存在不足，屆時(shí)需要從外網(wǎng)受入電力滿足負(fù)荷供電需求，在

燃機(jī)檢修期間上述問(wèn)題將更加嚴(yán)峻。

根據(jù)電量平衡分析結(jié)果，為滿足某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)用電

量需求，2020年光伏機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)需要達(dá)到1017小時(shí),

燃?xì)鈾C(jī)組利用小時(shí)數(shù)需要達(dá)到6125小時(shí)，均處于合理范圍

內(nèi)，發(fā)電機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理。

綜上所述，某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)在典型方式下能夠?qū)崿F(xiàn)自

我電力平衡，發(fā)電機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理，具備一定的獨(dú)立運(yùn)行

能力，僅在特殊方式下可能同外界進(jìn)行少量電力交換。

3、新區(qū)分布式能源系統(tǒng)運(yùn)行可靠性評(píng)估

根據(jù)工程接入方案,2020年某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)分布式能

源站以及農(nóng)業(yè)光伏大棚分別以110kV線路接入勤王變,線路

兩端設(shè)有斷路器，線路配置縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。由圖3-2可知,

llOkV迎賓變及220kV勤王變通過(guò)10kV出線為地區(qū)用戶供

電，故以220kV勤王變10kV母線及l(fā)lOkV迎賓變電站10kV

母線作為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，研究區(qū)域分布式能源站以及農(nóng)業(yè)光伏大

棚對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響。選取供電可靠率作為可靠性評(píng)估指

標(biāo)，供電可靠率計(jì)算公式如式（1）所示。

供電可靠率=（1—嗎］黠罌罌）x100%（1、

統(tǒng)計(jì)期間時(shí)間（1）

其中，用戶平均停電時(shí)間為描述負(fù)荷點(diǎn)可靠性的主要指

標(biāo)，可由式（2）計(jì)算。

2每戶每次停電時(shí)間每次停電持續(xù)時(shí)間x每次停電用戶數(shù)）

用戶平均停電時(shí)間

總用戶數(shù)總用戶數(shù)(2)

以區(qū)域分布式能源站為例，研究區(qū)域分布式能源站或農(nóng)

業(yè)光伏大棚送出線路故障造成的用戶停電持續(xù)時(shí)間。當(dāng)區(qū)域

分布式能源站llOkV送出線路發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置控制斷

路器瞬時(shí)動(dòng)作隔離故障，原區(qū)域分布式能源站供應(yīng)的負(fù)荷將

由農(nóng)業(yè)光伏大棚及系統(tǒng)側(cè)供電，由于地區(qū)總負(fù)荷約為

26MW,遠(yuǎn)小于llOkV迎賓變及220kV勤王變的額定容量，

且考慮勤王變220kV出線裕量充足，故負(fù)荷轉(zhuǎn)移過(guò)程不會(huì)造

成主變及系統(tǒng)側(cè)220kV線路過(guò)載，因此區(qū)域分布式能源站

llOkV送出線路故障不會(huì)造成用戶停電，即式（2）中每次

用戶停電持續(xù)時(shí)間為0。同理，農(nóng)業(yè)光伏大棚送出線路故障

不會(huì)造成用戶停電，每次用戶停電持續(xù)時(shí)間為0。

綜上所述，某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)區(qū)域分布式能源站以及農(nóng)

業(yè)光伏大棚接入后，對(duì)地區(qū)的系統(tǒng)可靠性不會(huì)產(chǎn)生影響，地

區(qū)發(fā)生單一線路故障時(shí)，結(jié)合所配置的保護(hù)策略及斷路器功

能，地區(qū)用戶平均停電時(shí)間為0，供電可靠率為100%。

本工程工業(yè)蒸汽參數(shù)要求為0.8MPa,需求量隨工業(yè)生

產(chǎn)量變化而變化，對(duì)這部分負(fù)荷考慮采用抽凝機(jī)供給以提高

整體熱效率。當(dāng)蒸汽負(fù)荷較小時(shí)，余熱鍋爐產(chǎn)生的高壓蒸汽

優(yōu)先進(jìn)入抽凝機(jī)做功產(chǎn)生電能，將做功后的低溫低壓蒸汽抽

出用于供給工業(yè)蒸汽；當(dāng)蒸汽負(fù)荷增大時(shí)，可以調(diào)整抽凝機(jī)

抽出的蒸汽量，滿足工業(yè)生產(chǎn)需求；當(dāng)抽出的蒸汽量占抽凝

機(jī)進(jìn)汽量的比例超過(guò)75%時(shí)，抽凝機(jī)無(wú)法滿足工業(yè)負(fù)荷需

求，可以將余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過(guò)減溫減壓，直接對(duì)外供

給。供汽可靠率為100%。此外，經(jīng)調(diào)研，目前分布式能源

站所采用主要設(shè)備（如燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、汽輪機(jī)等）的

可靠性均在99%以上。

4、智能化運(yùn)行水平

1）綜合能源管理系統(tǒng)構(gòu)架

某新區(qū)能量管理系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成：某能量管理中心和

各分布式能源自身的監(jiān)控系統(tǒng)以及負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。電力系統(tǒng)

調(diào)度中心與新區(qū)分布式能源系統(tǒng)的信息交換由某能量管理

中心負(fù)責(zé)管理。具體參見(jiàn)圖3-3。

某市電力主網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)

某新區(qū)能量管理中心

D4-Q

a

口乩

wee

M

燃汽輪分布式光用電量采集

樓宇能源

電動(dòng)汽車機(jī)組伏發(fā)電

充電站綜合管控

圖3-3某城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)能量管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

綜合了各分布式電源、負(fù)荷等的本地控制系統(tǒng)提供的信

息，基于分布式電源發(fā)電的報(bào)價(jià)、儲(chǔ)能單元的剩余容量、電

網(wǎng)電價(jià)以及根據(jù)負(fù)荷需求制定的經(jīng)濟(jì)發(fā)電計(jì)劃，某能量管理

中心系統(tǒng)運(yùn)用合理的能量管理策略管理各分布式發(fā)電單元

以及儲(chǔ)能單元的運(yùn)行狀態(tài)，來(lái)實(shí)現(xiàn)某新區(qū)的能量平衡和經(jīng)濟(jì)

運(yùn)行。某能量管理中心系統(tǒng)與分布式電源、負(fù)荷等的本地控

制系統(tǒng)之間的信息交換通過(guò)本地的專用數(shù)據(jù)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2）光伏電站智能控制系統(tǒng)

光伏電站工程按照〃無(wú)人值班，少人值守〃的原則設(shè)計(jì)。

配置一套計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，采用集光伏電站運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、

顯示、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ転橐惑w的綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。計(jì)算

機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集和處理、數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與維護(hù)、控

制操作、防誤閉鎖、同期、報(bào)警處理、事件順序記錄及事故

追憶、畫(huà)面生成及顯示、在線計(jì)算及制表、電能量處理、時(shí)

鐘同步、人-機(jī)聯(lián)系、系統(tǒng)自診斷和自恢復(fù)、遠(yuǎn)動(dòng)功能和與

其它設(shè)備接口等功能。

3）燃汽輪機(jī)組智能控制系統(tǒng)

燃?xì)廨啓C(jī)組主要以燃機(jī)DCS系統(tǒng)作為燃汽輪機(jī)組集中

控制的核心。操作人員可以通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)對(duì)整個(gè)燃汽輪機(jī)組

進(jìn)行控制及監(jiān)視?？刂凭W(wǎng)絡(luò)包含所有的必要設(shè)備，如操作員

站，工程師站等。DCS系統(tǒng)及所有就地設(shè)備采用最新的技術(shù),

冗余工能，具有高可靠性。所有的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備將通過(guò)DCS

進(jìn)行同步。

燃機(jī)系統(tǒng)的控制及監(jiān)視即可以通過(guò)操作員站及可以通

過(guò)隨燃機(jī)提供的操作系統(tǒng)進(jìn)行，并通過(guò)與DCS的通訊接口，

也能實(shí)現(xiàn)對(duì)燃機(jī)的監(jiān)視和調(diào)控。

4）充電站監(jiān)控系統(tǒng)

充電站監(jiān)控系統(tǒng)主要完成采集、處理、存儲(chǔ)來(lái)自充電機(jī)

及配電監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，提供圖形化人機(jī)界面及語(yǔ)音報(bào)警功

能，完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)展現(xiàn)及下發(fā)控制命令，用以監(jiān)控充電機(jī)

及配電系統(tǒng)的運(yùn)行；除配電站監(jiān)控SCADA功能外，還提供對(duì)

充電站系統(tǒng)的諸如智能負(fù)荷調(diào)控等高級(jí)應(yīng)用功能，為充電站

安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供保障手段。

5）樓宇綜合能源管控系統(tǒng)

樓宇綜合能源管理系統(tǒng)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中

管理模式，對(duì)城市各區(qū)域建筑設(shè)施的能源消耗環(huán)節(jié)實(shí)施集中

扁平化動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)字化分析及管理。

系統(tǒng)由能源計(jì)量管理、能耗在線監(jiān)測(cè)、能耗數(shù)據(jù)分析、

能耗指標(biāo)管理、預(yù)測(cè)預(yù)警管理、自主能源審計(jì)管理、綜合報(bào)

表管理、智能決策支持、智能管控等多個(gè)可擴(kuò)展模塊構(gòu)成，

通過(guò)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及自動(dòng)控制系統(tǒng)的有效集成，能夠?qū)?/p>

區(qū)域?qū)崿F(xiàn)能源在線監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析和綜合管理服務(wù)功能。樓

宇綜合能源管理平臺(tái)將城市市政及各個(gè)末端分支的能源系

統(tǒng)整合，借助能量調(diào)控管理中心的平臺(tái)支持，把整個(gè)城市頂

層能源規(guī)劃與末端能源管理有機(jī)結(jié)合起來(lái)，促進(jìn)城市層面的

節(jié)能減排，為城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、城市建設(shè)發(fā)展方向的確

定提供有效的技術(shù)手段。

6）一體化能量管理系統(tǒng)

根據(jù)某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)分布式能源規(guī)劃以及接入系統(tǒng)

的構(gòu)架特征，即分布式光伏電站、燃汽輪機(jī)組、新區(qū)負(fù)荷與

新區(qū)主電網(wǎng)相互交錯(cuò)，因此某新區(qū)的能源系統(tǒng)不能再以單獨(dú)

的微網(wǎng)系統(tǒng)并入某新區(qū)的主電網(wǎng)，而是把各分布式電源、各

能源負(fù)荷以及新區(qū)內(nèi)的能源服務(wù)作為整體考慮，按照新區(qū)獨(dú)

特的運(yùn)行模式進(jìn)行一體化能量管理調(diào)控。因此，建議在某新

區(qū)建立能源運(yùn)行監(jiān)測(cè)中心，在保證某新區(qū)電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安

全、可靠的前提下，對(duì)各類分布式能源系統(tǒng)進(jìn)行多能互補(bǔ)、

優(yōu)化調(diào)度，以便實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)能源利用效率的最大化以及經(jīng)

濟(jì)效益的最大化。

除了先進(jìn)的控制技術(shù)，多能互補(bǔ)分布式能源系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)

穩(wěn)定運(yùn)行也依賴于系統(tǒng)級(jí)合理的能量管理與集成控制，分布

式能源站自身的能量?jī)?yōu)化管理，可以有效提高能源利用效率

以及系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。多能互補(bǔ)分布式能源系統(tǒng)中的可調(diào)

節(jié)變量比常規(guī)的電力系統(tǒng)更加豐富。在滿足整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行約

束的前提下，通過(guò)調(diào)節(jié)分布式電源日勺出力、冷熱電三聯(lián)供機(jī)

組的輸出以及儲(chǔ)能單元的輸入輸出等變量，來(lái)保證很好地利

用可再生能源以及實(shí)現(xiàn)分布式能源系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行。

故而，某新區(qū)的多能互補(bǔ)調(diào)控系統(tǒng)是某新區(qū)能量管理系

統(tǒng)的核心。其能量管理重點(diǎn)在于分布式發(fā)電系統(tǒng)的接入帶來(lái)

的影響、分布式發(fā)電系統(tǒng)與常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)的異同、整個(gè)系統(tǒng)

各個(gè)單元的控制技術(shù)以及由多能互補(bǔ)能量管理系統(tǒng)的優(yōu)化

調(diào)度等方面。

四、自主創(chuàng)新能力

1、自主技術(shù)裝備

某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)惠民型多能互補(bǔ)綜合示范工程全部

采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，具體如下：

1）天然氣能源站設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，目前，我國(guó)的分布式能

源燃?xì)廨啓C(jī)國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)制造，主要采用〃中方控股，外放參

股〃的模式，如華電GE,南汽GE,東汽川崎等。余熱鍋爐、

蒸汽輪機(jī)和主要的輔機(jī)設(shè)備均可做到100%國(guó)產(chǎn)化。城南經(jīng)

濟(jì)新區(qū)分布式能源站的主要設(shè)備，按照能源站總體投資比例

計(jì)算,設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率為70%。

2）光伏發(fā)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，采用國(guó)產(chǎn)晶硅光伏組件，組

件效率滿足〃領(lǐng)跑者〃計(jì)劃要求：多晶硅電池組件和單晶硅

電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到16.5%和17%以上。地面

光伏集中式逆變器、屋頂分布式光伏組串式逆變器采用國(guó)產(chǎn)

產(chǎn)品。

3）送變電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化,我國(guó)從配電網(wǎng)10kV至特高壓電

網(wǎng)lOOOkV的設(shè)備已完全國(guó)產(chǎn)化，交流llOkV電壓等級(jí)屬于

標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)，在我國(guó)具有豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

4）充電站設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，由于我國(guó)已大力推行新能源汽

車多年，且在江蘇、浙江等南部地區(qū)已經(jīng)形成規(guī)模，其配套

設(shè)施也日趨完善，尤其是充電樁，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、行業(yè)化。電

動(dòng)公交車光儲(chǔ)一體化充電站工程中，其主要系統(tǒng)設(shè)備完全可

由國(guó)內(nèi)自主設(shè)備來(lái)構(gòu)建。

5）智慧綠色照明設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，我國(guó)的節(jié)能照明制造商

眾多，所相應(yīng)的照明控制系統(tǒng)也已智能化、高端化，行業(yè)內(nèi)

也產(chǎn)生眾多知名世界的企業(yè)，其產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)含量業(yè)已屬

于世界前沿，完全可以支撐某新區(qū)的智慧綠色照明。

6）樓宇智能負(fù)荷終端設(shè)備國(guó)產(chǎn)化隨著綠色建筑概念的

提出，樓宇的節(jié)能綠色環(huán)保逐漸被人們所重視，相應(yīng)的，也

產(chǎn)生眾多與之相關(guān)的產(chǎn)品，樓宇能效管理平臺(tái)就是其中最具

代表性的系統(tǒng)產(chǎn)品之一。因此，樓宇智能負(fù)荷終端工程完全

國(guó)產(chǎn)化。

7）通信信息工程設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，我國(guó)的通信設(shè)備制造商

眾多，產(chǎn)品成熟可靠，完全可滿足本工程需求。

8）某城南新區(qū)能量管理系統(tǒng)，雖然是本次新提出的概

念系統(tǒng)，但是在電力系統(tǒng)中，智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)業(yè)已成

熟多年，本次工程只是針對(duì)某新區(qū)的特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)裝備,

重新整合開(kāi)發(fā)，主要系統(tǒng)設(shè)備均可完全使用國(guó)內(nèi)自主裝備。

9）儲(chǔ)能設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，鉛酸蓄電池儲(chǔ)能技術(shù)目前是國(guó)際

國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的儲(chǔ)能技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)蓄電池廠家較多，

鉛酸蓄電池儲(chǔ)能設(shè)備早已規(guī)?；a(chǎn)，技術(shù)成熟。

2、新技術(shù)應(yīng)用

1）一體化能量管理技術(shù)

一體化能量管理技術(shù)綜合負(fù)荷需求與分布式能源系統(tǒng)

的運(yùn)行目標(biāo)，調(diào)節(jié)新區(qū)分布式能源系統(tǒng)與某大電網(wǎng)之間的能

量交換。根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)、分布式電源發(fā)電預(yù)測(cè)、電價(jià)及氣價(jià)

信息，實(shí)現(xiàn)分布式電源的調(diào)度、負(fù)荷側(cè)需求響應(yīng)的控制管理、

與電力系統(tǒng)電能交換，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)新區(qū)的能量?jī)?yōu)化調(diào)度。

某新區(qū)一體化能量管理系統(tǒng)信息流如圖4-1所示。在保證某

新區(qū)各能源系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行前提下，以最小系

統(tǒng)運(yùn)行成本、排放成本、網(wǎng)損成本以及停電成本為目標(biāo)調(diào)控

新區(qū)各分布式能源站，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，節(jié)能減排的目的。

電力系統(tǒng)電能交換

能量?jī)?yōu)化管

理系統(tǒng)分布式能源站調(diào)度

負(fù)荷側(cè)需求響應(yīng)

■

圖4-1某新區(qū)一體化能量管理系統(tǒng)信息流

此外，依托綠色照明工程中公用wifi、尋路輔助功能、

城市安防報(bào)警、環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器、車流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、公共信息

推送等功能，可實(shí)現(xiàn)多應(yīng)急系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。聯(lián)合城市應(yīng)急指揮中

心、公安系統(tǒng)以及政府機(jī)構(gòu)，依托公共數(shù)據(jù)的互通與共享，

實(shí)現(xiàn)環(huán)保應(yīng)急指揮、消防安全指揮、衛(wèi)生應(yīng)急指揮、抗震救

災(zāi)指揮、人防指揮等。

2）光伏云技術(shù)應(yīng)用

本項(xiàng)目光伏設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智能化，利用計(jì)算機(jī)軟件

技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)、遠(yuǎn)程診斷技術(shù)、

通信技術(shù)等，建立起一套高效、穩(wěn)定的光伏電站遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)/

診斷系統(tǒng)，從而為光伏電站的正常運(yùn)行和維護(hù)提供技術(shù)保

障。傳感器作為光伏電站運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集器，以實(shí)現(xiàn)光伏設(shè)

備的數(shù)字化，增加其智能感知和通信能力。進(jìn)一步傳感器將

采集的光伏數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)上傳到云端，進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)和管

理，再通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行深入分析、挖掘與預(yù)測(cè)，最終實(shí)

現(xiàn)光伏數(shù)據(jù)的可視化?！ü夥髷?shù)據(jù)+監(jiān)測(cè)/診斷〃可為光伏

系統(tǒng)的科學(xué)研究提供有用數(shù)據(jù)；可提高光伏電站的運(yùn)行水

平，從而降低光伏企業(yè)的運(yùn)行維護(hù)成本，并提升光伏電站的

發(fā)電效益;可優(yōu)化光伏企業(yè)的業(yè)務(wù)流程，從而使生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)

程的資源與活動(dòng)得到合理的安排，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益

和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3）鉛酸蓄電池容量在線修復(fù)

蓄電池組遠(yuǎn)程在線修復(fù)管理系統(tǒng)是以蓄電池端電壓、放

電電流、核對(duì)性放電容量和單體電池溫度、電壓為主要監(jiān)測(cè)

參數(shù)，對(duì)電池運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程控制修復(fù)維護(hù)及核對(duì)

性放電的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)電池組中每節(jié)單體電

池的溫度、端電壓等性能狀況，發(fā)現(xiàn)性能嚴(yán)重劣化故障電池,

立即報(bào)警并給出相應(yīng)的意見(jiàn)性處理辦法；改變傳統(tǒng)的遇到供

電停電事故才派人到現(xiàn)場(chǎng)查找原因，排除后備電源故障的被

動(dòng)維護(hù)方式。大幅提高供電系統(tǒng)的可靠性。

圖4-2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4-2所示，主要由直流配電電源DC-DC\

蓄電池溫度、電壓監(jiān)測(cè)模塊、單體蓄電池修復(fù)模塊、開(kāi)關(guān)矩

陣、核對(duì)放電檢測(cè)模塊、主控單元以及遠(yuǎn)程監(jiān)控上位機(jī)軟件

組成。

直流配電電源（DC-DC）主要用于整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的直流

供電，防止市電停電時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)癱瘓。蓄電池溫度、電壓監(jiān)

測(cè)模塊與每節(jié)單體電池相連，采集監(jiān)測(cè)單體電池的端電壓、

溫度變化情況。發(fā)現(xiàn)落后的單體電池馬上反饋到監(jiān)控中心。

單體蓄電池修復(fù)模塊通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)發(fā)送指令將開(kāi)關(guān)矩

陣切換至需要維修的單體電池進(jìn)行修復(fù)處理，利用脈沖諧振

的工作原理將硫酸鉛結(jié)晶擊碎溶解，使之重新參與化學(xué)反

應(yīng)，增加蓄電池的實(shí)際容量，延長(zhǎng)壽命。開(kāi)關(guān)矩陣用于蓄電

池組的維修時(shí)將單體蓄電池修復(fù)修模塊切換到指定單體蓄

電池上。核對(duì)放電檢測(cè)模塊在蓄電池組需要做核對(duì)性放電時(shí)

使用，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心發(fā)送指令讓其接通或斷開(kāi)，檢測(cè)時(shí)

實(shí)時(shí)采集單體電池電壓、溫度以及放電電流，電池容量、環(huán)

境溫度參數(shù)并存檔，作為判斷蓄電池優(yōu)劣的依據(jù)。主控單元

是系統(tǒng)中的控制中心，包括全部控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸

和指令接收功能。它以高性能微處理器為核心的工控單元為

基礎(chǔ)，連接計(jì)算機(jī)后，可在本地進(jìn)行調(diào)試、控制其它單元模

塊；它有通信端口通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心通信，完成遠(yuǎn)程通信

和遠(yuǎn)程控制功能。由高性能計(jì)算機(jī)、服務(wù)器以及遠(yuǎn)程監(jiān)控軟

件組成監(jiān)控中心，執(zhí)行全部電池?cái)?shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控、對(duì)各種模塊

發(fā)送控制指令。

通過(guò)監(jiān)控實(shí)時(shí)掌握各個(gè)后備蓄電池組的運(yùn)行狀態(tài)，由監(jiān)

控中心通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控和操作，可以實(shí)現(xiàn)核對(duì)性放電、檢

測(cè)出早期故障的單體電池并對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制維修維護(hù)。

3、新商業(yè)模式

1）農(nóng)村土地經(jīng)營(yíng)權(quán)參股惠民模式

以光伏發(fā)電與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)相結(jié)合，助力群眾脫貧致富，通

過(guò)企業(yè)資本、市場(chǎng)運(yùn)作、農(nóng)民入股、以〃光伏+農(nóng)業(yè)〃的發(fā)

展模式，切實(shí)增加農(nóng)民收入、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，真正體現(xiàn)〃光

伏能源〃的精準(zhǔn)惠民，實(shí)現(xiàn)惠民開(kāi)發(fā)由〃輸血式〃惠民向〃造

血式〃惠民轉(zhuǎn)變。

某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)太豐村317戶農(nóng)民家庭1750名成

員，以5193.5畝農(nóng)村土地經(jīng)營(yíng)權(quán)作為出資，入股〃揚(yáng)州郵都

園農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司〃，建設(shè)分布式農(nóng)業(yè)光伏50MW,占地

1500畝。光伏發(fā)電按照上網(wǎng)電價(jià)的15%給予農(nóng)民分配，而

且每年不少于長(zhǎng)期雇用當(dāng)?shù)剞r(nóng)民工125名，每人年收入不低

于2.2萬(wàn)元人民幣。

2)PPP模式

由政府、某市供電公司和投資方郵都園公司共同以PPP

模式組織建立新區(qū)能源公司。新區(qū)能源公司主要經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)范

疇包括能源服務(wù)、售配能源以及合同能源管理。

能源服務(wù)主要是電動(dòng)汽車充電樁，為新區(qū)電動(dòng)公交提供

充電服務(wù)，可利用充電站的光伏、儲(chǔ)能節(jié)省購(gòu)電成本，通過(guò)

與公交公司簽訂充電服務(wù)合同來(lái)實(shí)現(xiàn)盈利。

售電、熱業(yè)務(wù)，一方面可通過(guò)新區(qū)內(nèi)自主的能量管理為

新區(qū)內(nèi)能源負(fù)荷提供支撐，另一方面在電力盈余時(shí)可向電網(wǎng)

售電。通過(guò)投資方的建設(shè)，某市供電公司的調(diào)控協(xié)調(diào)來(lái)推動(dòng)

項(xiàng)目的市場(chǎng)化盈利。白天高峰時(shí)期，燃汽輪機(jī)組和光伏最大

出力，供電公司可依據(jù)上網(wǎng)售電收益，從能源公司收回份額

回報(bào)。這樣，一方面解決高峰用電需求，另一方面保證了發(fā)

電企業(yè)的收益，并且在保證項(xiàng)目收益的同時(shí)，調(diào)動(dòng)了各方積

極性，利用市場(chǎng)，最大推行清潔可再生能源的利用率。

3）合同能源管理模式

合同能源管理主要是針對(duì)新區(qū)內(nèi)的樓宇能效管理和智

慧綠色路燈，是用減少的能源費(fèi)用來(lái)支付節(jié)能項(xiàng)目全部成本

的節(jié)能投資方式來(lái)建設(shè)運(yùn)維，投資方投資建設(shè)，每年用節(jié)省

的能源消耗和運(yùn)維費(fèi)用來(lái)收回投資回報(bào)，在合同年限過(guò)后，

政府可收回，自行運(yùn)營(yíng)維護(hù)。

部分項(xiàng)目擬采用融資租賃模式。

五、工程方案

1、電站接入方案

某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)電網(wǎng)位于某電網(wǎng)南部，由于現(xiàn)狀負(fù)荷

較小，目前并未形成獨(dú)立的供電網(wǎng)絡(luò)，由1座220kV變電站

（勤王變）與1座llOkV變電站（迎賓變）供電。其中220kV

勤王變裝設(shè)1臺(tái)220kV主變，變電容量180MVA;llOkV迎

賓變裝設(shè)2臺(tái)UOkV主變，總變電容量160MVA。除城南經(jīng)

濟(jì)新區(qū)外，上述變電站也承擔(dān)了城區(qū)以及周邊部分地區(qū)的供

電任務(wù)。

根據(jù)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，〃十三五〃末期某市城南經(jīng)濟(jì)

新區(qū)最大用電負(fù)荷將達(dá)到60MW,而地區(qū)現(xiàn)有的llOkV迎賓

變主變?nèi)萘繛?X80MW，能夠滿足〃N-1〃方式下地區(qū)供電

需要，此外,220kV勤王變目前通過(guò)2回10kV線路為地區(qū)供

電，也能夠分擔(dān)迎賓變的部分供電壓力。因此，〃十三五〃

期間某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)可以不建設(shè)新的llOkV變電站。

根據(jù)相關(guān)電源發(fā)展規(guī)劃情況，〃十三五〃期間某市城南

經(jīng)濟(jì)新區(qū)將新增60MW光伏發(fā)電機(jī)組,40MW分布式能源站

和5MW儲(chǔ)能裝置。根據(jù)各類型電源裝機(jī)容量以及本地電網(wǎng)

電壓等級(jí)分布，建議將小容量機(jī)組采用10kV或380V電壓等

級(jí)分散式并網(wǎng)，區(qū)域分布式能源站（40MW）以及農(nóng)業(yè)光伏

大棚（50MW）裝機(jī)集中，所發(fā)電力無(wú)法在下級(jí)電網(wǎng)全部消

納，可以考慮建設(shè)llOkV升壓變送出。

區(qū)域分布式能源站作為某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)的主力電源，

同時(shí)也承擔(dān)著工業(yè)用戶的供氣任務(wù)以及滿足居民的供熱供

暖需要,運(yùn)行可靠性要求高，建議通過(guò)2回llOkV線路接入

系統(tǒng)；農(nóng)業(yè)光伏大棚對(duì)"N-1"可靠性無(wú)特殊要求，為保證

經(jīng)濟(jì)性可以通過(guò)1回llOkV線路并網(wǎng)。

截止至2020年某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)仍僅有2座系統(tǒng)變電站

可供電源以llOkV電壓等級(jí)接入，其中l(wèi)lOkV迎賓變擴(kuò)建規(guī)

模有限，難以容納3回llOkV線路接入，而220kV勤王變最

終llOkV出線規(guī)模12回，目前僅有出線4回，擴(kuò)建條件充裕,

能夠容納地區(qū)新增電源的并網(wǎng)需要。

2020年某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)區(qū)域分布式能源站（40MW）

以及農(nóng)業(yè)光伏大棚（50MW）接入系統(tǒng)設(shè)想見(jiàn)圖5-1。根據(jù)

新增電源裝機(jī)容量以及地區(qū)電網(wǎng)導(dǎo)線選擇情況，建議新增

llOkV線路截面不小于240mm2。

至澄子至高郵

240mm

分布式能源站

2x18

迎賓

2x8

240mm

顯至張?zhí)?/p>

圖5?12020年新熠電源接網(wǎng)方案設(shè)想

2、分布式能源站工程

1）燃料供應(yīng)

本工程采用〃西氣東輸"冀寧管道氣源，天然氣將接自

新奧燃?xì)饽程烊粴忾T站。新奧燃?xì)鈱楸竟こ虇为?dú)建設(shè)一條

輸氣管線，滿足能源站的用氣需求。天然氣經(jīng)從某分輸站沿

著通往新奧燃?xì)獾娜細(xì)夤茏呦蛲ㄟ^(guò)高壓專線接入到電廠專

線門站，全長(zhǎng)約5km。從門站過(guò)濾、分離、計(jì)量后輸送能源

站。能源站根據(jù)需要設(shè)置天然氣調(diào)壓站。壓力調(diào)節(jié)的同時(shí)，

對(duì)其壓力、溫度進(jìn)行測(cè)量，維持天然氣有約50。（2的過(guò)熱度，

除去天然氣中可能含有的水份及可能含有的機(jī)械雜質(zhì)，最終

輸送至各臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)燃料模塊供燃機(jī)燃用。

2）廠址條件

本能源站工程規(guī)劃裝機(jī)容量為40MW，擬采用多軸燃?xì)?/p>

蒸汽聯(lián)合循環(huán)構(gòu)成方式。按照城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)規(guī)劃，經(jīng)過(guò)對(duì)廠

址的初步篩選，本階段的分布式能源站廠址如圖5-2所示。

廠址位于興區(qū)路和珠光南路之間，規(guī)劃容量用地為5hm2,

擬用土地性質(zhì)為規(guī)劃的工業(yè)用地。廠址周邊規(guī)劃的公路網(wǎng)密

集，與城南新區(qū)其它各功能分區(qū)聯(lián)系密切，交通十分便利。

擬建廠址的建設(shè)場(chǎng)地基本呈長(zhǎng)方形，南北向長(zhǎng)約250m,東

西向?qū)捈s200m,東高西低,地勢(shì)略有起伏，現(xiàn)被茂密的植

被覆蓋。

圖5-2城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)能源站位置示意圖

廠址東北側(cè)約2.10km處為某市海潮污水處理廠，補(bǔ)給

水管路沿規(guī)劃道路敷設(shè)可直達(dá)電廠，短捷而順暢，長(zhǎng)約

2.10km;本工程擬采用以機(jī)械通風(fēng)冷卻塔為冷卻設(shè)備的循

環(huán)冷卻系統(tǒng)，工業(yè)補(bǔ)給水采用海潮污水處理廠再生水，城市

自來(lái)水作為本工程的生活水水源以及工業(yè)補(bǔ)給水的備用水

源。

本工程最大時(shí)耗水量157m3/h。按年利用小時(shí)數(shù)6000

小時(shí)分季節(jié)計(jì)算，全年用水量約94.2xl04m3。其中再生水

用水155m3/h，年用水量為93xl04m3。城市自來(lái)水2m3/h,

年用水量為L(zhǎng)2xl04m3。

海潮污水處理廠共兩期，每期處理規(guī)模約為2.5萬(wàn)m3/d。

本能源站日設(shè)計(jì)需水量約為2581m3/d。海潮污水處理廠排

水水量滿足本能源站補(bǔ)水要求。

能源站投產(chǎn)后，海潮污水處理廠出水不能正常供給時(shí)，

擬采用城市自來(lái)水作為備用和應(yīng)急水源，確保能源站生產(chǎn)正

常用水。

3）工程構(gòu)想

?工業(yè)蒸汽供應(yīng)

蒸汽主要是為了滿足工業(yè)企業(yè)工藝要求，蒸汽輸送是以

蒸汽壓力為動(dòng)力，一般估算是每公里消耗蒸汽壓力0。Mpa,

理想供熱區(qū)半徑2?3公里范圍內(nèi)，適宜供熱區(qū)5公里范圍內(nèi)，

《熱電聯(lián)產(chǎn)管理辦法》617號(hào)文規(guī)定工業(yè)蒸汽傳輸半徑一般

按照10公里考慮。主要考慮遠(yuǎn)距離輸送，壓力降很大，網(wǎng)損

大，為了滿足末端工藝要求，勢(shì)必抽取的蒸汽壓力較高，影

響經(jīng)濟(jì)性。另外蒸汽溫度較高，如果保溫不好或破損，能源

損失很大。蒸汽輸送存在能耗高，安全性、調(diào)節(jié)性差。建議

工業(yè)蒸汽消耗大戶在規(guī)劃時(shí)就集中布置在能源站2~3公里范

圍內(nèi)。

本工程工業(yè)蒸汽參數(shù)要求為0.8MPa,需求量隨工業(yè)生

產(chǎn)量變化而變化，對(duì)這部分負(fù)荷考慮采用抽凝機(jī)供給以提高

整體熱效率。當(dāng)蒸汽負(fù)荷較小時(shí)，余熱鍋爐產(chǎn)生的高壓蒸汽

優(yōu)先進(jìn)入抽凝機(jī)做功產(chǎn)生電能，將做功后的低溫低壓蒸汽抽

出用于供給工業(yè)蒸汽；當(dāng)蒸汽負(fù)荷增大時(shí)，可以調(diào)整抽凝機(jī)

抽出的蒸汽量，滿足工業(yè)生產(chǎn)需求；當(dāng)抽出的蒸汽量占抽凝

機(jī)進(jìn)汽量的比例超過(guò)75%時(shí)，抽凝機(jī)無(wú)法滿足工業(yè)負(fù)荷需

求，可以將余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過(guò)減溫減壓，直接對(duì)外供

給。

?冷水供應(yīng)

目前常用的空調(diào)人工冷源設(shè)備有電動(dòng)壓縮式冷水機(jī)組

和澳化鋰吸收式冷水機(jī)組兩大類，其特點(diǎn)見(jiàn)表5-1。

表5?1常用空調(diào)人工冷源特點(diǎn)對(duì)比表

冷源設(shè)電動(dòng)壓縮式冷

漠化鋰吸收式冷水機(jī)組

備水機(jī)組

制冷機(jī)蝸旋式、彳填

的工作式、螺桿式、離熱水型、蒸汽型、直燃型

形式心式

制冷劑環(huán)保性好、有利能源梯級(jí)

特點(diǎn)體積小、重量輕利用、可最大限度利用余熱、節(jié)

省一次能源

電動(dòng)壓縮式冷水機(jī)組能效比一般在3~5之間，漠化鋰吸

收式冷水機(jī)組能效比在L2~1.9之間，主要看是采用熱水還

是蒸汽作為介質(zhì)，與溫度也有很大關(guān)系，后者在環(huán)保及余熱

利用上具有很大優(yōu)勢(shì)，主要特點(diǎn)耗電少。

本工程在能源站內(nèi)設(shè)置制冷首站。制冷首站選擇3臺(tái)蒸

汽型漠化鋰吸收式制冷機(jī)組。

蒸汽型浸化鋰機(jī)組的熱源為0.8MPa,20CTC的過(guò)熱蒸

汽，凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)水回收器輸送至熱力系統(tǒng)的凝汽器。每臺(tái)

蒸汽型漠化鋰機(jī)組制冷量為12000KW,每臺(tái)配2臺(tái)冷水泵，

冷水量為2070t/h;2臺(tái)冷卻水泵，冷卻水量2868t/h;2臺(tái)

冷卻塔，尋花水溫度32-38。匚

?生活熱水供應(yīng)

生活熱水負(fù)荷和制冷負(fù)荷一樣具有季節(jié)和日變化性特

點(diǎn)，其要求參數(shù)不高，因此也為充分利用電廠低位熱能和廢

熱提供了有利的前提條件。

電廠中最大的廢熱源來(lái)自汽輪機(jī)尾部排汽凝結(jié)釋放的

汽化潛熱，這部分熱量是除背壓機(jī)外所有形式汽輪機(jī)完成能

量轉(zhuǎn)換工藝過(guò)程必須產(chǎn)生的，且數(shù)量相當(dāng)龐大，以往在不考

慮加以利用的情況下其最終都經(jīng)循環(huán)水?dāng)y帶散放至大氣中，

這也是凝汽電廠循環(huán)效率始終無(wú)法大幅提高的根本原因，因

此如何大量有效地利用該部分熱量就成為提高整體熱效率

的關(guān)鍵所在。

低位熱能是指在汽輪機(jī)內(nèi)經(jīng)深度做功后壓力、溫度都降

至相對(duì)較低的蒸汽中所包含的熱量和能量，這部分蒸汽的使

用抽取原則應(yīng)該是：滿足使用要求前提條件下盡量抽取低參

數(shù)蒸汽。

根據(jù)外部用戶使用要求，此部分熱水可經(jīng)由余熱鍋爐尾

部煙氣換熱器加熱后產(chǎn)生，余熱鍋爐尾部煙氣換熱器產(chǎn)生熱

量和生活熱水需求熱量見(jiàn)表5-2。

表5-2生活熱水需求量及余熱鍋爐熱水產(chǎn)量

單臺(tái)余熱鍋爐尾部煙氣換熱器產(chǎn)熱

9.07

(MW)

全廠余熱鍋爐尾部煙氣換熱器總計(jì)產(chǎn)熱

18.14

(MW)

生活熱水需求熱量(MW)21.4

生活熱水入口溫度(℃)54

生活熱水出口溫度(℃)84

單臺(tái)余熱鍋爐尾部煙氣換熱器生活熱水260

流量(t/h)

從上表可以出，生活熱水需求熱量與余熱鍋爐尾部煙氣

換熱器產(chǎn)生熱量都不能完全匹配，因此生活熱水用熱與全廠

用熱必須統(tǒng)籌考慮，相互補(bǔ)充，比如夏季，當(dāng)外部制冷需求

熱量很大時(shí)，在一天內(nèi)的某時(shí)間段里生活熱水需求量可能很

小，此時(shí)就可將余熱鍋爐尾部煙氣換熱器產(chǎn)生熱量用于制

冷；在冬季，有外部制冷需求下降，在一天內(nèi)的某時(shí)段里生

活熱水需求會(huì)大于用冷需求，此時(shí)可以將余熱鍋爐產(chǎn)生的低

位熱能用于生產(chǎn)生活熱水。

3、農(nóng)業(yè)惠民地面光伏發(fā)電工程

為體現(xiàn)〃光伏能源〃精準(zhǔn)惠民，實(shí)現(xiàn)能源開(kāi)發(fā)由〃輸血

式〃惠民向〃造血式〃惠民轉(zhuǎn)變，城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)太豐村317

戶農(nóng)民家庭1750名成員，以5193畝農(nóng)村土地經(jīng)營(yíng)權(quán)作為

出資，組建村級(jí)合作社并入股〃揚(yáng)州郵都園農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公

司〃。由〃揚(yáng)州郵都園農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司項(xiàng)目公司〃建設(shè)農(nóng)

業(yè)光伏一期工程50MWp,占地1500畝。采用加大光伏陣列

距寬，抬高式樁基、無(wú)污染列柱、高效能轉(zhuǎn)化率的光伏板，

不影響一般農(nóng)田的使用。光伏下面種植蘑菇、藥材和藍(lán)莓等

經(jīng)濟(jì)作物，形成特色農(nóng)業(yè)光伏。改造保暖大棚、連體大柵、

智能大柵等農(nóng)業(yè)光伏景觀，形成特色光伏+綠色度假養(yǎng)老，

積極探索〃能源惠民〃與新型城鎮(zhèn)化、城鄉(xiāng)發(fā)展一體化相融

合的新路徑。

1）規(guī)劃場(chǎng)址選擇

根據(jù)對(duì)某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)工業(yè)區(qū)和車邏鎮(zhèn)太陽(yáng)能資源、

工程地質(zhì)、交通運(yùn)輸、施工安裝、環(huán)境影響等建設(shè)條件以及

對(duì)電力市場(chǎng)的初步分析，并結(jié)合該區(qū)域光伏電站前期工作進(jìn)

展情況、當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、當(dāng)?shù)卣庖?jiàn)等，經(jīng)綜合

考慮，本次確定在太陽(yáng)能資源豐富、地形較簡(jiǎn)單、地勢(shì)較平

坦開(kāi)闊、工程地質(zhì)條件好、交通運(yùn)輸方便、施工安裝條件好、

無(wú)重大制約工程建設(shè)影響因素的區(qū)域建設(shè)光伏電站。

農(nóng)業(yè)惠民50MWp地面光伏發(fā)電項(xiàng)目位于車邏鎮(zhèn)內(nèi)。車

邏鎮(zhèn)內(nèi)場(chǎng)區(qū)屬農(nóng)田,面積約1500畝，場(chǎng)區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦開(kāi)闊。

某市城南經(jīng)濟(jì)新區(qū)惠民型多能互補(bǔ)綜合示范工程具體用地

類型須業(yè)主在下一階段工作中與土地部門進(jìn)行核實(shí)。項(xiàng)目區(qū)

域坐標(biāo)及場(chǎng)址示意圖見(jiàn)圖5-3、圖5-4,光伏項(xiàng)目場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)

拍圖見(jiàn)圖5-5,項(xiàng)目效果圖見(jiàn)圖5-6所示。

圖5?3光伏電站建設(shè)區(qū)域規(guī)劃圖

圖5-4地面光伏項(xiàng)目位置googleearth圖

圖5-5光伏項(xiàng)目場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)拍圖

圖5?6農(nóng)業(yè)惠民光伏項(xiàng)目效果圖

2）光伏組件和逆變器選型

在各類太陽(yáng)能光伏組件設(shè)備中，目前晶硅電池在市場(chǎng)中

占主導(dǎo)地位，且現(xiàn)今晶體硅電池的價(jià)格與非晶硅中銷量較高

的薄膜電池價(jià)格相差不多，本項(xiàng)目初步選用晶硅電池光伏組

件。綜合考慮不同規(guī)格組件的投資、效率、技術(shù)成熟性、市

場(chǎng)占有率以及采購(gòu)訂貨時(shí)的可選擇余地，本項(xiàng)目推薦選用規(guī)

格為多晶硅265Wp光伏組件。對(duì)固定式和跟蹤式三種運(yùn)行方

式進(jìn)行比較，綜合考慮其發(fā)電量、初始投資、維護(hù)運(yùn)行及技

術(shù)成熟程度，本工程推薦選用固定式運(yùn)行方式。

綜合考慮不同功率的逆變器的技術(shù)參數(shù)、運(yùn)行特征及投

資等因素，確定選用技術(shù)成熟、價(jià)格合理的功率為500kW的

逆變器。

3）光伏陣列設(shè)計(jì)和布置

綜合考慮光伏電站的容量、光伏組件的尺寸、光伏電站

的綜合布局等因素，最終確定：由24個(gè)光伏組件串聯(lián)成一組。

考慮到光伏陣列迎風(fēng)面較大，在光伏組件安裝時(shí)，光伏組件

之間留有20mm的間隙,以減少風(fēng)載荷。擬建項(xiàng)目每個(gè)陣列

安裝24塊光伏組件，采用3排x8列的排布型式。經(jīng)計(jì)算，支

架斜面尺寸為13.34mx3.013m（長(zhǎng)x寬1按照擬建項(xiàng)目設(shè)

計(jì)，車邏鎮(zhèn)地面光伏電站需7872個(gè)光伏組件串、188928塊

光伏組件，實(shí)際功率為50.06592MWp。

4）發(fā)電量估算

光伏發(fā)電站上網(wǎng)電量可按下式計(jì)算:

式中：HA一陣列表面太陽(yáng)能總輻射量；

Ep一上網(wǎng)發(fā)電量（kWh）；

Es—標(biāo)準(zhǔn)條件下的輻照度（常數(shù)=lkWh/m2）;

PAZ一組件安裝容量（kWp）;

K一綜合效率系數(shù)。

本項(xiàng)目光伏陣列傾角暫按26?？紤]，陣列表面太陽(yáng)能總

輻射量為1426.4kWh/m2。

車邏鎮(zhèn)地面光伏系統(tǒng)首年理論發(fā)電量為7166.80萬(wàn)

kWh,按照80%的綜合折減系數(shù)進(jìn)行發(fā)電量估算，5733.44

萬(wàn)kWh。系統(tǒng)壽命按25年計(jì)，太陽(yáng)能電池輸出按本次推薦的

光伏組件的標(biāo)準(zhǔn)：第一年97.5%,其后的第2年到第25年，

每年衰減值遞增0.7%,直到質(zhì)量保證期開(kāi)始日的第25年，

以80.7%的比例結(jié)束。車邏鎮(zhèn)地面光伏50MW計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)行

期內(nèi)每年發(fā)電量測(cè)算表見(jiàn)表5-3。

表5?3本項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)期內(nèi)的年發(fā)電量（萬(wàn)kWh）

年份上網(wǎng)電量年份上網(wǎng)電量

第1年5590.11第14年5068.36

年份上網(wǎng)電量年份上網(wǎng)電量

第2年5549.97第15年5028.23

第3年5509.84第16年4988.10

第4年5469.71第17年4947.96

第5年5429.57第18年4907.83

第6年5389.44第19年4867.69

第7年5349.30第20年4827.56

第8年5309.17第21年4787.43

第9年5269.03第22年4747.29

第10年5228.90第23年4707.16

第11年5188.77第24年4667.02

第12年5148.63第25年4626.89

年份上網(wǎng)電量年份上網(wǎng)電量

第13年5108.50

25年平均年發(fā)電量：5108.50萬(wàn)kWh

25年總發(fā)電量：127712.44萬(wàn)kWh

多年平均等效利用小時(shí)數(shù)：1017h

5）電氣主接線

?光伏場(chǎng)主接線

根據(jù)所選光伏組件和并網(wǎng)逆變器性能參數(shù)，以及光伏組

件在滿足項(xiàng)目實(shí)施地氣候環(huán)境的條件下,本項(xiàng)目采用

1.22MWp作為一個(gè)發(fā)電單元，先通過(guò)12臺(tái)直流匯流箱（16

進(jìn)1出）匯流，分別接入2臺(tái)500kW逆變器，經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換

后接入1臺(tái)箱式變電站。本項(xiàng)目共有41個(gè)并網(wǎng)發(fā)電單元組成

50MWp并網(wǎng)系統(tǒng)。

?升壓站電氣主接線

根據(jù)該項(xiàng)目規(guī)劃容量及1回線路送出，本項(xiàng)目擬安裝一

臺(tái)50MW主變壓器，站內(nèi)llOkV系統(tǒng)主接線采用變壓器-線

路組接線方式。

站內(nèi)10kV系統(tǒng)主接線采用單母線接線，共有9個(gè)間隔，

包括4回光伏進(jìn)線間隔、1回儲(chǔ)能裝置間隔、1回接地變兼站

用變間隔、1回母線PT及消諧裝置間隔、1回?zé)o功補(bǔ)償進(jìn)線間

隔和1回主變進(jìn)線間隔。

6）鉛酸蓄電池儲(chǔ)能

蓄電池儲(chǔ)能共配置7MWh,充電功率3.5MW,接入農(nóng)

業(yè)惠民50MWp地面光伏發(fā)電項(xiàng)目35kV母線。蓄電池及儲(chǔ)能

變流器以集裝箱形式布置在光伏項(xiàng)目場(chǎng)地西側(cè)，共需占地1.0

公頃。儲(chǔ)能裝置位置如圖5-7所示。

圖5-7儲(chǔ)能裝置位置規(guī)劃圖

?儲(chǔ)能蓄電池選擇

鉛酸蓄電池是目前技術(shù)最為成熟的儲(chǔ)能介質(zhì)。它不僅轉(zhuǎn)

換效率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、端電壓高、容量大，而且還具備防

酸、隔爆、消氫、耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，是目前在離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電

系統(tǒng)中主要使用的蓄電池。特別是閥控式密封鉛酸蓄電式，

具有技術(shù)成熟、可制成大容量、單位能量成本和系統(tǒng)成本低、

安全可靠和再利用性好。電池?zé)o記憶效應(yīng)，既可以隨時(shí)充電,

也可以隨時(shí)放電，使用維護(hù)工作比較簡(jiǎn)單，耐濫用性比較好。

它的自放電速度可以說(shuō)是各種蓄電池中最低者，高溫下月自

放電小于電池容量的5%。價(jià)格便宜，這是任何一種蓄電池

都無(wú)法比擬的。世界各國(guó)的風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)廣泛使用

鉛蓄電池作為貯能電池。

?鉛酸蓄電池電氣接線

本工程的儲(chǔ)能電池共配置7MWh，使用規(guī)格為12V,

250AH的鉛酸蓄電池，電池以組集裝箱方式安裝。7MWh

鉛酸電池作為本多能互補(bǔ)工程的儲(chǔ)能供能系統(tǒng)，所有鉛酸蓄

電池每1.4MWh接入1臺(tái)1000kW