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综合能源服务项目规划设计典型案例.pdf

本项目针对于学校场地资源及用电需求，以基于高可靠灵活性资源的 能源调控为核心，按照能源高效可靠运行思路进行总体规划设计。方案通 过学校整体概况、所处地域风、光资源的评估分析，关键设备对比选型， 提出分布式光伏系统、分散式风电系统、储能站、电动汽车充电设施、微 网综合运行管理服务平台建设的工程技术方案。其次，通过分布式能源发 电基础设施、储能站及平台等实际建设与运维情况，进行项目投资预算及 财务评价。项目通过租赁学校屋顶及空地资源，建设分布式能源发电系统 并配合分布式储能单元，售电给学校，总投资为3293.33万元。最后，结 合项目相关情况，对技术风险及财务风险进行了评估

第一章项目基本情况， 271 1.1项目介绍 271 1.2项目背景 271 1.3编制依据和原则 272 第二章项目基础条件 .273 2.1地理位置 273 2.2气象条件， . 273 第三章项目用能需求分析 . 275 3.1冷热需求分析. .275 3.2电力需求分析 .275 第四章项目规划设计方案. . 277 4.1拟采用技术、设备的基本情况 .277 4.2冷热电供给方案评价， 277 4.3其他能源服务方案 295 4.4综合能源管控与服务系统， 301 第五章投资估算与效益分析 305 5.1投资估算， .305 5.2财务评价 305 5.3社会效益评价. 306 第六章风险分析及对策 307

第一章项目基本情况 271 1.1项目介绍 271 1.2项目背景 271 1.3编制依据和原则 272 第二章项目基础条件 .273 2.1地理位置 273 2.2气象条件， . 273 第三章项目用能需求分析 .275 3.1冷热需求分析. .275 3.2电力需求分析 .275 第四章项目规划设计方案。 . 277 4.1拟采用技术、设备的基本情况 .277 4.2冷热电供给方案评价. 2.77 4.3其他能源服务方案 295 4.4综合能源管控与服务系统 301 第五章投资估算与效益分析 305 5.1投资估算， 305 5.2财务评价 305 5.3社会效益评价. 306 第六章风险分析及对策 307

SGBZ-0328涂色镀锌钢板门窗安装施工工艺标准6.1项目所需外部条件 307 6.2宏观经济环境影响. 307 6.3技术风险. 307 6.4 财务风险 307

“互联网+”智慧能源的快速发展，****公司、****学校提出了以**** 学校为基础打造基于高可靠灵活性资源的能源互联网示范项目。通过建设 网综合运行管理服务平台、分布式光伏系统、分散式风电系统、储能站、 电动汽车充电设施等内容，强调信息和能量的双向流动、强调能源的高效 利用、强调主动参与程度，依托能源互联网的技术管理手段和智能化水平， 实现资源优化配置，对电力系统、经济社会效益以及环境保护等方面具有 重大的实施价值和意义

1.3编制依据和原则

XXXX学校位于XX市XX镇洛阳江畔，毗邻X将军陵园，占地面积近 300亩。学校建有完善的培训教学场所、设施，其中知行楼为主要室内培训 教学楼宇，设有3座学员公寓

场址平均风速为5.40m/s，相应的年平均风功率密度为175.8W/m2。风 速、风功率密度年变化趋势基本一致，年变化幅度较大，具有明显的季节 变化。具体而言，冬春季节的平均风速和风功率密度较大，夏秋季较小。 风速和风功率密度的日变化趋势也基本一致，具体而言，风速、风功率密 度午后到夜间较大，凌晨到上午较小，对光伏发电有一定的补充作用

第三章项目用能需求分析

为分布式发售电项目，业主方暂不涉

4.1拟采用技术、设备的基本情况

4.1.1拟采用技术、设备的原理 略。 4.1.2拟采用技术、设备的适用范围 略。

4.2冷热电供给方案评价

第四章项自规划设计方案

4.2.1冷热供给方案评价 未涉及。 4.2.2分布式电源方案评价 1.分布式光伏电站 （1）光伏发电部分概述 本项目位于**，地点坐标为北纬**，东经**，海拔**m。 经测算，本项目总的装机容量为3659kWp，共布置13552块多晶 硅光伏组件，各部分容量配置如下表：

（2）光伏组件选型 光伏组件选择的基本原则：在产品技术成熟度高、运行可靠的前 提下，结合电站周围的自然环境、施工条件、交通运输的状况，选用 行业内的主导光伏组件类型。再根据电站所在地的太阳能资源状况和 所选用的光伏组件类型，计算出光伏发电站的年发电量，最终选择出 综合指标最佳的光伏组件， 光伏组件的功率规格较多、生产组件的厂家也很多，从1Wp到 310wp国内均有生产厂商生产，且产品应用也较为户泛。由于本工程 系统装机容量大，光伏组件用量较多，占地面积广，组件安装量较大： 所以应优先选用单位面积容量大的光伏组件，以减少占地面积，降低 光伏组件安装量。通过市场调查，在自前技术成熟的大容量光伏组件 规格中，暂选容量为270Wp，选择光伏组件厂家分别为乐叶、晶科和 阿特斯，其各厂家组件技术参数比较如下：

本可研方案拟按照阿特斯270W多晶硅光伏组件参数，对应组件 转换效率为16.5%。最终光伏组件生产厂家根据招标情况确定。 （3）安装方式的选择 a）支架的选择 光伏方阵有多种安装方式，工程上使用何种安装方式决定了项自 的投资、收益以及后期的运行、维护。大型并网光伏方阵的支架安装 形式主要有固定式和跟踪式两种。鉴于本项目部分安装在屋顶上，部 分安装在地面，屋面为混凝土屋面，受限于屋顶面积的大小及屋面荷 载的限制，不适合采用跟踪式支架，固定式系统结构简单，安装调试 和管理维护都很方便；跟踪式系统可以增加发电量，但是占地面积大 设备基础要求高，而且需要配置自动跟踪机构，系统投资成本增加 安装调试和管理维护相对复杂。因此推荐采用固定式支架。 b）支架倾角的选择 利用PVSYST软件对支架倾角从20°到30°进行程序模拟，经计 算，项目现场水平面年辐射量为127**kWh/m²（MeteoNorm数据），当 光伏方阵支架倾角为25～28°时，光伏方阵所接受的辐射量最大， 年辐射量为1379kWh/m²（MeteoNorm数据）

根据上述计算结果，本项目拟采用25度最佳倾角。组件布置方 位角按 0‘布置。

根据上述计算结果，本项目拟采用25度最佳倾角。组件布置方 位角按0‘布置，

（4）逆变器选型 a）逆变器选型指标 逆变器选型主要对以下指标进行比较： 1）逆变器输入直流电压的范围：由于太阳电池组串的输出电压 随目照强度、天气条件及负载影响，其变化范围比较大。要求逆变器 能够在较大的直流输入电压范围内正常工作，并保证交流输出电压稳 定。 2）逆变器输出效率：逆变器在满载时，效率必须在95%~98%以 上。中小功率的逆变器在满载时，效率必须在90%以上。即使在逆变 器额定功率10%的情况下，也要保证90%以上的转换效率。 3）逆变器输出波形：为使光伏阵列所产生的直流电经逆变后向 公共电网并网供电，就要求逆变器的输出电压波形、幅值、相位及频 率等与公共电网一致，以实现向电网无扰动平滑供电。所选逆变器应 输出电流波形良好，波形畸变以及频率波动低于国家标准要求值。 4）最大功率点跟踪：逆变器的输入终端阻抗应适应于光伏发电 系统的实际运行特性。保证光伏发电系统运行在最大功率点。 5）可靠性和可恢复性：逆变器应具有一定的抗干扰能力、环境 适应能力、瞬时过载能力及各种保护功能，如：过电压运行、零电压 穿越等。 6）监控和数据采集：逆变器应有多种通讯接口进行数据采集并 发送到集控室，监控设备还应有模拟输入端口与外部传感器相连，测 量日照和温度等数据。 逆变器主要技术指标还有：额定容量，输出功率因数，额定输入 电压，电流，电压调整率，总谐波畸变率等。

b）逆变器选型 目前市场上流行且应用较多的逆变器分为集中型逆变器和组串 型逆变器两种， 集中型逆变器容量大，光伏组串被连到逆变器的直流输入端。集 中型逆变器最大特点是系统容量大，电气设备较少，总体成本低，但 由于不同光伏组串的输出电压、电流往往不完全匹配，导致逆变过程 的效率降低，同时整个光伏系统的发电可靠性会受到设备工作状态的 影响。 组串型逆变器是基于模块化概念基础上，几个光伏组串通过一个 逆变器，在直流端具有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网。组串 型逆变器优点是不受组串间模块差异和遮影的影响，同时减少了光伏 组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，从而增加了发电量和系统的 可靠性，设备损坏与停电维护对系统影响小。组串型逆变器需求数量 多，整体价格高于集中型逆变器，但具有维护工作量小，安装更换方 便，系统可靠性高等优点。分布式光伏项目由于装机容量受到屋顶面 积或用地面积限制更适宜采用组串式逆变器

本项目另一部分组件布置在**、**地块，其中**地块装机容量为 *kWp，**地块装机容量为**kWp，共计装机容量为**kWp，推荐采用 **kW组串型逆变器，输出0.48kV电压

（7）主要设备材料清单

2.分散式风电 (1）场址位置 **kwp****学校位于**kwp省**kwp市洛江区河市镇溪头村北侧 距**kWp市区约20km。

（1）主动变架：叶片变架保持风机工作在最佳效率点，提高风力 发电机发电效率；大风变桨减少机组载荷，超速变桨保护。 (2）自动解缆：控制器能防止扭缆并具有自动解缆功能，防止输 电电缆扭断。 (3）状态显示：运行参数和运行状态通过仪表和液晶屏显示。 (4）多重保护：过载、短路、超速、过压、电网故障等多种保护 (5）故障报警：系统出现故障时，控制器发出报警信号，以便及 时检修。 （6）远程控制：具备在中央监控室启动、停止每台风力发电机的 功能

d）年上网电量 由于未收集到实测地形图，本报告采用SRTM全球数字高程数据 制作本场址区等高线地形图，生成map文件。利用风资源模拟分析软 件wAsP，将场址区weibul1数据和机位坐标输入到wAsP软件，可估 算得出风机理论发电量，在理论发电量的基础上，进行70%的折减 可得出本场址区两台风机的年上网发电量。 经计算，本风电场理论发电量为**MWh，折减系数为70%，则年 上网发电量为**MWh，等效满负荷发电小时数为**h。 （4）电气部分 a）并网供电系统概述 并网供电系统包括变架风电机组各组成部分的功能设计、结构 性能、安装和试验等方面的技术与服务要求。主要包括：叶片、变桨 系统、机舱、传动部分、偏航系统、发电机、逆变电源、塔筒、隔离 变压器（并网逆变器内置）、控制系统等组成部分

b)控制系统 可靠的控制系统确保风机的长期正常运行，控制系统采用工业 PLC作为主控制器，满足恶劣的工作环境。系统配备了液晶显示器、

提供RS485和以太网通讯接口，通过机组配套的SCADA系统，可以方 更实现远程监控，监视发电量等运行参数。 控制系统完成对风机所有传感器信号的检测、偏航、变桨等动作 的控制以及和逆变器的通讯。控制系统分为机舱控制柜和塔下控制柜 两部分，塔下控制器将风力发电机输出的三相交流电转换成直流电： 将直流电压作为并网逆变器的输入，控制器面板上显示输出的直流电 压、电流。

2逆变电源电气原理图

d）防雷接地 针对不同防雷区域应采取相应的防护手段，主要包括雷电接受和 传导、过电压保护和等电位连接等，这些都充分考虑了雷电的特点而 设计的。 雷电由在叶片表面的接闪器引导，由叶片内部的引下线传导到叶 片根部，通过叶片根部传给叶片法兰，通过叶片法兰和碳刷导到轮毂 通过轮毂法兰传导发电机机外壳，通过发电机外壳导线传导到机舱列 壳，通过机舱外壳和塔筒最终导入接地网。 凤力发电机组接地按每台风力发电机组独立敷设复合接地体，考 患每台风机基础部位设置多根垂直接地极，接地极顶部用扁钢连接 埋深0.8m以下，组成风机复合接地网，接地电阻不大于4欧姆.2台 风机的接地网通过扁钢连接并与相邻接地系统互连形成较大接地网 络。 （5）电气设备、材料表

4. 2. 3 配电方案

4.3其他能源服务方案

1.储能站 （1）储能站总体方案及运行策略 a）总体方案 根据风电装机及负荷分析，本项目储能系统最大功率为**kw，容 量为**kwWh。储能系统由**个电池集装箱组成，配置**个电池组串， 以并联方式连接，系统实际容量为**kwh。储能集装箱内部配置一套 消防系统、空调系统、BMS 监控柜，以保证储能电池系统的正常运行

电池集装箱系统主要音

b）电池方案比较 若考虑储能站电池利用变电站废旧蓄电池组（铅酸电池）的方案， 经与电池厂家及相关科研机构多方沟通。主要存在以下几点技术难 点，一、变电站蓄电池组通常采用铅酸电池，电池特点为容量小、使 用寿命短，回收复用可使用寿命相对较短、经济性较差；二、若考虑

侧，变压器高压侧以10kV电压等级接入集装箱式配电房10kV汇流母 线，与**MWp汇流后集中以1回10kV线路接入10kV开闭所的备用开 关柜。 本工程10kV设备包括并网开关柜1台，计量柜1台，最终接入 ****学校10kV开闭所。

e)输出过压、欠压、过负荷、短路、漏电保护、自检功能。 f）人机交互功能：显示各状态下的相关信息，包括运行状态、充 电电量、计费信息等；显示字符应清晰、完整，没有缺损现象，不依 靠环境光源即可辨认。具有外部手动设置参数和实现手动控制的功能 和界面。 g)刷卡付费功能：配备IC卡读卡装置，安装于充电桩内部，能 够与充电桩内置电能表进行通信，配合IC卡实现充电控制及充电计 费。 h)通信功能：可通过有线/无线通信方式，接入微网平台，向上 级运营管理系统转发运营和交易数据。 （4）主要设备清单

4. 4 综合能源管控与服务系统

4.4.1系统目标与设计原则 略。 4.4.2总体架构设计 在能源供应与输配环节，通过并网接入端口、多向能源自动配置 技术、能量携带信息技术等，提高智能电网的自适应能流，实现多能 源网络接入端口的柔性化、智能化，降低网络中多能源交叉流动出现 冲突、阻塞的几率，在系统出现故障时，能够加速网络的快速重构

重新调整能源潮流分布和走向。其核心内容包括多能源计量监测系 统、多能协调的综合调度方案、信息交互共享系统。 4.4.3系统业务功能 综合能源管控/服务中心主要实现功能有： （1）能源数据采集 以综合能源集中监视为目标，利用各种能源计量设备和监控设 备，采用先进成熟的无线、有线等多种通讯方式，实现对综合能源系 统的实时监测和准确计量。 a）在线计量 智能表计通过通讯模块，将采集的数据上传至能源数据中心，实 现涵盖各种能源流量的精准计量，满足多元化用能信息资源的共享。 b）实时监控 结合通讯网建设，通过接入能源网络、新能源发电、储能站、电 动汽车充电系统等多类型能源设施的监控终端，并与园区以及微电网 等能量管理系统互联互通，实现多能流运行状态的集中监视，为综合 能源运行分析及管控提供必要的数据条件，同时平台预留教学实训数 据获取端口，满足学校教学培训操作要求。 （2）全过程化项目管理 对项目提供全过程的信息管理，包括用电单元分析、任务管理 过程管理及用能效果评估。 （3）自定义的异常告警 对异常提供定义及判断方式，对异常进行跟踪处理与分析，达到 “有监测、有跟踪、有处理、有反馈、有总结”的管理要求。 (4)能源数据服务

建立综合管控/服务平台，综合采集、处理、分析包括园区配电 网、新能源、储能等能源供给及电动汽车、生产办公用电等消费数据

第五章投资估算与效益分析

5.1.1投资估算编制依据 略。 5.1.2工程投资估算 项目投资预算总额为3281万元，具体如下表所示

得税前）为4.85%，投资财务内部收益率（所得税后）为3.80%，资 本金财务内部收益率（税后)为4.39%。项目投资回收期（所得税前） 为12.19年，项目投资回收期（所得税后）为13.76年。该项目按照 融资后方案实施，经济效益和财务赢利能力均较差，从财务评价的角 看是不可行的。但由于本工程为清洁能源项目，具有较好社会效益 建议可通过降低成本、争取相关行业补贴或税收优惠等途径进一步提 升整体盈利能力。

项自基于****学校园区电网，进行基于高可靠灵活性资源的能源互 联网试点示范项目建设，预计不仅能够降低园区综合能源成本，综合 能耗以及平均负荷峰谷差也将明显下降。由此将节约标准煤消耗，产 生一定的经济效益（计600元/吨）。园区基于新能源的高效循环使用 将同时节约化石能源（标准煤）和减少碳排放，获得明显环保效益， 同时，通过本项目的实施，将提高****学校及相关地区的能源利用效 率，能够大幅降低供配电设备的投资，对于发电设备的平稳高效运行 有支撑效果，从而提高整个能源生产、传输、使用等环节的利用效率 可以取得良好的社会效果。项自研究成果的复制与推户，能够有力的 促进我国能源互联网革命进程

互通立交桥现浇梁施工组织方案6.1项目所需外部条件

风光储能建设已需要得到学校的批准建设。如风光电站独立建 设，应与规划部门明确电站用地范围及用地面积，如果是地上建筑应 考虑容积率限制，由电站甲方进行投资建设。如结合单体建筑地下室 进行设计，则应在项目前期与单体建筑甲方明确能源站所需地下室面 积及所需净高等问题，由单体建筑甲方进行投资建设，建成后由能源 站甲方进行回购或租用。

6.2宏观经济环境影响

如果宏观经济不景气，电站铺贴资金不及时到位，会影响项自的 经济性。

技术风险的分析主要从两个角度，一个是工程施工时的技术风险， 二是运营时的技术风险。风光储技术以较为成熟，应用较普遍

**学校财政状况良好DBJ61／T 101-2015标准下载，经营状况、财务能力及资金支付能力都 良好。