近日，在美麗的天津東麗湖畔國(guó)網(wǎng)客服中心北方園區(qū)內(nèi)，全國(guó)首個(gè)可實(shí)現(xiàn)100%電能替代、規(guī)?；每稍偕茉吹膱@區(qū)型綠色能源網(wǎng)已平穩(wěn)運(yùn)行一周年。在這座處處滲透著綠色環(huán)保理念的國(guó)際一流公共服務(wù)中心內(nèi)，國(guó)網(wǎng)天津電力通過(guò)綠色能源網(wǎng)為園區(qū)持續(xù)提供冷、熱、電、熱水等全部綜合能源服務(wù)，實(shí)現(xiàn)城市能源互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)級(jí)的首次成功實(shí)踐。
融合世界先進(jìn)能源技術(shù)
節(jié)能環(huán)保成效顯著
當(dāng)前，能源生產(chǎn)和消費(fèi)引起的環(huán)境污染愈加突出，而在企業(yè)傳統(tǒng)供能方式中，冷、熱、電分別進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行，用戶設(shè)備投資大，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高，企業(yè)用能成本增加。如何利用可再生能源、節(jié)能、電能替代技術(shù)解決霧霾困擾和企業(yè)用能“費(fèi)心費(fèi)事又費(fèi)錢”的痛點(diǎn)？
綠色能源網(wǎng)項(xiàng)目的成功實(shí)踐創(chuàng)造性地解決了這一問(wèn)題。對(duì)于這個(gè)能源領(lǐng)域的嶄新技術(shù)名詞，天津電科院院長(zhǎng)孫龍彪介紹道：“綠色能源網(wǎng)是以電為中心，靈活接納和綜合利用光能、地?zé)崮艿榷喾N可再生能源，廣泛集成能量信息，實(shí)現(xiàn)多種能源協(xié)調(diào)控制和綜合能效管理的園區(qū)型能源互聯(lián)網(wǎng)。”
國(guó)網(wǎng)天津電力創(chuàng)新能源服務(wù)商業(yè)模式，由國(guó)網(wǎng)天津節(jié)能公司具體承擔(dān)項(xiàng)目，集能源規(guī)劃、設(shè)計(jì)、投資、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)于一體，在一年的運(yùn)行中為國(guó)網(wǎng)客服中心北方園區(qū)15萬(wàn)平米的建筑群提供了經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保的電能以及制冷、供暖、生活熱水等綜合能源供應(yīng)。
建筑屋頂鋪設(shè)的是成排的光伏組件和太陽(yáng)能真空玻璃管集熱器，寬大的地下室則整齊排列著地源熱泵和電鍋爐等設(shè)備。在深入園區(qū)的實(shí)地探訪中，筆者無(wú)時(shí)無(wú)刻不感受到綠色能源網(wǎng)先進(jìn)裝備“上天入地”的震撼。
“綠色能源網(wǎng)由光伏發(fā)電、儲(chǔ)能微網(wǎng)、太陽(yáng)能空調(diào)、太陽(yáng)能熱水、冰蓄冷、地源熱泵、蓄熱式電鍋爐等七系統(tǒng)和一個(gè)運(yùn)行調(diào)控平臺(tái)組成，融合了目前世界上最為先進(jìn)的綠色能源及節(jié)能技術(shù)。”天津節(jié)能公司副經(jīng)理盧欣在現(xiàn)場(chǎng)向筆者介紹說(shuō)，“你頭頂方向上的光伏發(fā)電系統(tǒng)利用園區(qū)建筑物及連廊屋頂，建設(shè)了裝機(jī)總?cè)萘繛?23千瓦的光伏電站，為園區(qū)部分負(fù)荷供電，同時(shí)屋頂還安裝太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)提供生活熱水。”
筆者跟隨工作人員走進(jìn)園區(qū)地下集中能源站，這里設(shè)置了地源熱泵和冰蓄冷雙空調(diào)系統(tǒng)。其中地源熱泵是利用地表蓄積能量做冷熱源進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的空調(diào)系統(tǒng)，制冷供暖一機(jī)兩用；冰蓄冷空調(diào)利用夜間電網(wǎng)低谷電能蓄冰，在夏季日間用融冰實(shí)現(xiàn)供冷。與普通空調(diào)相比，它們具有不燃煤、高效能、零碳排等諸多優(yōu)勢(shì)，且全部建于地下，避免了噪聲污染。
隨著近期北方的大風(fēng)降溫，天津的冬天格外寒冷，而走進(jìn)園區(qū)任何一棟建筑物內(nèi)，撲面而來(lái)的都是濃濃暖意。天津節(jié)能公司項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員介紹，園區(qū)在這個(gè)采暖季采用“地源熱泵+蓄熱式電鍋爐”聯(lián)合形式為園區(qū)建筑供熱。這種供暖方式兼顧可再生能源利用與電力削峰填谷。其中夜間谷電價(jià)時(shí)段，由4臺(tái)2070千瓦的電熱水鍋爐將水加熱到90攝氏度進(jìn)行蓄熱，待白天峰電價(jià)時(shí)將高溫水與二次熱網(wǎng)進(jìn)行熱量交換實(shí)現(xiàn)供暖；而平、谷電價(jià)時(shí)段則開(kāi)啟地源熱泵，為園區(qū)提供24小時(shí)不間斷供暖。在極端寒冷天氣情況下，運(yùn)行調(diào)控平臺(tái)通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和精準(zhǔn)控制，讓地源熱泵與蓄熱式電鍋爐同時(shí)為供熱出力，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)效果。
而太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)則利用鋪設(shè)在園區(qū)研發(fā)樓樓頂?shù)恼婵詹ＡЧ芗療崞?，吸收光熱制備生活熱水供園區(qū)用戶使用。如遇連續(xù)陰雨天氣，蓄熱式電鍋爐的蓄熱水箱還可為生活熱水補(bǔ)充熱量，滿足用戶每時(shí)每刻的熱水需求。
電為中心，上接光能、下采地?zé)?，這種運(yùn)行模式最大限度地利用了可再生能源。據(jù)國(guó)網(wǎng)客戶服務(wù)中心北方園區(qū)后勤管理人員介紹，綠色能源網(wǎng)投運(yùn)一年以來(lái)，運(yùn)行平穩(wěn)、節(jié)能環(huán)保效果顯著。同期供暖與市政供暖相比、同期供冷與常規(guī)制冷空調(diào)相比節(jié)省費(fèi)用均在15%以上，運(yùn)行一年以來(lái)累計(jì)折算節(jié)約標(biāo)煤3531噸左右，減排二氧化碳約1萬(wàn)噸、二氧化硫約73噸、氮氧化物約40噸。
綜合能源“一站式”供應(yīng)是當(dāng)前能源服務(wù)的重要趨勢(shì)，綠色能源網(wǎng)成為了在園區(qū)落地實(shí)踐城市能源互聯(lián)網(wǎng)的典型范本。
優(yōu)化能源網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)
探索實(shí)踐綜合能源服務(wù)模式
“嘟嘟嘟……”8月29日23時(shí)12分，綠色能源網(wǎng)運(yùn)行調(diào)控平臺(tái)大屏幕上，實(shí)時(shí)監(jiān)控信息突然發(fā)出故障告警。平臺(tái)當(dāng)班值長(zhǎng)迅速打開(kāi)故障信息列表，查看到故障顯示設(shè)備為蓄冰槽后，立即點(diǎn)開(kāi)三維可視化平臺(tái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。隨后三維畫(huà)面逐漸放大，故障點(diǎn)定位到7號(hào)蓄冰盤管位置。他點(diǎn)擊選中圖中仿真化設(shè)備，顯示冰厚度傳感器失靈。
不到一分鐘，故障點(diǎn)就找到了。值長(zhǎng)通過(guò)運(yùn)行調(diào)控平臺(tái)，立刻斷開(kāi)冰蓄冷雙工況主機(jī)電源，并聯(lián)系檢修人員，檢修人員現(xiàn)場(chǎng)維修后向值長(zhǎng)匯報(bào)了情況。值長(zhǎng)通過(guò)調(diào)控平臺(tái)對(duì)雙工況主機(jī)恢復(fù)供電，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示故障已消除，同時(shí)故障信息被收錄進(jìn)歷史故障記錄。
這是國(guó)網(wǎng)天津電力通過(guò)加強(qiáng)日常監(jiān)測(cè)與運(yùn)維，為綠色能源網(wǎng)持續(xù)高效運(yùn)轉(zhuǎn)保駕護(hù)航的一個(gè)縮影。他們將運(yùn)行調(diào)控平臺(tái)中的設(shè)備故障信息同步到三維監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示，方便工作人員更為直觀地查看園區(qū)中故障設(shè)備情況，也大大縮短運(yùn)維人員查找故障位置的時(shí)間。
“平臺(tái)還可監(jiān)測(cè)能源流向，實(shí)時(shí)全景展現(xiàn)能源系統(tǒng)的實(shí)際功率、累計(jì)產(chǎn)能量、熱水溫度、發(fā)電功率等指標(biāo)信息。”在運(yùn)行調(diào)控平臺(tái)大屏幕前，經(jīng)歷過(guò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)調(diào)試工作的韓慎朝熟練地演示著其各項(xiàng)功能，“除能源監(jiān)測(cè)外，運(yùn)行過(guò)程中還可通過(guò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)能源調(diào)控、能源分析、資產(chǎn)運(yùn)維管理和安全生產(chǎn)培訓(xùn)等多種功能。”
其中，能源調(diào)控功能利用能量?jī)?yōu)化配比、調(diào)度等技術(shù)，使園區(qū)能源生產(chǎn)與用戶負(fù)荷需求間智能互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)能源網(wǎng)內(nèi)冷、熱、電多種能源經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。能源分析從能源安全、微網(wǎng)關(guān)系、大電網(wǎng)關(guān)系等方面對(duì)能源網(wǎng)進(jìn)行分析，提供綜合性產(chǎn)能結(jié)構(gòu)決策支持。資產(chǎn)運(yùn)維管理為設(shè)備檢修提供信息化支撐。安全生產(chǎn)培訓(xùn)通過(guò)在線課程幫助員工掌握?qǐng)@區(qū)能源網(wǎng)實(shí)際運(yùn)作流程。
此外，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還建立了綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行調(diào)度優(yōu)化模型，根據(jù)園區(qū)用電典型特點(diǎn)，在充分考慮用能成本和運(yùn)行負(fù)荷基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析采暖期、空調(diào)期的綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行特征，通過(guò)調(diào)節(jié)供儲(chǔ)設(shè)備啟停狀態(tài)及數(shù)量，達(dá)到園區(qū)最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行效果。
以綠色能源網(wǎng)一年的能源供應(yīng)和運(yùn)行維護(hù)為基礎(chǔ)，國(guó)網(wǎng)天津電力不斷收集和分析運(yùn)行數(shù)據(jù)、優(yōu)化節(jié)能模式，探索實(shí)踐出“一站式、全方位、多元化”的綜合能源服務(wù)模式，建立了從能源網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)到維護(hù)“一站式”的綜合能源全壽命周期管理評(píng)價(jià)體系，提出能源網(wǎng)能效比、可再生能源占比、能源利用率、安全運(yùn)轉(zhuǎn)率等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行“全方位”評(píng)價(jià)。同時(shí)還結(jié)合國(guó)家能源領(lǐng)域政策分析解讀，進(jìn)行用能咨詢、調(diào)控策略研究等“多元化”增值服務(wù)，通過(guò)對(duì)園區(qū)內(nèi)冷、熱、電多種能源全過(guò)程監(jiān)測(cè)管理及優(yōu)化調(diào)度，使園區(qū)實(shí)現(xiàn)多種能源的長(zhǎng)期安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)。
在綠色能源網(wǎng)一年多的攻關(guān)過(guò)程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)共獲得發(fā)明專利12項(xiàng)，實(shí)用新型專利8項(xiàng)，發(fā)表論文3篇，出版專著1部，提出的商業(yè)模式獲得天津市企業(yè)現(xiàn)代化管理創(chuàng)新一等獎(jiǎng)。同時(shí)憑借綠色能源網(wǎng)出色的節(jié)能與能源利用示范效果，國(guó)網(wǎng)客服中心北方園區(qū)建筑被整體授予了最高等級(jí)的“國(guó)家三星級(jí)綠色建筑稱號(hào)”。
下一步，國(guó)網(wǎng)天津電力還將把綠色能源網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新形式標(biāo)準(zhǔn)化，推廣應(yīng)用至天津?qū)氎嬷嘘P(guān)村科技城1400萬(wàn)平米園區(qū)等重點(diǎn)園區(qū)綜合能源規(guī)劃中，在更多更廣區(qū)域?qū)崿F(xiàn)多能源合理協(xié)調(diào)、優(yōu)化配置、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目標(biāo)。
