趙林坤,雷 鳴,伍濟開,譚煒東,楊松坤
(1.國網(wǎng)湖南省電力有限公司 長沙供電分公司,湖南 長沙 410000;2.天地電研(北京)科技有限公司,北京 100083)
為了應(yīng)對化石能源的枯竭、溫室效應(yīng)以及環(huán)境污染等威脅人類可持續(xù)發(fā)展的問題,必須改變現(xiàn)有的粗放式和不可持續(xù)的能源生產(chǎn)與消費模式。電網(wǎng)作為能源革命的基礎(chǔ)性平臺,未來將發(fā)展成大規(guī)模新能源電力輸送和分配的智能電網(wǎng),并將成為能源、電力以及信息綜合服務(wù)體系的支撐平臺[1]?;谶@個需求,以電力系統(tǒng)為核心的能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運而生。
能源互聯(lián)網(wǎng)作為能源系統(tǒng)的新一步革新,將分布式能量轉(zhuǎn)化、存儲裝置以及各類型負荷構(gòu)成的冷、熱、電以及氣等能源節(jié)點連接起來,可以實現(xiàn)多種能量的雙向互補與集成優(yōu)化[2]。國內(nèi)外對于能源互聯(lián)網(wǎng)的研究眾多,其中能源樞紐的概念極為重要。能源樞紐作為能源轉(zhuǎn)換單元,可以為多種能源和負荷提供接口,并通過管理能源的供應(yīng)與消費關(guān)系,實現(xiàn)多種能源的綜合利用[3]。在該概念的基礎(chǔ)上,研究人員綜合分析多能互補系統(tǒng)的運行與調(diào)度問題,逐步實現(xiàn)了系統(tǒng)中多種元件的統(tǒng)一建模,并提出了眾多調(diào)度方法和手段[4-6]。同時,眾多示范項目也相繼開展。例如,德國開展了Smart Watts項目和E-Energy項目,實現(xiàn)了能量流、信息流以及資金流的高度融合[7]。美國能源部在2001年提出了綜合能源系統(tǒng)(Integrated Energy System,IES)發(fā)展計劃,重點是促進對分布式能源(Distributed Energy Resources,DER)和冷熱電聯(lián)供(Combined Cooling,Heating and Power,CCHP)技術(shù)的推廣應(yīng)用。國內(nèi)近年來也開展了眾多示范項目,如北京市延慶縣的“城市能源互聯(lián)網(wǎng)”綜合示范工程、雄安新區(qū)的多能互補工程以及張家口的張北風光熱儲輸多能互補示范工程等。示范工程均實現(xiàn)了區(qū)域內(nèi)的多能互補和可再生能源的綜合利用,有效提升了能源的利用效率[8-10]。
在能源互聯(lián)網(wǎng)模式下,傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)將轉(zhuǎn)化為綜合能源系統(tǒng)。傳統(tǒng)能源供應(yīng)商也將向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型,并通過綜合能源服務(wù)的形式,向用戶提供綠色清潔能源供應(yīng)、生產(chǎn)技術(shù)解決方案以及綜合能源增值服務(wù),并向城市清潔金融服務(wù)和交易服務(wù)等方面延伸[11,12]。文獻[13]從綜合能源服務(wù)商、服務(wù)內(nèi)容、商業(yè)模式以及支撐技術(shù)4個方面介紹了園區(qū)綜合能源服務(wù)。此外,絕大多數(shù)研究集中在服務(wù)商風險規(guī)避和需求響應(yīng)調(diào)控策略問題,并已構(gòu)建了多種目標、多種條件以及多種運營模式下的能源購置策略[14,15]。
目前,國內(nèi)綜合能源服務(wù)仍處于起步階段,綜合能源服務(wù)平臺建設(shè)是現(xiàn)階段的主要任務(wù)。服務(wù)商的主要工作是結(jié)合用戶用能特征設(shè)計服務(wù)方案,并計算用戶通過綜合能源服務(wù)獲得收益。但是,綜合能源服務(wù)方案配置方法卻鮮有報道。基于此,本文將結(jié)合工業(yè)園區(qū)的用能特征,提出貼合工程實際的工業(yè)園區(qū)綜合能源服務(wù)方案配置方法,指導綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)的開展。
工業(yè)園區(qū)內(nèi)企業(yè)眾多。由于產(chǎn)品種類各不相同,因此工業(yè)用戶具有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多樣、工作班制多樣、能源需求多樣、廠區(qū)環(huán)境多樣以及用能結(jié)構(gòu)多樣等特征。本文作者通過實地走訪多個企業(yè),分析企業(yè)用能特征和需求,將工業(yè)園區(qū)企業(yè)分為4類,并總結(jié)這4類企業(yè)的特征。
該特征類型企業(yè)為工業(yè)園區(qū)數(shù)量最多的一類用戶。其用能形式比較單一,主要用能形式為電能。每年用電量在1×106~5×106kW·h,用電量適中。除電能以外,僅使用極少量燃氣,一般用于企業(yè)食堂。企業(yè)生產(chǎn)中冷熱需求較少,夏季制冷主要為滿足車間和宿舍降溫,冬季少量供熱需求也限于辦公區(qū)和宿舍,冷熱幾乎都由空調(diào)設(shè)備提供。企業(yè)占地面積大,車間屋頂面積大,廠區(qū)內(nèi)一般建有大面積車間廠房,并相對應(yīng)的存在大面積的屋頂。此外,工作班制靈活,按照訂單需求靈活使用一班制或兩班制的工作班制,三班制的使用時間較少。
該特征類型企業(yè)的年用電量和用氣量巨大。企業(yè)年用電超過1×107kW·h,年用氣量接近甚至超過5×106m3。這類企業(yè)中一般有大功率的用電設(shè)備和用氣設(shè)備,用于企業(yè)生產(chǎn)。因為用電量和用氣量比較大,所以廠內(nèi)用能較為粗放,沒有形成合理的用能體系,生產(chǎn)過程中大量設(shè)備的用能不科學。
該特征類型企業(yè)主要包括兩類。一類是對電能質(zhì)量要求較高的企業(yè),如精密制造業(yè)。這類企業(yè)的電能質(zhì)量問題不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量,而且可能損壞生產(chǎn)設(shè)備,造成巨額損失。另一類是現(xiàn)階段電能質(zhì)量問題突出的企業(yè)。這部分企業(yè)雖然對于電能質(zhì)量問題并不特別敏感,但企業(yè)卻存在嚴重的電壓暫降和三相電壓電流不平衡等問題。現(xiàn)階段電能質(zhì)量問題雖未暴露,但長此以往,必將影響廠內(nèi)生產(chǎn)。
該特征類型企業(yè)是指冷熱資源需求較多,但未加合理利用的客戶。這類用戶又可以分為制冷需求大、供熱需求大以及冷熱需求都大的3種類型。對于制冷需求大的用戶而言,制冷不僅僅是用于夏季消暑,更主要的是用于生產(chǎn)。因此廠內(nèi)制冷設(shè)備眾多,一般有多臺冷水機和制冰機,制冷功率高達數(shù)千千瓦。對于供熱需求大的用戶而言,廠內(nèi)一般有燃氣鍋爐或余熱鍋爐。每日需蒸汽量可能在數(shù)十噸以上,但往往蒸汽余熱都未加有效利用。對于冷熱需求都大的用戶而言,廠內(nèi)一般既有大量制冷設(shè)備,又有鍋爐設(shè)備。需要說明的是,一個企業(yè)可能被同時劃分到多個類型,如部分企業(yè)可能既是重質(zhì)量、問題多型企業(yè),也是高耗能、低能效型企業(yè)。出現(xiàn)這種情況的原因主要是由于4個企業(yè)類型的劃分并不互斥。此外,由于企業(yè)多樣化的特征,使得這種不互斥的劃分方式反而更貼合實際。
將工業(yè)園區(qū)企業(yè)合理分類以后,即可根據(jù)各類企業(yè)特征,提出適合工程實踐的各類企業(yè)綜合能源服務(wù)方案及方案配置方法。
結(jié)合該類型企業(yè)的用能特性、廠區(qū)結(jié)構(gòu)以及工作班制,可以設(shè)計符合該類型企業(yè)的綜合能源服務(wù)方案。方案具體包括光伏系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)以及企業(yè)可自主選擇的普適性方案。
2.1.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)配置
具有該特征的用戶一般具有較大面積的屋頂,而且這類企業(yè)生產(chǎn)過程中一般不會產(chǎn)生影響光伏發(fā)電的廢棄物,所以可以在該類企業(yè)配置屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)配置方法如圖1所示,將配置方法分為3個階段。
(1)第一階段:光伏發(fā)電系統(tǒng)容量選擇
在選擇光伏發(fā)電系統(tǒng)容量之前,應(yīng)該通過調(diào)研確定可建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的屋頂面積。隨后,確定光伏電池的型號參數(shù),并計算屋頂安裝光伏電池的理論數(shù)量。計算公式如下:
圖1 光伏發(fā)電系統(tǒng)配置過程流程圖
式中,Cg1表示光伏電池理論安裝數(shù)量;Sg表示單個光伏電池面積;Sw表示屋頂面積。
由于還需考慮安裝間隙和輔助設(shè)備安裝空間等因素,所以光伏電池實際安裝數(shù)量并不能達到理論數(shù)值,須在理論數(shù)值上略微減少。光伏電池實際安裝數(shù)量如下:
式中,Cgs為光伏電池實際安裝數(shù)量;Cgj為考慮安裝間隙等原因減少的光伏電池數(shù)量,通常取300~500。
根據(jù)計算結(jié)果,即可利用公式(3)計算出企業(yè)光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機容量:
式中,Pgz表示企業(yè)光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機容量;Pgd表示單塊光伏電池發(fā)電功率。
(2)第二階段:光伏發(fā)電系統(tǒng)運營方式選擇
由于企業(yè)屋頂面積各不相同,因此可建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)容量也各不相同。若采用單一的投資運營方式,部分企業(yè)難以獲得最大收益。為此,可提供兩種投資運營方式,一種是企業(yè)自行投資,采用“自發(fā)自用,余電上網(wǎng)”的運營模式;另一種是服務(wù)商投資,采用綜合能源管理的運營模式。決定企業(yè)光伏發(fā)電系統(tǒng)運營方式的因素包括企業(yè)能否支撐光伏發(fā)電系統(tǒng)投資和企業(yè)能否消納光伏系統(tǒng)的發(fā)電量兩點。通過比較兩個因素,可以確定光伏系統(tǒng)運營方式。光伏發(fā)電系統(tǒng)投資金額計算公式為:
式中,Iz表示光伏發(fā)電系統(tǒng)總投資額;Id表示光伏發(fā)電系統(tǒng)單位投資成本。
光伏系統(tǒng)年發(fā)電量的計算公式為:
式中,Wgs表示光伏年實際發(fā)電量;μzh表示系統(tǒng)綜合效率,通常取65.7%;F表示年平均太陽輻射總量;μgd表示光電轉(zhuǎn)換效率。
(3)第三階段:光伏發(fā)電系統(tǒng)收益計算
選擇光伏發(fā)電系統(tǒng)運營模式以后,即可計算光伏發(fā)電系統(tǒng)收益。采用企業(yè)自行投資,“自發(fā)自用,余電上網(wǎng)”的運營模式時,計算收益以前需要首先計算企業(yè)年自用光伏發(fā)電量和上網(wǎng)電量。企業(yè)年自用光伏發(fā)電量和光伏發(fā)電系統(tǒng)上網(wǎng)電量需根據(jù)企業(yè)典型日負荷曲線和光伏發(fā)電系統(tǒng)典型日出力曲線計算。無法獲取負荷曲線時,可以根據(jù)當?shù)啬旯庹杖者M行估算。計算公式如下:
式中,Wzy表示企業(yè)年自用光伏發(fā)電系統(tǒng)電量;Wsw表示上網(wǎng)電量;Wyd表示企業(yè)年用電量;Dgz表示當?shù)啬旯庹杖?;Dkg表示企業(yè)年開工日。
上述公式計算結(jié)果比較粗略。但由于該類用戶負荷功率不是很大,而光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機容量一般較大,光伏發(fā)電系統(tǒng)開始發(fā)電以后基本可以滿足企業(yè)負荷需求,因此上述計算方法已經(jīng)能夠滿足需要。企業(yè)年收益為:
式中,Egf表示企業(yè)年收益;Iyd表示企業(yè)用電單價;Isw表示脫硫機組上網(wǎng)電價。
采用服務(wù)商投資,綜合能源管理運營模式時,服務(wù)商運營光伏發(fā)電系統(tǒng)獲得的收益可由下式計算:
式中,Efw表示服務(wù)商運營光伏發(fā)電系統(tǒng)獲得的收益;μzk為企業(yè)用電享受的折扣率;μfc為企業(yè)和服務(wù)商的收益分成比例。企業(yè)年收益為:
式中,Egf表示企業(yè)年收益。
發(fā)電系統(tǒng)每年節(jié)約標準煤和減少二氧化碳量的計算公式如下:
式中,Mbm表示年節(jié)約標準煤數(shù);Mco2表示年減少二氧化碳排放量。
2.1.2 儲能系統(tǒng)配置
該類用戶峰電電費占比較大,導致企業(yè)用電單價過高。建設(shè)儲能系統(tǒng),谷電時段充電,峰電時段放電,可以降低企業(yè)電費單價。儲能系統(tǒng)的配置過程如圖2所示。
圖2 儲能系統(tǒng)配置過程流程圖
(1)第一階段:儲能系統(tǒng)容量選擇
在計算儲能系統(tǒng)容量之前,需要通過調(diào)研獲取企業(yè)用電單價和各時段的用電比例等數(shù)據(jù)??傊瑑δ芟到y(tǒng)容量計算公式如下:
式中,Wc1表示儲能系統(tǒng)理論容量;Cfb表示企業(yè)峰電用量比例;Wpj表示企業(yè)日平均用電量。由于用戶日平均用電量可以有效表征企業(yè)最常見的用能狀況,因此以該值為基準可以保證儲能系統(tǒng)具有較高的利用率。為了方便選擇電池艙,通常會在理論容量的基礎(chǔ)上略微放大至一整百數(shù)值。略微放大也可保證儲能系統(tǒng)容量充足。即:
式中,Wcs表示儲能系統(tǒng)實際容量;ΔWc表示在儲能系統(tǒng)理論容量上的放大值。
(2)第二階段:儲能系統(tǒng)設(shè)備選擇
選擇預制艙型號時,需保證設(shè)備總充電時間不超過谷電時長,且建議預制艙充電功率盡可能多樣,從而方便優(yōu)化儲能裝置的充放電過程。
初步選擇儲能裝置設(shè)備型號以后,需要核算充電功率是否在廠內(nèi)變壓器要求范圍內(nèi)。一般而言,儲能裝置充電時,負荷功率(含充電功率)不得超過變壓器容量的80%。若超過,應(yīng)考慮通過優(yōu)化儲能裝置型號組合和充電順序,使充電功率降低至允許范圍內(nèi)。若無法通過優(yōu)化設(shè)備型號組合使充電功率降低至允許范圍,那么可以考慮略微降低儲能系統(tǒng)容量。但不建議增設(shè)配變電設(shè)備以達到要求,因為增設(shè)配變電設(shè)備必然導致成本增加。
(3)第三階段:儲能系統(tǒng)投資收益計算
儲能系統(tǒng)投資金額計算公式為:
式中,Ic表示儲能系統(tǒng)投資總金額;Icd表示單位投資成本。
在計算儲能系統(tǒng)收益之前,需要計算儲能系統(tǒng)的充放電量。一般而言,企業(yè)需要儲能系統(tǒng)提供的電能等于企業(yè)峰電電量,所以企業(yè)充電電量計算公式為:
式中,Wd1表示儲能系統(tǒng)充電電量;μfs表示儲能系統(tǒng)放電深度。
儲能系統(tǒng)收益計算公式為:
式中,Ecn表示儲能系統(tǒng)收益;Ifd表示峰時電價;Igd表示谷時電價。
除上述利用峰谷電價差值獲得的利潤以外,儲能系統(tǒng)還可以作為企業(yè)備用電源參與需求側(cè)響應(yīng)。這些方式都將為企業(yè)創(chuàng)造收益,具體收益視企業(yè)情況而定。
2.1.3 其他服務(wù)方案配置
該類企業(yè)同樣可以選擇適合企業(yè)的增值服務(wù)方案。對于該類型企業(yè),著重推薦合同能源管理、設(shè)備代維代修以及綠色智慧照明等服務(wù)。
針對該類企業(yè)自身特征,綜合能源服務(wù)的重點是提供給企業(yè)節(jié)能減耗方案并提供電能替代服務(wù)。因此,對這類企業(yè)配置的綜合能源服務(wù)方案包括合同能源管理、電能替代以及結(jié)合企業(yè)自身情況自主選擇的項目。
2.2.1 合同能源管理
對于符合該特征的用戶而言,進行合同能源管理很有必要。針對廠內(nèi)現(xiàn)階段生產(chǎn)設(shè)備用能處于分散無序狀態(tài)且各設(shè)備用能狀況未加有效監(jiān)控的情況,服務(wù)商可在廠區(qū)內(nèi)裝設(shè)能源監(jiān)測平臺,獲取各設(shè)備用能信息,并通過分析這些用能信息獲得企業(yè)的用能特性,設(shè)計節(jié)能減耗方案,優(yōu)化廠區(qū)設(shè)備工作方式,達到節(jié)能減耗的目的。節(jié)能減耗成果可以采用多種方式和綜合能源服務(wù)商共享。
2.2.2 電能替代
電能替代方案可以幫助企業(yè)減少煤或天然氣的使用量,提升用能效率,進而減少用能費用,提升產(chǎn)品質(zhì)量。一般而言,電能替代設(shè)備包括電鍋爐替代和感應(yīng)加熱熱處理設(shè)備。對于用氣設(shè)備為鍋爐的企業(yè)而言,可將燃氣鍋爐或煤鍋爐替換為電鍋爐。電鍋爐沒有燃燒時發(fā)生化學反應(yīng)的爐膛,是靠電器元件通電達到加熱的目的,不產(chǎn)生污染排放,具有無污染、無噪音以及占地少等優(yōu)點。此外,電鍋爐還可以在電價低谷時段對水進行加熱,并將熱水存儲于蓄熱罐中。在白天電網(wǎng)高峰時段,由蓄熱罐釋放熱量滿足企業(yè)的熱水需要,實現(xiàn)削峰填谷和降低運行費用的目的。對于用氣設(shè)備主要為熔煅爐這類設(shè)備的企業(yè)而言,電能替代的主要內(nèi)容是用感應(yīng)加熱設(shè)備替代傳統(tǒng)的燃氣加熱設(shè)備。感應(yīng)加熱技術(shù)具有快速、清潔、節(jié)能、易于實現(xiàn)自動化、在線生產(chǎn)以及生產(chǎn)效率高等特點,是綠色環(huán)保型的加熱工藝。使用感應(yīng)加熱設(shè)備,不僅可以幫助企業(yè)節(jié)能減耗,還可以提升產(chǎn)品質(zhì)量。若在企業(yè)未建成階段便規(guī)劃使用,則不會增加企業(yè)成本。
2.2.3 其他服務(wù)方案配置
除上述符合該特征企業(yè)進行的綜合能源服務(wù)方案以外。企業(yè)還可以根據(jù)自身特點和需求選擇適合的其他綜合能源服務(wù)方案。
為驗證本文方法的正確性,以中部某省工業(yè)園內(nèi)的企業(yè)為例,配置了綜合能源服務(wù)方案,并分析了企業(yè)的投資收益。
3.1.1 企業(yè)特征
該企業(yè)廠區(qū)占地面積大,廠房屋頂面積也較大,約為1.8×104m2。企業(yè)主要的工作班制為一班制或兩班制,具有明顯的峰谷時段用電量差距,峰時電費占比較高,電費單價高。廠區(qū)內(nèi)變壓器容量為1 750 kVA。部分變壓器老化,生產(chǎn)于1995年和2002年的變壓器依然在運行。配電設(shè)備較多,且后期建設(shè)分布式電源等系統(tǒng)時,現(xiàn)有電工人數(shù)和技術(shù)水平都難以達到要求。結(jié)合企業(yè)特征,可判斷該企業(yè)屬于多屋頂、輕負荷型企業(yè)。
3.1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)方案配置
利用本文方法配置光伏發(fā)電系統(tǒng)。在建設(shè)面積為1.8×104m2的屋頂光伏系統(tǒng)中,選用光伏電池的功率為235 W、長為1.65 m、寬為0.998 m。系統(tǒng)總計安裝光伏電池數(shù)量為1.05萬塊,裝機容量約為2 460 kW,系統(tǒng)年發(fā)電量為2.5008×106kW·h,投資成本為1 107萬元。投資成本適中,且企業(yè)有可能消納光伏系統(tǒng)發(fā)電量,故系統(tǒng)選擇“自行投資,自發(fā)自用,余電上網(wǎng)”模式。
計算可得企業(yè)在系統(tǒng)建成10年的收益情況。光伏發(fā)電建成10年期間,光伏發(fā)電系統(tǒng)可為企業(yè)供電總計1.4486×107kW·h,向電網(wǎng)銷售余電1.0594×107kW·h,創(chuàng)造收益1448.63萬元。在系統(tǒng)建設(shè)后的第9年,企業(yè)即可收回成本。按照企業(yè)用電增長,在光伏系統(tǒng)建成后第17年,企業(yè)就可以消納所有光伏發(fā)電量,不再需要向電網(wǎng)銷售余電,此時每年光伏發(fā)電創(chuàng)造的收益達到最大,為162.66萬元。同時,光伏發(fā)電系統(tǒng)每年節(jié)約標準煤307.6 t,減少二氧化碳排放830.5 t。按照光伏發(fā)電系統(tǒng)使用壽命為25年計算。假設(shè)25年電價等因素沒有變化,那么25年間光伏發(fā)電可以為企業(yè)累計創(chuàng)造收益3 850萬余元。除去建設(shè)成本,創(chuàng)造利潤2 743萬余元,節(jié)約標準煤7 690 t,減少二氧化碳排放20 763 t。
3.1.3 儲能系統(tǒng)方案配置
利用本文方法選擇儲能裝置容量與功率,最終選定廠區(qū)儲能系統(tǒng)容量配置為1 800 kW·h,充電功率選擇為500 kW。該容量難以從現(xiàn)有成品型號中選取,所以選擇從廠家定制。系統(tǒng)成本合計950萬元。建成以后,儲能設(shè)備每次充放電最多可為企業(yè)提供電能1 620 kW·h,全年最多可為企業(yè)提供電能48.6萬 kW·h,每年充電費用為17.69萬元,節(jié)約峰電電費為51.01萬元,即每年可節(jié)約電費33.32萬元。儲能系統(tǒng)還可以通過參與需求側(cè)相應(yīng)和作為后備電源等方式為企業(yè)創(chuàng)造收益,這些方式每年可為企業(yè)創(chuàng)造收益約10萬元。因此,儲能系統(tǒng)每年可為企業(yè)創(chuàng)造收益合計約43.32萬元,經(jīng)過約22年企業(yè)可收回投資。儲能系統(tǒng)全壽命可為企業(yè)創(chuàng)造利潤約349.6萬元。
3.1.4 其他綜合能源服務(wù)方案
(1)高損耗配電設(shè)備損耗治理
高損耗配電設(shè)備損耗治理即更換廠內(nèi)現(xiàn)有的高損耗變壓器,需投入成本7.2萬元。治理完成后,企業(yè)每年可節(jié)約用電1.19×104kW·h,節(jié)約電費7 410元,經(jīng)過大約9.7年即可收回成本。
(2)設(shè)備代維代修
設(shè)備代維代修服務(wù)意在解決企業(yè)電工數(shù)量與技術(shù)短板。服務(wù)開展后,可幫助企業(yè)減少最少4名電工,每年可為企業(yè)節(jié)約人工成本24萬元。
3.2.1 企業(yè)特征
該企業(yè)用氣量巨大。鋁材生產(chǎn)過程中,需要對鋁進行熔鑄,因此需要大量熱量?,F(xiàn)在有方案采用天然氣加熱,可開展電能替代服務(wù)。此外,企業(yè)有大量屋頂,面積約為4.4×104m2,屋頂無遮擋物。企業(yè)內(nèi)建筑較多,廠房、辦公樓以及宿舍內(nèi)均需要安裝照明設(shè)施,廠內(nèi)全年兩班制工作,夜晚照明需求大,所以廠區(qū)照明用電量較大。結(jié)合企業(yè)特征,可判斷該企業(yè)屬于高損耗、低能耗型企業(yè)。
3.2.2 電能替代方案
企業(yè)用氣量巨大,主要原因是由于鋁材生產(chǎn)過程中,需要對鋁進行熔鑄。現(xiàn)在最常用方案是采用天然氣加熱。但天然氣加熱具有熱量利用效率低和溫度控制精度低等缺點,因此建議使用電磁感應(yīng)加熱處理設(shè)備。
3.2.3 其他綜合能源服務(wù)方案
結(jié)合廠區(qū)特征,還可在企業(yè)建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng),并開展綠色智慧照明服務(wù)。
針對現(xiàn)階段缺少合適的綜合能源服務(wù)方案配置方法的現(xiàn)狀,本文研究了工業(yè)園區(qū)企業(yè)的特征,得出了如下兩點結(jié)論。一是根據(jù)工業(yè)園區(qū)企業(yè)特征,可將工業(yè)園區(qū)企業(yè)劃分為多屋頂、輕負荷型企業(yè),高耗能、低能效型企業(yè),重質(zhì)量、問題多型企業(yè)以及多冷熱、未利用型企業(yè)4類。二是結(jié)合多屋頂、輕負荷型企業(yè)和高耗能、低能效型企業(yè)的企業(yè)特征,提出了適用于工程實踐的綜合能源服務(wù)方案配置方法,并結(jié)合企業(yè)做出實例分析。此外,從本文配置方法可以看出,綜合能源服務(wù)方案中往往包含各種分布式電源,這是綜合能源系統(tǒng)能夠提升新能源消納能力的原因。