王建賓 ，胡永朋 ，周忠堂 ，趙 冠 ，呂 輝

（1.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司，山東 濟(jì)南 250001; 2.國(guó)家電網(wǎng)有限公司，北京 西城 100031;3.南京南瑞信息通信有限公司，江蘇 南京 210000; 4.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司臨沂供電公司，山東 臨沂 276000）

化石燃料大量使用的背景下，全球變暖和溫室效應(yīng)日趨顯著[1]。我國(guó)積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和[2]。在“雙碳”任務(wù)的緊迫性和重要性雙重影響下，我國(guó)相關(guān)部門先后制定出臺(tái)了建設(shè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)、低碳園區(qū)、生態(tài)園區(qū)、綠色園區(qū)等政策文件[3]。

作為產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展的核心單元和先進(jìn)要素高度集聚、創(chuàng)新活動(dòng)蓬勃發(fā)展的產(chǎn)業(yè)活動(dòng)主要載體，以產(chǎn)業(yè)園區(qū)為代表的各類型園區(qū)快速發(fā)展，已經(jīng)成為推動(dòng)我國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化發(fā)展和區(qū)域經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要平臺(tái)[4]。園區(qū)通過(guò)自身的質(zhì)量變革、效率變革和動(dòng)力變革，率先實(shí)現(xiàn)零碳化，樹(shù)立發(fā)展標(biāo)桿，對(duì)于區(qū)域落實(shí)“雙碳”戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展具有重要的意義[5]。

綜合能源系統(tǒng)（integrated energy system，IES）作為將多種類型的能源系統(tǒng)在不同環(huán)節(jié)、不同時(shí)空尺度進(jìn)行耦合而組成的綜合能源系統(tǒng)[6-7]，是促進(jìn)碳減排的重要方式。本文以某國(guó)家農(nóng)業(yè)園區(qū)的零碳園區(qū)綜合能源服務(wù)系統(tǒng)為例，從園區(qū)綜合能源系統(tǒng)清潔替代方案、源網(wǎng)荷儲(chǔ)多能互補(bǔ)、能效提升優(yōu)化、能碳雙控智慧能源管理系統(tǒng)4個(gè)方面，介紹農(nóng)業(yè)園區(qū)碳中和智慧用能系統(tǒng)，為碳中和零碳園區(qū)建設(shè)提供示范與參考。

1 面向碳中和的零碳園區(qū)建設(shè)框架

圍繞國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略與國(guó)家電網(wǎng)有限公司“一體四翼”發(fā)展布局要求，結(jié)合代村項(xiàng)目“區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯、功能要素齊全、資源稟賦優(yōu)越”的突出特點(diǎn)，因地制宜推進(jìn)零碳園區(qū)新型電力系統(tǒng)建設(shè)，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，以能源、辦公、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖、餐飲等多場(chǎng)景的零碳園區(qū)數(shù)據(jù)體系建設(shè)，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)落地，零碳園區(qū)建設(shè)整體思路框架圖如圖1所示。

圖1 零碳園區(qū)建設(shè)整體思路框架圖

零碳園區(qū)以優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)平衡碳能、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、更新硬件設(shè)施、提升精細(xì)化管理水平為建設(shè)路徑。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等技術(shù)實(shí)現(xiàn)能源綜合管控平臺(tái)和碳排放檢測(cè)平臺(tái)對(duì)分布式智能終端實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)人工智能和大數(shù)據(jù)運(yùn)算等智能計(jì)算技術(shù)進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)和對(duì)比分析，從而實(shí)現(xiàn)智能決策并實(shí)行優(yōu)化策略。

2 園區(qū)綜合能源系統(tǒng)清潔替代方案

2.1 可再生能源建設(shè)

根據(jù)園區(qū)所處地區(qū)的可再生能源資源稟賦情況，設(shè)計(jì)接入光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，以并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)為主要能源來(lái)源。

光伏發(fā)電系統(tǒng)主要建設(shè)于園區(qū)酒店主樓及配樓房頂、農(nóng)展館屋頂、食品加工廠屋頂，年發(fā)電量可達(dá)約2201.2 kWh。

安裝部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)不上網(wǎng)，供園區(qū)負(fù)荷自用。

2.2 電氣化清潔電能替代

園區(qū)電氣化清潔電能替代主要包括交通工具電氣化和全電廚房改造[8]。對(duì)園區(qū)小火車、觀光游覽車、工作人員通勤車、農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸車等交通工具進(jìn)行電氣化改造，實(shí)現(xiàn)交通工具全電化。

針對(duì)酒店、老街餐飲企業(yè)和沿街商戶大部分用天然氣、液化氣?？?，采用全電廚房設(shè)備“以電代氣”，具有無(wú)明火、智能穩(wěn)定、無(wú)泄漏風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)替代的電能全部來(lái)源于可再生清潔能源，減少CO2排放。

3 園區(qū)源網(wǎng)荷儲(chǔ)多能互補(bǔ)建設(shè)方案

為盡可能的就地消納分布式風(fēng)光資源，實(shí)現(xiàn)園區(qū)實(shí)時(shí)碳中和，同時(shí)提高電網(wǎng)友好互動(dòng)能力，建設(shè)建設(shè)源網(wǎng)荷儲(chǔ)多能互補(bǔ)系統(tǒng)[9]。

3.1 電儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)

通過(guò)引入電儲(chǔ)能系統(tǒng)，將光伏發(fā)電所產(chǎn)生的間歇性、隨機(jī)性能量超出的負(fù)荷儲(chǔ)存起來(lái)，在負(fù)荷增加時(shí)，釋放到變壓器輸出側(cè)，一方面平滑園區(qū)負(fù)荷曲線，實(shí)現(xiàn)對(duì)大電網(wǎng)網(wǎng)的友好負(fù)荷；另一方面，降低用戶的用電成本，實(shí)現(xiàn)最大收益。

主要建設(shè)方案：儲(chǔ)能變流器與電池包、BMS系統(tǒng)、消防系統(tǒng)均采用模塊化設(shè)計(jì)，集成于標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)能柜內(nèi)，與擬并網(wǎng)的變壓器輸出側(cè)接入。每個(gè)儲(chǔ)能柜的數(shù)據(jù)均通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)與動(dòng)態(tài)能量管理器相連，接入云端能量管理系統(tǒng)。儲(chǔ)能變流器采用模塊化設(shè)計(jì)，具備離網(wǎng)、并網(wǎng)及整流模式，并可在3種模式之間智能切換，同時(shí)兼?zhèn)錈o(wú)功補(bǔ)償及諧波補(bǔ)償功能，采用先進(jìn)控制算法實(shí)現(xiàn)多機(jī)并聯(lián)，具備優(yōu)良的負(fù)載適性和電網(wǎng)適應(yīng)性。

電儲(chǔ)能控制策略如圖2所示，儲(chǔ)能系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷曲線、園區(qū)用電成本、天氣情況等進(jìn)行詳細(xì)的優(yōu)化控制，主要分為日前調(diào)度與日內(nèi)滾動(dòng)調(diào)度兩階段。

圖2 電儲(chǔ)能控制策略示意圖

日前調(diào)度[10]：根據(jù)日前負(fù)荷曲線及天氣預(yù)報(bào)，以園區(qū)用戶用電成本最小、園區(qū)凈負(fù)荷曲線盡量平緩為目標(biāo)，綜合考慮需量防守、儲(chǔ)能充放約束、充放效率、能量約束、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼s束等，建立日前儲(chǔ)能充放電優(yōu)化模型，通過(guò)二次規(guī)劃方法，獲取日前儲(chǔ)能最優(yōu)充放電策略。

日內(nèi)滾動(dòng)調(diào)度[11]：考慮日前負(fù)荷及光伏出力預(yù)測(cè)誤差及其隨機(jī)波動(dòng)特征，以需量防守為約束，基于模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)，對(duì)儲(chǔ)能充放功率進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤控制。

根據(jù)具體負(fù)荷情況，各儲(chǔ)能柜配置在相應(yīng)變壓器輸出側(cè)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)線和云端能量管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)同。在每臺(tái)變壓器輸出側(cè)安裝低壓線路智能監(jiān)控終端，根據(jù)典型工作日負(fù)荷曲線情況，由動(dòng)態(tài)能量控制器來(lái)進(jìn)行日前優(yōu)化調(diào)度和日中實(shí)時(shí)滾動(dòng)控制的儲(chǔ)能柜的充放電工作策略，實(shí)現(xiàn)平滑負(fù)荷和用戶最優(yōu)用電效益。

3.2 蓄熱系統(tǒng)建設(shè)

由于電儲(chǔ)能設(shè)備前期投資較大，且園區(qū)玻璃溫室大棚以及部分景區(qū)存在一定的用熱需求，為提高園區(qū)儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性和最大化利用光伏發(fā)電，同時(shí)滿足園區(qū)生產(chǎn)車間的用熱需求，擬采用固體電蓄能機(jī)組進(jìn)行蓄熱，利用峰、谷、平電價(jià)差，在低谷電時(shí)段直接蓄熱[12]，利用電加熱將蓄熱體加熱到750 °C儲(chǔ)存起來(lái)，并以熱能形式儲(chǔ)存在蓄熱體器內(nèi)供白天峰或平電時(shí)段使用，滿足供暖需熱量，以達(dá)到完全避峰、平電時(shí)段的用電量，削峰填谷，大大減少運(yùn)行費(fèi)用的目的。

蓄熱系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)[13]，可提供本地和異地監(jiān)控，具有手動(dòng)、自動(dòng)、遠(yuǎn)程控制功能，具有良好的人機(jī)界面，輸出報(bào)表內(nèi)容全面?？刂葡到y(tǒng)智能化管理，可分時(shí)段運(yùn)行模式，每天可設(shè)定多個(gè)時(shí)段，依次定時(shí)自動(dòng)運(yùn)行，每個(gè)時(shí)段可分別設(shè)置不同的運(yùn)行溫度，并可實(shí)現(xiàn)氣候補(bǔ)償控制，實(shí)現(xiàn)分時(shí)段按需供暖。具有通用的485接口，可以實(shí)現(xiàn)樓宇自控等多種控制方式。

3.3 智慧充電樁建設(shè)

為實(shí)現(xiàn)綠色出行從而減少園區(qū)碳排放，豐富園區(qū)直流元素，在園區(qū)內(nèi)建設(shè)電動(dòng)汽車智慧直流充電樁。

智慧直流充電樁接入方式如圖3所示，通過(guò)網(wǎng)聯(lián)模塊與充電樁控制器等關(guān)鍵元器件配合，實(shí)現(xiàn)充電樁安全接入、用戶充電鑒權(quán)、電量實(shí)時(shí)采集、負(fù)荷監(jiān)測(cè)、啟動(dòng)停止控制以及各類異常告警上送等功能。根據(jù)需要，網(wǎng)聯(lián)模塊可安裝在充電樁內(nèi)部，也可安裝在充電樁外部。

圖3 智慧充電樁接入方式

綜合歷史負(fù)荷、用戶數(shù)據(jù)、配變?nèi)萘俊⒊潆娦枨蟮刃畔?，形成電?dòng)汽車智慧充電樁有序充電控制策略，如圖4所示，當(dāng)充電服務(wù)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)下發(fā)的有序充電控制策略后，可實(shí)現(xiàn)輸出功率的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)和控制。當(dāng)智慧直流充電樁處于正常狀態(tài)時(shí)，能源控制器接受到充電計(jì)劃后，通過(guò)向能源路由器下發(fā)充電功率設(shè)定值，最終通過(guò)PWM控制車輛充電功率；當(dāng)智慧直流充電樁處于配變運(yùn)行越限時(shí)，能源控制器在感知到配變?cè)较逘顟B(tài)后，立即在既有充電計(jì)劃基礎(chǔ)上進(jìn)行越限緊急控制。

圖4 智慧充電樁有序充電基本架構(gòu)圖

3.3.1 充電模式

根據(jù)用戶用車需求，設(shè)計(jì)有序充電的控制策略，將用戶主要分為“時(shí)間優(yōu)先型用戶”和“費(fèi)用優(yōu)先型用戶”兩部分，為其提供“盡快充”和“低費(fèi)充”兩類有序充電模式。

3.3.2 管理策略

事件即時(shí)調(diào)度：當(dāng)充電用戶發(fā)起充電請(qǐng)求時(shí)，對(duì)其進(jìn)行充電計(jì)劃的預(yù)調(diào)度編排，審核充電請(qǐng)求的合理性和有效性。

周期滾動(dòng)調(diào)度：在有序充電過(guò)程中，根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況、負(fù)荷預(yù)測(cè)以及用戶訂單執(zhí)行偏差，周期滾動(dòng)進(jìn)行充電調(diào)度計(jì)劃的編排。

3.3.3 控制策略

在充電樁臺(tái)區(qū)配變充電容量不足、上級(jí)電網(wǎng)緊急負(fù)荷控制請(qǐng)求等條件下，需要進(jìn)行對(duì)充電負(fù)荷進(jìn)行在線調(diào)度控制。

3.4 低壓柔直多臺(tái)區(qū)用能互濟(jì)建設(shè)

為實(shí)現(xiàn)各個(gè)臺(tái)區(qū)之間的功率互濟(jì)，優(yōu)化用能水平，在選擇分布式電源配置與負(fù)荷特性具有互補(bǔ)特性的臨近臺(tái)區(qū)，建設(shè)如圖5所示的低壓柔性直流配電系統(tǒng)進(jìn)行臺(tái)區(qū)低壓側(cè)互聯(lián)。

圖5 低壓柔直多臺(tái)區(qū)用能互濟(jì)技術(shù)框架圖

主要建設(shè)方案如下：在各臺(tái)區(qū)低壓側(cè)分別建設(shè)部署低壓柔性直流配電換流閥，各個(gè)換流閥之間通過(guò)直流母線互聯(lián)，從而形成臺(tái)區(qū)之間的低壓柔性互聯(lián)。就地部署能源控制器，將各臺(tái)區(qū)負(fù)荷數(shù)據(jù)、分布式電源的運(yùn)行數(shù)據(jù)以及低壓柔性直流用電系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過(guò)HPLC方式在能源控制器進(jìn)行匯總，控制器根據(jù)各臺(tái)區(qū)負(fù)荷水平、光伏出力、其他負(fù)荷需求以及儲(chǔ)能系統(tǒng)的SOC對(duì)低壓柔性配電系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度控制，進(jìn)行各個(gè)臺(tái)區(qū)之間的功率互濟(jì)。

4 園區(qū)能效優(yōu)化提升建設(shè)方案

為實(shí)現(xiàn)用電用能的綜合監(jiān)控和管理，滿足園區(qū)用戶用電用能需求，提高園區(qū)能源利用率和可靠性，通過(guò)空調(diào)熱泵用能優(yōu)化、5G+配電自動(dòng)化監(jiān)控運(yùn)維升級(jí)、5G+光伏智慧運(yùn)維實(shí)現(xiàn)園區(qū)能效優(yōu)化提升。

4.1 空調(diào)熱泵用能優(yōu)化

目前園區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)大棚使用大量的空氣源熱泵供冷、供熱。酒店及辦公大樓都使用多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行供冷供熱，普遍存在著能效地下，用能管理粗放等問(wèn)題。通過(guò)在部署能源控制器，對(duì)所有的底層感知設(shè)備進(jìn)行信息采集、數(shù)據(jù)診斷、策略生成和下發(fā)，實(shí)現(xiàn)供能側(cè)的能源協(xié)同優(yōu)化以及以公共用能設(shè)備的用能側(cè)負(fù)荷控制，構(gòu)建“以電能為核心”的電、氣、熱、冷終端一體化綜合能源供應(yīng)體系。通過(guò)“多能服務(wù)應(yīng)用”入口，用戶可以查詢用能信息、參與電力需求響應(yīng)等智慧用能服務(wù)，設(shè)備廠商可以獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、質(zhì)量情況、市場(chǎng)份額等商業(yè)信息，電網(wǎng)公司可獲知用戶用能情況，掌握用戶側(cè)可調(diào)負(fù)荷數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)需求響應(yīng)，平抑電網(wǎng)峰谷差。

主要控制策略如下：

在多聯(lián)機(jī)空調(diào)機(jī)組外機(jī)上安裝專用通信板卡，用于采集多聯(lián)機(jī)空調(diào)機(jī)組運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)和控制多聯(lián)機(jī)的啟停，通過(guò)485通信線、無(wú)線LoRa或TCP/IP方式將數(shù)據(jù)上傳綜合能源管理平臺(tái)。

建設(shè)一套空氣源熱泵系統(tǒng)，在空氣源熱泵機(jī)組控制箱安裝專用通信網(wǎng)關(guān)，用于采集制冷機(jī)組運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)并提供通信接口，在空氣源熱泵機(jī)組管路上安裝冷熱量表、壓力變送器做數(shù)據(jù)采集，通過(guò)485通信線、無(wú)線LoRa或TCP/IP方式將數(shù)據(jù)上傳綜合能源管理平臺(tái)。

由綜合能源管理平臺(tái)根據(jù)用戶實(shí)際需求和環(huán)境狀況進(jìn)行智能化策略分析，自動(dòng)幫助用戶選擇最節(jié)能、效率最高的運(yùn)行模式。

4.2 園區(qū)電能監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)

為提高對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行管理水平及供電可靠性，實(shí)現(xiàn)用電的綜合監(jiān)控和管理，滿足園區(qū)內(nèi)精密設(shè)備的高質(zhì)量供電要求，建立如圖6所示園區(qū)電能監(jiān)管系統(tǒng)。

圖6 園區(qū)電能監(jiān)管系統(tǒng)示意圖

園區(qū)配電自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)部署電力專用UPF，建立電力生產(chǎn)控制大區(qū)端到端切片，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)安全隔離，降低通信時(shí)延，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)間ms級(jí)快速判斷，主要包括集中式配電自動(dòng)化部分和分布式配電自動(dòng)化部分。

集中式配電自動(dòng)化：在配電站點(diǎn)部署5G通信單元，通過(guò)網(wǎng)口或串口接入DTU、FTU、故障指示器等業(yè)務(wù)終端，通過(guò)專用切片接入5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，并在地市部署的電力專用UPF側(cè)將數(shù)據(jù)本地分流，最后經(jīng)過(guò)安全接入?yún)^(qū)進(jìn)入配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)，提高業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)安全。

分布式配電自動(dòng)化：同集中式配電自動(dòng)化，在配電站點(diǎn)部署5G通信單元，接入分布式配電終端并通過(guò)專用切片接入5G網(wǎng)絡(luò)，相鄰配電終端之間利用電力專用UPF直接交互開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)故障區(qū)間快速判斷和開(kāi)關(guān)跳閘功能。

4.3 光伏智慧運(yùn)維監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)

為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏系統(tǒng)的發(fā)電情況，并通過(guò)智能運(yùn)維機(jī)器人智能運(yùn)維，確保光伏足額發(fā)電，建立如圖7所示光伏運(yùn)維監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

圖7 光伏智慧運(yùn)維監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

光伏智慧運(yùn)維監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一方面可將園區(qū)原有的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接入綜合能源管理平臺(tái)；另一方面可在園區(qū)光伏發(fā)電現(xiàn)場(chǎng)增加智能運(yùn)維設(shè)備，通過(guò)綜合能源管理平臺(tái)的相關(guān)智能管控策略，對(duì)園區(qū)光伏系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測(cè)、管控和智能運(yùn)維。例如，通過(guò)加裝光伏系統(tǒng)智能運(yùn)維機(jī)器人（導(dǎo)軌式）設(shè)備對(duì)光伏板進(jìn)行智能清洗，去除光伏板灰塵，以保證光伏系統(tǒng)高效運(yùn)行。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

5.1 示范園區(qū)基本情況

示范農(nóng)業(yè)園區(qū)建設(shè)有100000 m2，5個(gè)大型智能溫室和數(shù)百個(gè)冬暖式大棚，同時(shí)擁有近6.667 km2的綠色植被，本地碳匯資源豐富。示范區(qū)源端新能源接入比例高，正在建設(shè)1.8 MW分布式光伏，光伏年輻射量均在5600 MJ/m2以上；示范區(qū)主要從事智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)旅游觀光和科研辦公，終端用能電氣化程度高，具備建設(shè)“碳中和”背景下新型電力系統(tǒng)的優(yōu)越條件。

區(qū)負(fù)荷主要為農(nóng)展館、農(nóng)業(yè)公園設(shè)施場(chǎng)館以及溫室大棚、酒店、商業(yè)街等用電負(fù)荷，以及酒店、商業(yè)街餐飲用氣。農(nóng)業(yè)公園和酒店旅游場(chǎng)館負(fù)荷隨旅游淡旺季變化規(guī)律波動(dòng)，旅游淡季負(fù)荷較低，旅游旺季尤其是夏季負(fù)荷較高且相對(duì)穩(wěn)定。2021年，全年園區(qū)內(nèi)總電量約385.7686萬(wàn)kWh，用氣用煤量比較分散，沒(méi)有統(tǒng)計(jì)。

傳統(tǒng)的火力發(fā)電方式每產(chǎn)生1 kWh電量，需消耗0.4 kg標(biāo)準(zhǔn)煤，排放0.997 kg CO2。以2021年電力數(shù)據(jù)為例，2021年園區(qū)內(nèi)年供電負(fù)荷為385.7686萬(wàn)kWh，每年約產(chǎn)生CO2量為3846 t，其他商業(yè)街旅游接待設(shè)施、購(gòu)物設(shè)施、餐飲廁所等約排放CO2900 t。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

5.2.1 光伏收益

示范區(qū)在酒店主樓及配樓房頂布置682塊光伏組件，共368.28 kW。農(nóng)展館屋頂布置470塊光伏組件，共253.8 kW。新天地食品加工廠屋頂布置2222塊光伏組件，共1199.88 kW，其中1號(hào)變壓器接入926塊光伏組件，共500.04 kW；2號(hào)變壓器接入186塊光伏組件，共100.44 kW；3號(hào)變壓器接入1110塊組件，共599.4 kW。年發(fā)電量約2201.2 kWh，按照25年統(tǒng)計(jì)，累計(jì)收益2544.86萬(wàn)元，年均101.79萬(wàn)元。

5.2.2 蓄熱收益

蓄熱設(shè)備采用谷電進(jìn)行蓄熱，完全蓄熱需8 h（可邊蓄熱邊使用），設(shè)備輸入功率按60 kW，輸出功率42 kW，蓄熱系統(tǒng)用電量480 kWh。

在實(shí)際使用中，蓄熱系統(tǒng)的耗電功率通常在多時(shí)段低于60 kW，其耗電量與原電烤箱用電量基本相同。由于電烤箱使用時(shí)間不固定，因此按平均電價(jià)進(jìn)行計(jì)算，平均電價(jià)為0.7073元/kW，蓄熱系統(tǒng)采用低谷電價(jià)進(jìn)行蓄熱，低谷電價(jià)為0.429元/kW，蓄熱系統(tǒng)每天節(jié)省電費(fèi)92元。

年節(jié)電費(fèi)用（按300天計(jì)算）為27600元。

將蓄熱系統(tǒng)與太陽(yáng)能結(jié)合使用，光伏上網(wǎng)電價(jià)為0.3949元/kW，蓄熱系統(tǒng)每天節(jié)省電費(fèi) 104元。

年節(jié)電費(fèi)用（按300天計(jì)算）為31200元。

由此可知，將光伏系統(tǒng)與蓄熱系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合更為經(jīng)濟(jì)。

5.2.3 電儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰填谷效益估算

每天有兩段低谷電價(jià)時(shí)間，假定電儲(chǔ)能系統(tǒng)可每天在低谷電價(jià)時(shí)段進(jìn)行蓄能，在電價(jià)高峰時(shí)進(jìn)行放能，則電儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)峰谷電價(jià)差可獲得的年收益為(按300天計(jì)算)為7008元

5.2.4 碳匯及綜合效益估算

基于新能源發(fā)電、電能替代、節(jié)能減排等相關(guān)項(xiàng)目，預(yù)計(jì)累計(jì)減排CO2達(dá)2800 t/年（其中光伏投資1.8 MW碳減排2286 t/年、智慧照明改造減排170 t/年、儲(chǔ)能帶來(lái)節(jié)能減排109 t/年、空調(diào)節(jié)能改造減排116 /年）。此外，對(duì)于園區(qū)綠色植物接近6.667 km2，每年減少碳排放約72000 t，產(chǎn)生潛在碳匯價(jià)值260萬(wàn)元/年，基本可實(shí)現(xiàn)園區(qū)碳中和，達(dá)到零排放要求。最后，通過(guò)建設(shè)面向能源物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新型綜合能源管控平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)園區(qū)能源清潔化、電氣化、智能化和互聯(lián)網(wǎng)化，打造綠色能源互聯(lián)網(wǎng)友好互動(dòng)的微型、典型示范區(qū)。

6 結(jié)束語(yǔ)

零碳園區(qū)綜合能源服務(wù)平臺(tái)，結(jié)合光伏發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)優(yōu)化運(yùn)行策略，對(duì)園區(qū)光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行智能管控，同時(shí)實(shí)現(xiàn)園區(qū)重點(diǎn)負(fù)荷的用能優(yōu)化，提高用戶負(fù)荷綜合管理水平，打造“零碳”產(chǎn)業(yè)園區(qū)，實(shí)現(xiàn)園區(qū)的綠色、低碳運(yùn)行，助力企業(yè)降本增效、綠色低碳發(fā)展。積極為園區(qū)入駐企業(yè)提供能效診斷、節(jié)能改造等市場(chǎng)化服務(wù)，提供用能監(jiān)測(cè)、智慧運(yùn)維、需求響應(yīng)等多元化、個(gè)性化、定制化解決方案，不斷提升企業(yè)及園區(qū)綜合能效水平，促進(jìn)新能源發(fā)展，打造國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的“能源自平衡零碳產(chǎn)業(yè)園”。項(xiàng)目形成可推廣、可借鑒的管理技術(shù)成果及相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可進(jìn)一步推廣至其他地區(qū)，構(gòu)建基于綜合能源的零碳示范園區(qū)，具有非?？捎^的推廣前景。