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多能协同 智能耦合— 综合智慧能源技术与案例交流

北极星电力网新闻中心  来源:北极星电力网    2020/11/20 11:35:01  我要投稿  

北极星火力发电网讯:我们形成了以天然气应用为核心,多种分布式能源协同发展的业务格局,采用多能协同、智能耦合的综合智慧能源技术。我们在能源建设过程中有一套智慧能源的管控体系,们的冷热能源不会高于他自建的成本,甚至可以给他带来一些增值的服务。

——北京燃气能源发展有限公司技术研发部经理刘蕾

11月20日,北京市昌平区科学技术委员会、华北电力大学技术转移转化中心、中关村华电能源电力产业联盟、中国电力云平台等单位举办“2020年中国园区智慧能源高峰论坛”,与大家共同探讨园区智慧能源的市场开发、技术创新和商业模式等,北极星电力网全程直播。

直播专题:2020年中国园区智慧能源高峰论坛

北京燃气能源发展有限公司技术研发部经理,总工办主任、副总工程师刘蕾作题为《多能协同,智能耦合——综合智慧能源技术与案例交流》的分享。

北京燃气刘蕾.jpg

以下为发言实录:

我代表北燃能源简单向大家介绍一下我们公司的情况和我们公司这几年做的一些项目。

我的汇报主要分为四大部分:公司介绍、我们主要的技术思路、我们的一些项目。

首先说一下我们的母公司——北京燃气集团。北京燃气集团从1958年到现在已经有60年的历史了,截止到去年天然气的销售量达到了166亿立方米,预计今年会突破170亿立方米,资产规模达到了770亿元,这个资产规模预计在今年也会达到近900亿。作为燃气集团我们有很多国内首个,比如说我们是国内首个年供气量破百亿的城市、累计供气量破千亿的城市、日供气量破亿城市,并且北京用气量在世界排名第二,仅次于莫斯科。我们集团的李雅兰女士,当选了国际联盟2021—2024年任期主席。近几年我们集团比较关注境内外和上下游的拓展,其中上乔项目收购了俄罗斯石油公司20%的股权,为了相应北京的应急储备,我们集团赤资200亿,目前正在天津南港建立LNG应急储备项目。

我们公司作为燃气集团上下游延伸的战略部署,成立于2011年12月,并于次年初挂牌成立,是燃气集团的一个全资子公司。给我们的定位,就是区域清洁能源服务商。我们整个业务范围是涉及到前期关于能源行业的开发、设计、规划、建设到运营一体化的商务模式。我们服务的具体领域以燃气的综合利用为核心,多能耦合、因地制宜的综合能源系统。

这是我们公司发展大概的大事记,2012年我们公司正式挂牌成立,并且当时我们打造的中石油数据中心项目,采用了燃气三联供,当时这个项目是用三联供作为整个数据中心的主用电源去供它的IT负荷,还有所有的空调负荷,这个项目入选了当年国家首批天然气示范项目,这个项目应该是2012年年底投入运行一直到现在已经将近8个年头了。2013年我们又陆续建立了一批三联供项目,包括酒店的金雁饭店,2014年我们通过了ISO的认证,2015年获得了国家高新,2016年我们公司就开始向综合能源去转型了,头几年我们公司投资建立的项目主要以三联供项目为主,大概2015年、2016年开始转型向可再行能源、综合能源领域布局,2016年收购改造了一个项目,这个项目在陕西,是全球第二大单体地源热泵项目,大概总的功能项目80万平米,这个项目当时我们接过来是一个纯的浅层地源热泵项目。2018年开始了副中心能源站建设的项目,当时批准牵头做副中心的建设,当时开始参与了雄安新区的能源系统规划,就是北京的新两翼我们也积极参与其中。到2018年,一个是北京副中心站址的建设如火如荼的开展了,同时我们还拿下了环球影城项目,环球影城和副中心这两个项目都是多能耦合技术路线的项目,后面案例还会详细介绍。2019年又获得了一些荣誉。

这是我们的资质,有双高新的企业认证,还有专利、ISO的体系认证,还有行业给我们的荣誉。

下面是能源技术的介绍。因为我们成立于燃气集团,所以我们的技术路线是天然气应用为核心的,在整个能源发展方向来看,可再生能源势必是一个发展的重要方式,但是天然气其实是作为清洁能源,而且它在保障安全性和稳定性上是可以弥补可再生能源的不连续、不稳定的特性,所以我们形成了以天然气应用为核心,多种分布式能源协同发展的业务格局,采用多能协同、智能耦合的综合智慧能源技术,后边还会介绍到我们有一个智慧能源管控体系,为区域或者单体提供有效的安全的能源供应。

它的核心优势,刚才也说到了一些,因为我们是依托于燃气集团,所以在燃气供应商保障度是非常高的,因此我们可以给用户承诺我们供应的能源是安全稳定的,同时我们现在是积极的大力的去拓展可再生能源的应用,所以我们这两种方式的耦合,再加上因地制宜,有一些项目,比如说我们适合光伏或者适合中水热泵、浅层地热泵都可以,就综合利用起来。对于区域能源开发,因为它的建设进度一般会拉的比较长,所以一般在建设上我们都是着力配合区域的发展进度,逐步的去投产,组团的去开发。

这个技术基本上就是我们应用于环球和副中心的一套技术路线。首先都是有三联供的项目,用发电机发完的电一般就地直供,并网不上网。余热经给溴化锂去供应用户的冷热负荷需求,同时我们会结合比如说浅层地热、电制冷包括蓄能蓄冰等等技术,一并为用户提供冷热电的能源利用。

这个是我们在能源建设过程中有一套智慧能源的管控体系,就是我们建设的一座一座能源站,这是物理层面,从物理层面来讲主要就是我们的能源站、冷热管网、我们的用户。我们的价值层面,要实现利益共享,首先我们是一个企业,所以我们要有利润,同时用户为什么会选择我们供应的冷热能源呢?一定是因为我们的冷热能源不会高于他自建的成本,甚至可以给他带来一些增值的服务,所以这个利益是要共享的。同时,我们通过一套能源管理体系,在我们项目上做到智能角度,实现能源的最优化利用,同时经济又最优。最后我们在公司级有一套管理的体系,把我们公司几十个项目一并管理起来。

这个是刚才说到的管控体系整体的建设目标,我们当时把它定位为三级管控体系,最底层的就是项目的自控系统,实现最简单的启停。二级平台也是部署在项目现场的,只不过因为我们公司的项目有纯的居民供热的项目,也有普通单体办公楼的冷热项目,也有区域的综合能源、多能耦合的项目,所以对于这种大型的区域的,尤其是多能耦合的系统我们都会建立一套智慧调度系统,在智慧调度系统里面实现在不同的时段或者不同的负荷情况下选取经济上最合理的运行策略去功能,最后到达我们公司的管理平台。

下面是我们的案例介绍。我们现在是紧扣发展规划,坚持“深耕北京,布局全国”的发展战略,现在我们已经从原有公司最初的业务、工程、运营这样的职能设置改成我们公司内部的区域制,把全国市场分成了四大区域,进行市场的开发。我们在京内主要是一些高端项目,还有一些运营监管项目,在京外主要关注的是大型的项目,还有收并购项目。

从我们公司的项目转型上来说,我们有三大方向:1、由单一燃气分布式向多能互补发展。2、由楼宇型象模象区域化高端项目转型。3、由北京市场向全国市场布局转型。

业务范围,就是现在我们已经落地和我们正在去开发的项目,主要是这几大类:公共建筑、大型园区、兼顾居民清洁采暖。我们对不同类型的项目也有自己的管理,一般在这种规模之上是我们重点的项目跟进范围。

目前我们公司共投资了63个项目,它的技术形式我们汇总了一下,论个数,并不是论面积来讲,论个数,40%是燃气类的、15%是燃气家电,就是常规的一些单体项目,多能耦合占到8个,一般就是区域的综合能源项目。

采用的技术形式:1、多能互补系统,一般是用于大型区域性项目。2、燃气分布式能源系统,主要是我们一开始建设的三联供项目。3、区域制冷供热系统。4、区域供热系统。

下面给大家介绍一下我们副中心的项目。副中心项目是2017年开始建设的,我们的主要技术路线是以电源热泵和储能来承担基础负荷、燃气三联供等多种能源方式作为调峰和系统保障。因为这个项目当时我们提出的建设目标比较高,可再生能源利用率要达到40%,而且当时在它的建设条件下这种光伏系统又没办法应用,所以当时我们是采用了大部分都是地源热泵的装机,可能占到了百分之四五十的比例,最后清洁能源是100%、二氧化碳减排是47%。

这个项目的建设过程中我们提出了高效机房的建设。因为现在高校机房虽然国家没有标准,但是行业认证包括国际标准要达到5以上,所以我们当时在设计、采购和施工过程中也是采用了各种技术,包括BIM的精画、全面的水利平衡技术、达温差的输送、地源热泵的土壤等等,最后我们目前看下来系统效率是可以达到地源热泵的制冷能效达到4.9%、电制冷系统能达到5.09%、三联供的综合能源利用可以达到86.5%。

这个项目因为我们的技术形式是采用的这种设备它的技术路线是比较丰富的,所以我们相对于不同的工况、不同的季节制订了很多的运行策略。

这是(PPT)预计项目完全投产的时候,大概能达到这样一个功能量。这是我们现场施工期间的照片。

环球影城项目,一期40万平米,二期达到160万平米。这个项目今年也已经开始供能了,预计明年就可以完工开园。

它的技术路线也是采用多能耦合的系统,这是上了两台内燃发电机,发出来的电也是采用并网不上网的这种方式就地直供,它的余热,通过溴化锂去制冷和供热,我们还配合了一部分锅炉作为调峰。同时,这个项目我们上了冰蓄冷,因为它是一个主题公园,所以一般在开园的时候负荷会急剧上升,为了应对它的急剧上升,而且还要保证它的出水温度十分稳定,所以我们也是上了一大部分的冰蓄冷系统。

这是中石油创新基地数据中心项目CCHP项目,这个项目已经运行8年了,这个项目的技术路线就很简单,是纯的三联供项目,发电机配合余热溴冷机发电制冷,因为像刚刚的办公、环球影城的项目负荷特性是不一样的,那些项目的负荷是波动的,对于数据中心它的负荷是很平稳的,这个项目特别适合三联供项目,我们当时百分之百满足了这个项目的电负荷和冷负荷,同时为了达到安全要求还相应的有所冗余。最早我们拓展的是数据中心项目,到后期我们就发现,因为三联供只一发电就会有余热,我们为了能源的充分利用,还有我们的经济性,也就是只要发电就要把这个余热充分的去利用起来。但是对于数据中心来说,到冬季的时候,虽然也有电负荷和冷负荷的需求,但是到冬季的时候可以用自然冷却,我就有一部分余热没有地方去。所以正好我们当时42地块和45地块又有这种办公和实验室的负荷需求,因此我们又把42和45地块纳入了整个数据中心的供能体系,也就是夏天和过渡季发电的余热去供数据中心,到冬季可以自然冷却的时候正好我们的余热就可以对外地块进行供冷,实现我们能源的充分利用。

这是当时为了保障数据中心,因为我们这个项目取消了柴油发电机,所以用三联供作为主用电源,两路市电去保障,因此我们对发电、制冷设计都配置了相应的冗余系统。

这是我们运行的一些实际数据,每年我们的供电量是2500万度,供冷量能达到22万G焦,三联供系统综合能源利用率我们测试可以达到77%。这个项目是刚才前面提到的金雁饭店,这是一个改造项目,这个项目也是比较早期的三联供项目,只不过这个在大坝上,从那张图上可以看到大坝上有很多光伏,可以耦合在一起向外供电,当时形成了一个微电网。

这个项目是我们公司在2018年建设的大学项目,是在南京信息工程大学,这个项目我们采用的是电厂的余热对整个学校进行供热和部分的制冷、生活热水。这个项目当时我们在南方的集中供暖算是一个先例,尤其是高效这是第一所,建成之后目前是受到了师生和家长的欢迎。

雄安新区,我们是参与了前期的方案规划,这个主要方案也是综合的智慧能源他是以燃气作为一个基础,优先利用他的本地热能,包括深层地热和浅层底热,再配合储能等等技术,现在我们在进行后期建设和运行。

最后简单介绍一下公司的发展目标,刚才也说到了,从一次能源虽然以天然气为主,但是各类能源都是我们因地制宜的去选取,我们也有一些项目是没有燃气,就是纯电源热泵、电制冷和其他,规划建设运行整个一体一直到用户的冷热电的上门服务,是一条龙的,当然我们也可以从中就做一些,比如说我们就做咨询,像用心新区或者我们就接手后期的运营,像现在我们也做了很多接管运营项目。

公司的优势,一个是背靠燃气集团资源优势和资金优势。因为公司成立也比较久了,做的项目相对来说种类比较多,所以我们也积累了一部分项目经验。能源团队,目前我们的平均年龄只有34岁,但是我们也是涵盖从头到尾整体完整的团队建设。技术与运营体系,我们公司内部形成了多本从业务开发到工程工业、到运营管理的标准化手册指导我们公司的建设和运营,同时也是自主研发了智慧能源管理的平台。

商务模式来说,因为我们这几十个项目,每个项目都是针对用户的特殊需求来制定这个项目的商务模式,从BOT、BOO、PPP、增量投资很多,目前我们也开始接收“三供一业”的资产,我们现在主要关注收购的项目。

最后,希望分布式能源这些行业里包括房地产、设备厂家、金融等行业的公司,我们愿意提供平台一同来发展,为综合能源的发展贡献更好的力量。谢谢大家!

(根据现场速记整理,未经嘉宾审核)

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