專注電力物聯網20年
鑒于可觀的節能潛力,高校正在成為綜合能源服務的重要市場。數據顯示,全國高校的能源消耗占社會總能耗的10%,大學生人均能耗是居民人均能耗的4倍。作為全國高校首個綜合能源服務項目,上海電力大學智能微網示范項目在智慧能源管理系統、信息化技術和標準、應用技術等方面都有所創新。示范項目自2018年12月正式運行以來,受到了各方面的廣泛關注,已接待政府、企業、高校、軍隊等團體參觀交流累計300余次。參觀方紛紛給予好評,并表達了以此項目為藍本進行推廣復制的意愿。特別是上海市政府表示下一步將在上海市高校范圍內進行推廣,充分發揮示范項目的引領作用。
項目概況
上海電力大學現有全日制在校生1.2萬余人,分散在楊浦、浦東兩個校區。目前,上海電力大學在浦東臨港中心城區的臨港新校區作為未來的主校區,占地面積約960畝(地上建筑面積規劃64萬平方米),分三期建設,已建成一、二期工程,主要包括教學樓、學院樓群、行政樓、食堂、學生公寓、地下車庫等,建筑面積27.4萬平方米,入駐學生1萬余人。臨港新校區主要能源負荷包括空調、照明及動力、設備用電、食堂燃氣及校區冷熱水等,用能需求主要為電、熱水、制冷、制熱、燃氣,其中,總的用電負荷約為7753千瓦,用熱水負荷為2315千瓦。隨著辦學規模的不斷擴大,建筑面積大幅增加,建筑能耗費用也逐漸飆升,使得高校成為重要的能源消耗大戶。建立綠色智能的能源供應系統,提高能源利用效率,降低能源消耗既是校方響應國家節能減排方針政策的重要任務之一,也是在新校區建設中必須解決的痛點問題,急需合作伙伴幫助完成以人為本、智能化、信息化、體現綠色及能源電力特色的綜合性校園的規劃設計與實施落地。
工程自2018年4月20日開工建設,與新校區主體建設工程同步推進,示范項目作為上海市及高校唯一入選的微電網示范項目,所有工作均已高質量完成,2018年12月18日順利通過竣工驗收。截至目前,已安全穩定運行超過一年。示范項目充分利用上海電力大學臨港新校區風、光資源,以智慧能源管理系統為核心,綜合應用儲能、多能互補等先進的能源技術,構建了發用一體化的綠色智能微電網系統,實現清潔能源集約高效利用和源網荷協同運行。示范項目主要建設內容包括1套智慧能源管理系統、裝機容量2兆瓦、300千瓦風力發電系統、1套混合儲能系統(150千瓦×2小時鉛炭電池、100千瓦×2小時磷酸鐵鋰電池及100千瓦×10秒的超級電容)、49千瓦光電一體化充電站、10棟公寓樓太陽能+空氣源熱水系統以及5桿智慧路燈。
技術路線
上海電力大學綜合能源系統由國網綜合能源服務集團有限公司、國網(北京)綜合能源規劃設計研究院有限公司規劃、設計、施工并運營,充分利用了新能源、智能電網等能源技術和大數據、物聯網等信息技術,將自身能源系統打造成為一套具備一定前瞻性、先進性、展示性、教學性等功能的能源系統,充分體現電力系統高校的特色及電力技術發展趨勢,實現能源的可靠、穩定、清潔、高效供應,降低了系統運行維護成本。新校區綜合能源系統建設以智能能源管控系統為主線,實現與校園微網發電系統、建筑群能效監測管理系統、太陽能+空氣源熱泵熱水系統、室內照明智能控制等系統的信息集成和數據共享。滿足學校對新能源發電、園區用電、園區供水等綜合能源資源的動態實時監控與管理。
具體建設內容如下:
分布式光伏發電系統:應用先進的數據采集、通信和監視系統,實時監控光伏發電、發電質量和工作狀態,包括并網電量、電能參數,以及環境溫度、風速、太陽能輻射量等數據。發電系統分布于全校21棟建筑屋面及一個光電一體化充電站車棚棚頂,安裝總容量2061千瓦,為校區供應清潔能源的同時,也為學校師生免費提供研究新能源技術的場所。
太陽能空氣源熱泵熱水系統:系統采用一種可靠的、環保節能的熱水系統形式,只使用太陽能和少量的電能,對環境沒有任何影響。太陽能空氣源熱泵熱水系統分布于10棟公寓樓屋面,每棟樓采用空氣源熱泵及太陽能集熱器組合形式,全天可供應熱水800噸,保證全校一萬余名師生的熱水使用需求。風力發電系統:風力發電系統采用一臺300千瓦水平軸永磁直驅風力發電機組,與光伏發電系統、儲能系統組成微電網系統。智能微網:通過采用光伏發電、風力發電、儲能等發電技術,智能變壓器等智能變配電設備,電動汽車充電站等用電設備,結合電力需求側管理和電能質量控制等技術,構建智能微網系統,實現用電信息自動采集、供電故障快速響應、綜合節能管理、智慧辦公互動、電動汽車充電服務、新能源接入管理。智慧能源管控系統:實現了與智能微網、校園建筑群能耗管理系統、校園太陽能+空氣源熱泵熱水系統等的信息集成及數據共享,滿足學校對新能源發電、園區用電、園區供水等綜合能源資源的動態實時監控與管理,對各項能源資源利用情況進行統計、分析、比較、匯總,形成對能源使用效率和節能量的綜合評估,為決策者提供實施能源統計數據,并根據管理者的需求,實現各種節能控制系統綜合管控,逐步打造創新節能模式。
運作模式
在商業模式方面,示范項目采取能源托管模式,由國網綜合能源服務集團有限公司投資。示范項目充分考慮了上海電力大學辦學特色,將項目規劃融入校園整體規劃,立足校園真實場景的大規模實景性應用,將學生培養、輔助科研實驗等學科建設與能源系統建設相結合,真正做到了服務校園生產生活的實際效果,既為學校節省能源費用,又為學校升級、培養產業人才和獲得博士學位授予點提供有力支撐。在技術方面,示范項目采用光熱、光伏、風電多能互補、節能等高效能源供應技術,通過優化節約的能源使用方式,以及專業高效的運營,有效提高了校園的能源利用率,響應國家節能減排的方針政策,在國內率先打造綠色低碳智慧校園。從經濟效益分析,項目滿足校園“綠色低碳、智慧高效”建設目標的同時,也實現了經濟可行。整個校園用能有20%是由新能源提供的,校方可以獲得新能源價格折扣的經濟收益。從社會效益分析,校區內新能源分布式發電系統及儲能系統承擔了校區約20%的電力供應,通過新能源自主供電和綜合能源管控系統管理,學校能耗比同規模校園降低了近30%,年減排二氧化碳約2243噸,年減排二氧化硫約67噸。