國家電網(wǎng)面向校園的綜合能源服務(wù)示范項目典型案例

:臨港新校區(qū)為上海電力大學(xué)的主校區(qū)，占地面積960畝，建筑面積約57.5萬m2，其中校區(qū)主體一二期工程于2018年9月投入使用。

該綜合能源示范項目由國網(wǎng)節(jié)能公司投資3500萬，與校區(qū)主體工程同步建設(shè)，于2018年9月開始運行調(diào)試，并于同年12月18日順利竣工。

2017年7月，國網(wǎng)節(jié)能公司與上海電力大學(xué)簽訂投資合作協(xié)議，標(biāo)志著全國首個新能源微電網(wǎng)大學(xué)正式落戶上海臨港。同月，國網(wǎng)節(jié)能設(shè)計研究院承擔(dān)工程總承包任務(wù)。項目采用規(guī)劃、設(shè)計、投資、建設(shè)、運營全過程的模式。

2018年4月，工程承擔(dān)單位進(jìn)駐現(xiàn)場，項目建設(shè)工作拉開序幕。項目部根據(jù)工程設(shè)計和現(xiàn)場條件，組織設(shè)計、施工單位緊密配合，統(tǒng)籌安裝各類機(jī)械、電氣、通訊設(shè)備及管控系統(tǒng)，與上海電力大學(xué)臨港校區(qū)同步建設(shè)。9月，上海電力大學(xué)臨港新校區(qū)啟用，隨著各子系統(tǒng)的建設(shè)工作陸續(xù)完成，項目進(jìn)入試運行階段。12月，項目正式竣工，并通過驗收、投入使用。

項目整體解決方案

示范項目與校園整體規(guī)劃結(jié)合，運用系統(tǒng)性整體思維制定解決方案，來滿足校園用戶實際需求。具體思路包含三點：

一是注重科學(xué)發(fā)展、統(tǒng)籌兼顧，在全面提升全校能源管理水平、降低能源消耗、減少能源費用的同時，兼顧學(xué)校、部門、學(xué)院、師生等各方利益，保證項目的技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)合理性、工程可行性。

二是注重創(chuàng)新、引領(lǐng)示范，在滿足住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、教育部、財政部功能要求的前提下，與綠色校園、可持續(xù)校園建設(shè)相結(jié)合，全面提升節(jié)約型校園管理水平，創(chuàng)造性打造綠色低碳智慧校園。

三是注重突出特色、樹立典范，項目實施過程體現(xiàn)上海電力大學(xué)的學(xué)科特色，遵循實事求是、以人為本的原則，在保證用能安全的前提下實施，形成一套數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的綠色能源供應(yīng)和管理系統(tǒng)。

示范項目在明確校方需求的基礎(chǔ)上，結(jié)合校區(qū)設(shè)計總體規(guī)劃、學(xué)科特色和綠色智能能源建設(shè)理念，制定了集信息平臺、節(jié)能減排、新能源、電能替代、智能微電網(wǎng)、綠色建筑等技術(shù)為一體的校園電、熱等用能系統(tǒng)解決方案，包括分布式光伏發(fā)電、分布式風(fēng)力發(fā)電、智慧路燈、光電一體化充電站、太陽能+空氣源熱泵熱水、混合儲能等系統(tǒng)，以及微電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)、建筑群能耗管理系統(tǒng)、管控總平臺。

?智慧能源管控總平臺：為本項目技術(shù)架構(gòu)的核心，）將各技術(shù)體系進(jìn)行有機(jī)的串聯(lián)，對校園能源進(jìn)行統(tǒng)一管控，可實現(xiàn)全景數(shù)據(jù)展示、用能策略計劃制訂、能效統(tǒng)計與分析、能源系統(tǒng)故障診斷及定位、能源系統(tǒng)設(shè)備信息維護(hù)及子系統(tǒng)集成開發(fā)等功能。同時，總平臺是一個開放的、集成化的系統(tǒng)平臺，以此為核心基礎(chǔ)，有助于推動后續(xù)教培、科研、后勤、物業(yè)等系列管理平臺的擴(kuò)展集成。

?應(yīng)用新能源發(fā)電技術(shù)：合理應(yīng)用風(fēng)、光資源發(fā)電，可以降低常規(guī)能源消耗，促進(jìn)節(jié)能減排；同時通過新能源就地消納，可減少電能升壓降壓損耗、電纜線路損耗，從而降低學(xué)校能源費用。

其中，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量為2061kw，包含單晶、多晶、新型高效組件等多種組件形式。利用大部分院系樓、教學(xué)樓等建筑較為空曠的屋頂，加裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，所產(chǎn)生的直流電流通過匯流箱匯集后進(jìn)入逆變器，變成400v/50hz的交流電，經(jīng)并網(wǎng)裝置就近并入校園10kv低壓配電網(wǎng)。以避開主要建筑物及人員密集區(qū)為原則，在校區(qū)西北角邊緣綠化帶中配置一臺永磁直驅(qū)型風(fēng)機(jī)，裝機(jī)容量為300kw。同時在校園合適路段設(shè)置智慧路燈，利用風(fēng)、光等新能源供電，并將道路路燈作為充電樁、緊急呼救和wifi熱點載體，探索城市立體感知新技術(shù)。

?光電一體化充電站：考慮新校區(qū)巡邏車輛、教師通勤車輛及社會車輛的充電需求，基于綠色交通與綠色能源相結(jié)合的理念，在適當(dāng)位置建設(shè)光電一體化充電站，美化校區(qū)環(huán)境、減少尾氣污染排放。結(jié)合停車場的建設(shè)要求，在18個機(jī)動車停車位上方設(shè)計光伏車棚，在車棚下安裝6臺32a落地式充電樁，配置逆變器、匯流箱等設(shè)備，為電動汽車提供便利的充電服務(wù)。

?太陽能+空氣源熱泵技術(shù)：在新校區(qū)公寓樓的屋頂設(shè)置了10套純銅超導(dǎo)熱管型太陽能集熱器和高效空氣源熱泵。該系統(tǒng)每天集中供應(yīng)800t熱水，解決了1萬余名師生的生活熱水使用需求。智能熱網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)了熱水系統(tǒng)水溫、水壓、水位等數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測，可自動控制加熱時間、加熱溫度，根據(jù)天氣情況，優(yōu)先利用太陽能加熱，最大限度的實現(xiàn)節(jié)能減排。

?構(gòu)建智能微電網(wǎng)系統(tǒng)：在分布式光伏、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)基礎(chǔ)上構(gòu)建一套智能微電網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)了風(fēng)光儲智能集中管控，同時為學(xué)校師生研究新型電網(wǎng)技術(shù)等提供實驗和展示平臺，推動新校區(qū)的學(xué)科建設(shè)發(fā)展。

智能微電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用混合儲能、光儲一體機(jī)等設(shè)備，結(jié)合電力需求側(cè)管理、電能質(zhì)量控制等技術(shù)，制定多目標(biāo)優(yōu)化運行控制策略，實現(xiàn)新能源接入管理、用電信息自動采集、供電故障快速響應(yīng)、綜合節(jié)能管理等功能。其特點在于：一是根據(jù)微電網(wǎng)發(fā)電量及負(fù)荷用電需求，采用多目標(biāo)優(yōu)化控制策略實現(xiàn)最優(yōu)控制；二是采用不同類型存儲技術(shù)組合提高儲能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性；三是采用光儲一體機(jī)技術(shù)提升微電網(wǎng)系統(tǒng)效率。

?應(yīng)用建筑群能效管理系統(tǒng)平臺：通過分類和分項能耗計量裝置，采集建筑群能耗數(shù)據(jù)，實現(xiàn)建筑群能耗在線監(jiān)測和動態(tài)分析，這填補(bǔ)了國內(nèi)高校對能耗監(jiān)測管理和綜合節(jié)能方案實施的空白。

本項目是國家能源局新能源司2017年5月批準(zhǔn)的28個新能源微電網(wǎng)示范項目中首個完成的校園類示范項目，也是國家電網(wǎng)有限公司開展校園/園區(qū)綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)的典型示范項目。項目自建成投運后，各項系統(tǒng)運行良好，在經(jīng)濟(jì)和社會效益方面成果顯著。

本項目同步于校園規(guī)劃階段，以真正服務(wù)校園生產(chǎn)和實際生活為出發(fā)點，運用系統(tǒng)性整體思維，因地制宜謀劃。作為國內(nèi)首個高校綜合能源服務(wù)項目,向客戶提供了綜合能源服務(wù)定制化解決方案及系統(tǒng)設(shè)計、建設(shè)、運維、擴(kuò)展升級等全方位優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

項目使用多種效率提升手段、多信息管理平臺、多目標(biāo)控制策略，具有能源利用率高、供能系統(tǒng)整體安全性和自愈能力強(qiáng)等特點。其中，智慧能源管控總平臺是國網(wǎng)節(jié)能公司在國內(nèi)率先提出在校園中運用的集成化的系統(tǒng)平臺，對高校的能源管理及節(jié)能優(yōu)化有著積極的探索意義。

注：本文節(jié)選自《電力需求側(cè)管理》第21卷第4期，原作者：徐杰彥。