国家电投4大类24个典型场景综合智慧能源解决方案详解

发布日期：2022/1/4

      从2015年最早提出综合智慧能源概念，到2016发布综合智慧能源发展行动计划、工作指导意见，再到2020年5月正式组建综合智慧能源科技公司作为平台公司，国家电投集团综合智慧能源产业发展已迈入快速路。

      国家电投集团“综合智慧能源产业”一般是指：以数字化、智慧化能源生产、储存、供应、消费和管理与服务为主线，追求横向“电、热、冷、气、水、氢”等多品种能源协同供应，实现纵向“源-网-荷-储-用”等环节之间互动优化，向终端用户提供综合能源一体化解决方案，构建“物联网”与“务联网”（服务互联网）无缝衔接的能源生态体系。

     2020年7月，国家电投召开综合智慧能源技术方案推介会，发布综合智慧能源24个典型场景解决方案，包括智慧城镇型（智慧城区、智慧供冷、智慧供热、增量配电网4个场景）、产业园区型（街区、空港、港口、海岛、高铁站、园区储能、智慧社区、工业园区8个场景）、集群楼宇型（医院、学校、办公楼、军营哨所、大型商业、固定场站、数据中心7个场景）、能源基地型（核能+、风电+、光伏+、水电+、煤电+5个场景）。

     智慧城镇型

     面向城市新老城区，结合新型智慧城市建设要求，着力解决城市对能源需求大、种类多、环保要求高、综合能效低等痛点难点问题，结合智慧建筑、智慧交通、智慧信息等手段，打造能源安全、可持续可再生、绿色环保、节能高效的智慧城市整体解决方案。

     1、智慧城区

     案例：广州市南沙区是国家级新区、自由贸易试验区、粤港澳创新发展示范区，是广州城市副中心、大湾区几何中心。

     解决方案：

     1、协助政府进行智慧城市顶层设计，利用能源流全覆盖特性，融合交通流、社交人流、物质流、信息流等，构建多智流网络。将多智流的网络融入到智慧城市当中。构建以政府为主导的“社会”5.0示范区，实现“智生产+智生活+智生态”。

     2、充分利用本地资源，（风、光、生物质、潮汐能、可燃冰、水源热泵等），以及燃气，提高当地能源自给率和清洁化水平。

     3、重点在工业、建筑、交通等领域开展节能降耗；推广绿色建筑和集中供冷。

     4、建设氢能利用示范基地，打造大湾区氢能产业枢纽；助力绿色交通体系建设，大力推动电动汽车和氢能汽车发展。

    2、南方智慧供冷

    案例：广东珠海横琴综合智慧能源一期供冷站

    以3号供冷站为例：项目采用双工况电制冷+冰蓄冷、常规电制冷、蒸汽溴化锂机组（驱动热源蒸汽来自横琴热电）多种供冷系统。项目符合国家现行能源、环保等政策，解决了分散供冷在能源利用率低、运行不经济、安全及可靠性低等问题。

    3、北方智慧供热

    案例：山西铝业工业废热供热项目

     以厂内6台焙烧炉烟气余热为热源，建设2套余热回收装置，配套供热首站和管网，实现供热面积400万平米。项目使用无机盐余热回收技术，无机盐溶液具有强烈吸湿性，在喷淋塔内和烟气逆流运行，吸收烟气中的水蒸汽，也吸收烟气中水蒸汽潜热和烟气显热，最终利用高温溶液加热热网循环水。改造后，排烟温度由150℃降至90℃，实现烟气消白的同时，充分利用了工业废热供热。同时每小时可回收水116.8吨，年节水42万吨。

    4、增量配电网

     实例：郑州航空港增量配电业务试点项目

     项目由兴港电力有限公司作为业主，按照特许权模式投资运营，建设了110千伏输配电工程3座，10千伏配网工程22座，初步搭建了航空港区域内的配电网络。园区建设2 X 15MW+2 X 30MW级燃气轮机发电机组和3X6MW后置汽轮发电机组，总装机容量108MW,接入了华润的风电和光伏。探索“源网荷储“一体化，为区域实现低碳绿色循环发展，为企业能源利用降本增效，实现与增量配电网协同发展做出了有益探索

     能源基地型

     以大型能源基地为依托，结合区域负荷特征及电网调峰调频需求，着力解决机组利用小时数低、能源利用效率低、空间不平衡、时间不平衡等痛点难点问题，结合储能、氢能、储热、供热等方式，打造具有多能互补、削峰填谷、循环经济、多元发展等功能的能源基地整体解决方案。

     1、核能+

     解决方案：1、核能+供热：利用核能实现热电联产。2、核能+海水淡化：利用核能发电或核能蒸汽来实现规模化海水淡化，提升海水淡化的技术经济性。3、核能+供热+海水淡化+水热同传：综合利用核能+供热+海水淡化，实现一根管道水热同传，提高经济性。4、核能+综合：依托核电基地，综合利用周边可再生能源发电、制氢、储能，形成满足电、热、冷、水、氢、储等多元化能源网络，促进可再生能源消纳，提高能源综合利用效率。

     2、风电+

     案例：大连某风电场示范项目

     项目建设98.8MW风电场；配置10%的电池储能系统；对提高风电并网的接纳能力，调整电网电源结构，改善调峰需求，参与调度调频，提高电网的供电可靠性和安全经济运行能力，为风电的开发提供有利条件，发挥大规模储能电站在发电侧、电力系统侧的作用，充分显示储能电站的运行效果，将产生重大的示范意义。

     3、光伏+

     案例：小岗村美丽乡村

     项目内容：在小岗村建设清洁能源光伏发电系统、地源热泵供冷供暖系统、光伏农业系统、生物质处理系统、能源管控与服务平台和智慧农村大数据（天枢云）平台，融合小岗村能源农业等元素，打造生态小岗、智慧小岗、幸福小岗。

     实施效果：建成后小岗村将实现100%清洁能源消费、100%清洁能源供暖和100%农作物秸秆综合利用率，成为农村绿色发展的示范标杆项目。

    4、水电+

     案例：长洲水电水光互补项目

      长洲水利枢纽光伏电站由广西长洲水电开发有限责任公司开发建设，已并网发电，利用水电站的智能调节功能，达到“光水互补”效果。15台42MW机组，20MW地面光伏。长洲水电站水力发电量达65005万千瓦时，光伏发电量为314.9万千瓦时。弃水制氢。

     5、火电+

     案例：内蒙古某循环经济示范项目

     用煤发电、用电炼铝、以铝带电、以电带煤，在霍林河地区形成了年消耗900万吨劣质褐煤的火电、风电、电解铝和具备独立运行能力自备电网的循环经济产业集群，构建了全国首个高载能产业清洁发展循环经济产业集群示范区，实现了循环发展、绿色发展、低碳发展。

     集群楼宇型

      面向群体建筑，根据建筑功能属性，提供绿色建筑整体解决方案。绿色建筑指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源，包括节能、节地、节水、节材等，保护环境和减少污染，为人们提供健康、舒适和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑物。绿色建筑技术注重低耗、高效、经济、环保、集成与优化，是人与自然、现在与未来之间的利益共享，是可持续发展的建设手段。

    1、医院

     案例：湖北麻城医院分布式能源站

     规模：二级甲等医院，建筑面积21万m2，总床位2300张解决方案：天然气三联供+屋面光伏+电制冷+燃气锅炉+智慧管控。

     效果：项目总投资为3594万元，能源综合利用率高达78.9%Ø设置智慧管控平台，降低用能15.1%，资本金内部收益率13%。

     2、学校

     案例：大连职业技术学院综合智慧能源项目

     新建了75台制热循环的空气源热泵替代了原有燃煤锅炉，对校区近14万平方米面积实施了高质量集中供热。3台专门用来提供浴池热水的空气源热泵和分散在教学区和生活区的86台开水净水机，每日不间断地恒定供给洗浴热水和洁净饮水。采用“合作-投资-运营”CBO合作模式。大发能源分公司负责项目统一管理，引入第三方中科公司负责项目投资、建设和运营，一次性获取551万元供热补贴，按设备收益期15年计算，项目实施后年平均利润可增加约43万元。

     3、办公楼

     案例：未来科学城综合智慧能源示范项目

     一期项目建设内容与规模：881.1kWp屋面光伏+6.5kWp地面光伏+2x1kW微风风力发电机组+150kW/300kWh磷酸铁锂储能系统；二期项目建设内容与规模：800m3双蓄水罐15#楼供热改造+50Nm3/h碱性水电解槽制氢+充电桩与5G智能灯杆+综合智慧能源管控平台。该项目建成后企业自供电率达到18%，实现了部分绿色建筑改造，推进了绿色电力入网。

     4、军营哨所

     案例：葫芦岛某基地哨所综合智慧能源项目

     项目结合地区资源禀赋采用风光储技术，设置一台1.5MW智能风机，结合分布式光伏发电系统，柴油发电机作备用，实现用能可靠、安全，解决哨所市电、供暖无法接入、用能安全等难点，推进哨所绿色、智慧化能源供应。

     5、大型商业

     案例：宝之谷国际会议中心项目

     1.新建空气源热泵（106kW×22）、污水源热泵（85kW）与电锅炉（630kW×2），替代园区燃气锅炉供暖。

     2.新建斜温层储热/储冷水罐（1100m3）。

     3.新建电储能系统。

     4.新建光伏车棚以及电动汽车充电桩两台，扩建屋顶分布式光伏。

     5.新建垂直轴风力发电机（2kW）。

     6.新建智慧路灯：主要路口布置2台。

     7.部署综合智慧能源管理系统，实现园区能源精细化管理。

     6、固定场站

     案例：国家电投中关村延庆园加氢站

     这是国家电投助力北京冬奥会的创新示范项目，也是国家电投首座加氢站。项目申报了科技部“科技冬奥-氢能出行”重点专项课题，参与制、储、运、加氢全供应链智慧网络建设。

     7、数据中心

     案例：北京某数据中心能源站项目

     本项目在原有配置基础上增加了一套内燃机-溴化锂供能系统，利用北京市峰谷电价差，白天采用内燃机-溴化锂供能，晚上采用市电供能。同时，冬季气温较低时采用自然冷却方式。该方案降低了PUE，同时降低了客户用能成本。

     产业园区型

     面向工业园区、高新园区，根据产业园区同类产业聚集效应特征，针对交通物流、石油石化等不同类型园区用能需求，结合用能种类多、企业间资源共享差、能耗高、价格高等痛点难点，重点打造能源可靠性高、梯级利用、循环经济的产业园区整体解决方案。

     1、街区

     案例：集美大红门直流光储充一体化电站

     本项目采用直流光储充一体化供电技术，建设1.4MWP光伏+12.7MWh储能+24个直流充电桩，实现了分布式电源的就地消纳并缓解了区域配电容量不足的问题。该方案有利于实现分布式光伏发电的就地消纳，促进绿色电力的应用；储能系统通过将谷电吸纳，并在峰值电价时段的释放，实现峰谷价差套利，降低街区目标商业用户的用电成本。

     2、空港

     案例：北京大兴国际机场综合供能项目

     本项目采用光伏发电技术，设置屋顶光伏和地面光伏，实现自发自用。同时将地源热泵+燃气锅炉+锅炉余热回收+冰蓄冷有机结合，形成稳定可靠的复合式供能系统。使得可再生能源+清洁能源总利用率达到12%，为全国空港之最。解决了空港能耗大，用能要求高等难点痛点，推进了绿色电力入网。

     3、港口

     案例：营口港起重机能量回收系统

     轮胎式集装箱起重机电能回馈技术也在越来越多的港口（如营口（新世纪）集装箱码头，2018年3月实施改造，5年可回收技改费用）开始应用。能量回馈技术应用目前相对成熟，即将机械工作时产生的能量回送到交流电网中，同时供附近其他用电设备使用，设备在单位时间内消耗电网电能下降，从而达到节约电能的目的。

     4、海岛

     主要特点：离网。

     主要问题：（1）柴油发电：污染重；成本高；运输难（2）淡水短缺（3）海岛固废处理难。

     解决方案：（1）可再生能源+储能；智能微网（2）太阳能+集装式海水淡化（3）垃圾分类，固废处理。

     5、高铁站

     案例：太原南站节能优化改造

     措施：1、照明节能解决方案。站内目前所有灯具总功率共1014.82kW，每年消耗约366.12万度电。如将所有灯具更换为LED灯具，每年耗能减少167.68万度左右，可降低45.8%的照明能耗。

     2、空调系统解决方案。使用新风调节、气流组织优化、分布式送风等技术，降低空调系统能耗。使用磁悬浮变频等技术，提高空调系统低负荷运行效率。

     3、屋面光伏发电解决方案。屋顶建筑面积为45288m²，采用10026块440Wp组件，装机容量约4.4MW，年发电量约为445.28万kwh。

     4、升降电梯节能解决方案。电梯电机和电梯控制系统频繁工作，在启停阶段会浪费大量电能。推荐增设电梯能量回馈设备。节能设备可一拖四组电梯，每组电梯节电率达25%-50%。

     5、综合智慧能源管控平台解决方案。建设综合智慧能源管控平台，实现对屋面光伏、充电桩、供冷供热系统、配电系统、用户侧设备集中监控及管理。

      优化空调末端的运行策略，如8:00~20:00开启所有末端，5:00~8:00、20:00~24:00开启一半末端，24:00~5:00空调末端开1/4。可使空调系统年用电量1235万kwh，降低至1049万kwh，年节约186万度电。

     6、园区储能

     案例：格尔木光伏电站储能项目（光伏电站+储电）

     2.5MW/5MWh磷酸铁锂电池储能系统+50MW的光伏，移峰填谷减少弃光损失，提升发电收益；跟踪计划出力、平滑输出，降低因“两个细则”考核造成的罚款损失。

     7、智慧社区

     案例：西安航天基地智慧谷小区

      小区入口处设置了人脸识别门禁系统，业主只需“刷脸”就能进入。访客可提前联系业主，通过美丽家园系统进行访客预约，然后扫描一码通便可进入小区。在智慧谷小区，从门禁、路灯、高空监测、消防到停车等一系列基于“5G﹢”物联网技术的新型智慧社区建设已初显成效。“通过物联网技术，小区里70多盏路灯联网，在夜晚可灵活控制亮度。初步估算，仅小区路灯一项就可节电20%以上。

     8、工业园区

     案例：宁东能源煤化工基地

     该基地将氢能产业作为园区未来新的支柱产业。项目一期工程建设10MW分布式光伏，配套1000m3/h的电解制氢装置。

     方案：1、为新材料化工产业园用户集中提供清洁、低碳、绿色经济的氢气产品；2、利用氢储能解决新能源波动问题；3、园区新材料化工产业用氢不再受碳排放指标影响。

来源：IESPlaza综合能源服务网

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