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萍鄉(xiāng)城市大廈多能互補

建設方案AI報告

 

 

 

 

 

 

 

作者：熊力15102785928

 

 

 

項目方案綜述

本次方案基于萍鄉(xiāng)城市大廈用能規(guī)劃，經(jīng)前期交流和收集資料，出具針對項目的綜合能源（光伏+ 儲能+綜合能源平臺）項目方案。

分布式屋頂光伏系統(tǒng)：計劃容量配置1MW，利用建筑物屋頂，無需占用寶貴的土地資源，能有效的減少建筑能耗，實現(xiàn)節(jié)能減排。光伏設計安裝在屋頂，直接吸收太陽能，還降低了墻面及屋頂?shù)臏厣?/p>

分布式車棚光伏系統(tǒng)：計劃容量配置2MW，利用路面停車場的較大面積，建設停車位頂棚，在頂棚上安裝分布式光伏，減少建筑能耗，實現(xiàn)節(jié)能減排。光伏安裝在停車棚頂，直接吸收太陽能，還為停車位提供了遮擋太陽光直射對車輛的影響，避免車輛太陽暴曬，具有對車輛夏天快速降溫等好處。

儲能系統(tǒng)：容量配置為 500KW/2MWh，儲能系統(tǒng)采用可移動集裝箱式設計， 易安裝、運輸、維護和系統(tǒng)擴容。集裝箱儲能系統(tǒng)由能量密度高、循環(huán)特性好、安全無 污染的磷酸鐵鋰電池單元以一定的串并聯(lián)方式進行連接，配置先進的電池管理系統(tǒng)組成， 靈活、可靠，易擴展升級。

空氣源熱泵（熱水）系統(tǒng)：容量配置為 5P功率4噸水容量，配置為4臺，每升（L）熱水從15攝氏度升高到55攝氏度，升溫40攝氏度的耗電量是電熱水器耗電量的四分之一，而且體積小，易安裝，其耗電量白天采用光伏發(fā)電供應，晚上采用儲能供電，整體經(jīng)濟性達到0.3元每升熱水。

 

項目經(jīng)濟指標

 

光伏經(jīng)濟性指標：分布式屋頂光伏容量1MW，總投資為350萬元，年發(fā)電量109萬度，保守按峰谷電價0.7元計算，年發(fā)電收益為76.3萬元,；分布式車棚光伏容量為2WM，總投資為900萬元（包括車棚的建設費用），年發(fā)電量213萬度，按峰谷電價0.7元計算，年發(fā)電收益為149萬元，總計可以達到5年回收成本，電站使用壽命25年。

儲能經(jīng)濟性指標：儲能系統(tǒng)按2WMh儲能采用鋰電池，投資為450萬元，峰谷價差在1元/度，每天進行2次充放電，年節(jié)約電費75萬元，綜合考慮儲能電池衰減，投資收益可以在5年左右回收，并可以起到備用電源、電網(wǎng)需求響應獎勵、發(fā)改委的儲能項目補貼、及系統(tǒng)擴容等附加經(jīng)濟效益。

空氣源熱泵供水經(jīng)濟性指標：空氣源熱水泵保留原太陽能供水管道，不改動管道的情況下，僅僅安裝空氣源熱泵，總投資為20萬元，年節(jié)省電費約為5萬元，具有很高的經(jīng)濟效益，4年回收成本，可以使用10年以上。

 

 

 

總體經(jīng)濟運行指標如下表所述：

序號	項目	裝機容量	建設內容	初始投資（萬元）	年化收益（萬元）	投資回收期（年 ）	使用期限（年）
1	屋頂光伏	1WM	多晶硅太陽能發(fā)電	350	76.3	5年	25
2	車棚光伏	2WM	多晶硅太陽能發(fā)電，包括車棚建設	900	149	不含車棚費用5年，含車棚6年	25
3	儲能	500k/2WMh	碳酸鐵鋰電池儲能	450	75	6年，不含政策補貼	10年，更換電池
4	熱水改造	4P5噸*4	空氣源熱泵供水（保留原管道）	20	5	4年	10

 

能耗節(jié)電率指標如下表所述：

序號	建筑	年電費（萬）	屋頂光伏 節(jié)電費（萬）	車棚光伏 節(jié)電費（萬）	儲能收益（萬元）	年節(jié)電效率	使用期限（年）
1	老辦公大樓	400	40	70	30	35%	25
2	城市大廈	500	36.3	79	45	32%	25

 

 

 

 

 

第一章 項目概況

1.1 建設地點

規(guī)劃區(qū)域：萍鄉(xiāng)城市大廈屋頂。

地理緯度：緯度 27.26；經(jīng)度 113.89。

氣候資源：萍鄉(xiāng)市位于江西省西部，屬亞熱帶季風氣候區(qū)，光熱充足，雨量充沛，四季分明，氣候溫和，年平均氣溫17.2℃，年平均降雨量1600毫米。全年日照時數(shù)約1600小時，無霜期270天。

1.2 建筑物概況

城市大廈屋頂由一個新建裙樓屋頂，兩個原建筑側面屋頂組組成，建筑面積約 0.2萬㎡，適于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝。

城市大廈的建筑群體，大多采用室外停車場，目前都未建設停車場頂棚，建筑面積約 0.4萬㎡，適于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝。

1.3 荷載分析

屋頂建筑物采用鋼結構承載體建筑，不存在承載問題，停車場頂棚采用加固結構安裝，不存在承載問題。

 

 

2.1峰值日照時數(shù)

第二章 發(fā)電量測算

在光伏電站設計中，根據(jù)北極星光伏寶平臺計算全國各地多個電站運行數(shù)據(jù)分析，項目所在地的峰值日照時數(shù)如下表所示：

 

2.2系統(tǒng)效率

影響發(fā)電系統(tǒng)的效率主要包括：早晚輻射未達到設備啟動條件、近陰影損失、斜面的反射

（IAM）、塵土、積雪、沙塵暴、霧霾等氣候因素綜合的遮擋影響、輻射等級損失、溫度因子影響、組件質量損失、首年衰減、組件特性匹配、線損及變壓器損耗、其他損耗（故障等）。

 

2.3發(fā)電量計算

經(jīng)計算，發(fā)電量如下表所示：

項目	容量（MW）	日照小時數(shù)（h)	首年單瓦發(fā)電量   （kWh/W）	首年發(fā)電量（萬   度）	25 年總發(fā)電量（萬度）
屋頂 停車場	1	1354.85	1.067	106.6	2665
	2	1354.85	1.067	213.2	5330

 

第三章 發(fā)電量消納

 

3.1 用電量情況

經(jīng)前期溝通，城市大廈建成后用電量大，且用電負荷穩(wěn)定。屋頂、停車場光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)電量完全被消納，建議采用“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”的并網(wǎng)方式。

原大廈的年用電電費約為400萬元，新大廈投入使用后電費約為500萬元，合計年電費為900萬元，按3WM光伏發(fā)電系統(tǒng)，年發(fā)電量731萬度電，按0.7元每度核算，節(jié)省電費為511萬元，節(jié)電率超過50%。達到了較大的節(jié)能目標。

 

 

 

 

 

 

第 四 章 儲能系統(tǒng)方案

 

4.1 系統(tǒng)容量配置

本項目儲能系統(tǒng)容量配置為 500KW/2MWh，儲能系統(tǒng)采用可移動集裝箱式設計，易安裝、運輸、維護和系統(tǒng)擴容。集裝箱儲能系統(tǒng)由能量密度高、循環(huán)特性好、安全無污染的磷酸鐵鋰電池單元以一定的串并聯(lián)方式進行連接，配置先進的電池管理系統(tǒng)組成，靈活、可靠，易擴展升級。

表 4-1 500kW/2MWh 儲能系統(tǒng)主要設備清單

序號	名稱	規(guī)格	單位	數(shù)量	備注
一	儲能系統(tǒng)	500kW/2MWh	套	1
1	磷酸鐵鋰電池	系統(tǒng)容量：2MWh、磷酸鐵鋰電池，方形鋁殼，循環(huán)壽命≥4000 次 （0.5C/0.5C、100%DOD、80%EOL）	套	1
2	電池架	鋰電池成套型鋼電池架系統(tǒng)（定制）	面	11
3	電池總控柜	含BMU 單元、SBMS 及監(jiān)控主機，電池高壓箱	臺	1
4	直流匯流柜	配置框架斷路器，匯流銅排及電池簇進線塑殼斷路器	臺	2
5	雙向變流器（PCS）	變流器功率：S500KTL；輸出電壓等級 AC380V；含隔離變壓器：500KVA （工頻）	臺	1
6	低壓配電柜	配置 1250A 交流斷路器，端子排及輔材	臺	1
7	儲能集裝箱	40 尺高柜，含本體焊接，保溫層制作，LOGO 噴涂，三層防腐	臺	1
8	七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)	含消防主機、60kg 七氟丙烷藥劑、溫度/光/煙探測器、指示牌、噴嘴等附件	臺	1
9	空調系統(tǒng)	含 10KW 制冷空調,防護等級 IP65，支持復電自啟動	臺	2
10	EMS 系統(tǒng)	能量管理系統(tǒng)，本地控制電池系統(tǒng)充放電策略，電池系統(tǒng)充放電保護，設置調度遠程接入接口	臺	1
11	電纜及附件	阻燃電纜，含集裝箱內設備連接用電力電纜、通信電纜及接地電纜	套	1

 

 

4.2 系統(tǒng)電氣拓撲

儲能系統(tǒng)電氣拓撲如下：

 

 

 

 

圖 4-2 儲能系統(tǒng)電氣拓撲

 

4.3 江西省電價

江西省大工業(yè)電價如下所示：

表 4-3 江西省大工業(yè)用戶電價表

 

 

 

4.4  系統(tǒng)運行策略

1、運行策略

1) 結合江蘇省電價峰谷時段劃分制定充放電策略；

2) 充分利用峰谷及峰平電價差獲取經(jīng)濟效益（夏季 7、8 月增加尖峰時段放電）； 儲能系統(tǒng)充放電功率不得超過儲能 PCS 功率；

3) 儲能系統(tǒng)放電功率不得超過線路用電負荷； 不能因儲能系統(tǒng)充電導致變壓器過載；

4) 儲能系統(tǒng)充放電功率應盡量保持平穩(wěn)。

2、充放電策略

為充分利用高峰-低谷電價差，同時兼顧電池循環(huán)壽命，儲能系統(tǒng)每天完成兩個完整充放電循環(huán)，一次峰平循環(huán)，一次峰谷循環(huán)。

 

 

 

圖 4-4 儲能系統(tǒng)常規(guī)充放電策略

 

4.5 儲能系統(tǒng)布置

500kW/2MWh 儲能系統(tǒng)通過 40 尺集裝箱集成，集裝箱內集成電池系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、儲能逆變器、自動消防系統(tǒng)、自動溫控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等，保證儲能系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

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