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拓展“供电+能效服务” 促进大型商业楼宇低碳用能

作者:钱嫣然 陈昊南 来源:国家电网报 发布时间:2021-08-26 浏览:
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“供电公司牵线搭桥,用能系统改造没花一分钱,7月份中央空调系统电费就省了5万元。”拿到7月的账单,万象城购物中心物业经理王学东对上门服务的上海市南供电公司营销部新业务发展专职唐啸说,“感谢供电公司让我们尝到了‘供电+能效服务’的甜头。”

今年7月,由国网上海市电力公司推进的万象城商业楼宇用能优化示范项目投运。万象城购物中心的整体能效预计提升12%以上,每年可节电51.4万千瓦时,相当于减少标准煤消耗205.6吨,减排二氧化碳约514吨,并可形成最大1000千瓦的柔性负荷削峰能力和4000千瓦的填谷能力。对电网,对客户,对社会而言,“供电+能效服务”都将带来显著效益。

一拍即合,双方互利共赢

上海万象城位于闵行区吴中路,是华润集团在上海虹桥枢纽附近打造的一个大型城市综合体,涵盖商场,酒店,会展,写字楼等多种功能,总建筑面积约53万平方米。其中,万象城购物中心是整个综合体中的一栋核心建筑。

2017年9月万象城购物中心投运后,王学东很快就发现了用能成本偏高的问题。购物中心年用电量的17%由自身配套建设的天然气分布式三联供能源站提供,其余电量均由大电网提供。目前购物中心最高用电负荷1.1万千瓦左右。其中,空调系统又是绝对的“用电大户”,负荷占比最高约为36%,年用电量占购物中心年总用电量的11%。

“我们一直想把空调用电量降下来,但始终没能做到。”王学东说。

万象城购物中心用能模式是我国商业建筑能耗情况的缩影。《中国建筑能耗研究报告(2020)》数据显示,2018年,我国建筑运行阶段碳排放总量约为21亿吨二氧化碳,约占全国总量的五分之一。探索商业建筑领域的节能减碳路径迫在眉睫。在拥有超过3000幢大型商业建筑的上海,推动建筑领域碳减排对实现“双碳”目标具有重要意义。而从商业建筑运行能耗情况来看,空调能耗占比较大。

2019年8月,国家电网公司启动商业楼宇可持续性管理示范项目试点。这一专项工作将商业建筑空调系统节能降耗作为“供电+能效服务”的重点来抓。2019年9月开始,国网上海电力落实国家电网公司商业建筑空调系统节能降耗工作要求,与上海各大商场接触,万象城购物中心就是其中之一。2020年年初,唐啸带着项目合作意向材料找到了王学东。

万象城购物中心方面有节能意愿,却存在用能管理和节能技术方面的短板,而国网上海电力推广“供电+能效服务”刚好能以“能源管家”的身份介入。这次见面双方一拍即合,决定在万象城购物中心建设商业楼宇需求响应示范项目。

在后续的客户用能现状分析中,市南供电公司发现,万象城购物中心在管理原有用能系统的过程中仅依靠人工且“只监不控”。由于缺少精细化的管理手段,加上各子系统孤岛运行,万象城的用能管理缺乏有效整合和关联分析,无法与电网形成友好互动,也使得购物中心空调系统的能耗居高不下。改造方案确定后,万象城商业楼宇用能优化示范项目于今年5月正式启动。

一试就灵,能效显著提升

在万象城购物中心地下1层的空调机房一角,一个密布芯片与数据线,红色信号灯闪烁的透明机柜引人注目。“这是客户侧智慧互动终端,相当于整个中央空调系统的‘大脑’。”杭州赫智电子科技有限公司上海片区项目经理黎叶晓介绍。

根据万象城购物中心的实际需求,市南供电公司引入了项目实施过程中的第三方杭州赫智公司,由该公司提供项目所需的全套设备,并负责设备安装施工以及后续日常运维。

客户侧智慧互动终端可实时采集中央空调主机,冷水机组等制冷设备运行设备信息,并植入模型参数优化算法,分析系统及设备运行状态,根据商场内负荷情况实时调节指令,优化设备运行方案,提升中央空调系统整体能效。改造后的能源管理系统还可从云端更新升级功能模块,提升系统的运维效率。

对比2019年同期数据(受疫情影响,2020年同期商场用电负荷偏小,故不作对比),今年7月,万象城购物中心空调系统整体能耗下降了14.77%,其中冷却水泵,冷却塔的能耗下降了30%。

根据约定,实施万象城商业楼宇用能优化示范项目所需的成本由国家电网公司承担。“从前期测算来看,项目每年可为我们节电51万千瓦时,少交40万元左右电费。根据合约,我们将这笔节省下来的电费中的6成作为能源管理费交给市南供电公司。” 王学东说,“换句话说,在这个项目的实施过程中,我们不仅不用花一分钱,而且每年仅节约电费一项,就有16万元的收益。”

作为“供电+能效服务”的推动方,市南供电公司不仅牵线搭桥引入第三方提供服务,而且还作为“能源管家”推进项目建设。万象城购物中心在建设时没有考虑到后期加装设备的情况,中央空调系统主机柜仅有一个接口并已被占用。市南供电公司与客户方,项目施工方共同商讨,并迅速拿出了专业的解决方案:加装一套控制设备,修改原有布线方式,组成数据采集,设备控制为一体的本地局域网,在不影响原有数据传输的情况下将原本孤立的末端设备互联并实现有效控制。

“我们提问题,提需求,提目标,你们拿方案,解难题,交成果。能源方面的事情交给你们来做,我们省心又放心。”王学东对唐啸说。

一套体系,示范效应凸显

万象城购物中心是全国首例建有三联供能源站的商场。由于客户通过天然气分布式三联供系统提供自身所需的部分负荷,可以与改造后的中央空调用能管理系统形成更为有效的配合,这使得万象城购物中心具备了参与上海电网用电负荷需求响应的条件。

“我们为客户搭建了多资源系统负荷最优调节模型,在满足客户空调系统舒适度和三联供能源站机组经济性的前提下,对两套系统的发用电负荷进行分配调节。”唐啸说,万象城商业楼宇用能优化示范项目投运后,购物中心的中央空调系统和三联供系统均被统一纳入上海电网虚拟电厂体系中,可实现自动需求响应,参与上海电网的削峰填谷。

在这一过程中,客户可获得需求响应补贴激励。按照购物中心最大削峰负荷1000千瓦,最大填谷负荷4000千瓦的响应能力,并以参与时长2小时计算,单次削峰收益约1.8万元,单次填谷收益约2.8万元。

“万象城商业楼宇用能优化示范项目构建了一种‘技术型’与‘商业型’结合的商业楼宇用能优化运营服务模式,不仅研究了一套电力需求侧负荷设备聚合,调节,能效管理以及内部调度的典型策略,还构建了一套成熟的不同场景下的系统投资组合,价值评价,利益分配体系。”国网上海电力营销部智能用电处负责人吴丹说,“以此为样板,有利于我们今后更好地构建各方参与,互利共赢的‘供电+能效服务’生态圈。”

关键字:工商业楼宇

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