分布式能源用戶需求分析

分布式能源用戶需求分析對于用戶需求的正確分析是項目能否確立合理容量，能否有效節(jié)約資金，能否有經(jīng)濟(jì)效益，能否滿足用戶的實際需要，能否安全正常運行的一個關(guān)鍵問題。1.1、與建筑設(shè)計能源規(guī)范之間的矛盾：我國現(xiàn)行的建筑設(shè)計的能源規(guī)范往往不加區(qū)別地留有極大的安全系數(shù)和預(yù)留空間，這存在著一個矯枉過正的歷史過程。50-60年代建筑能源只有照明，最多有個收音機(jī)，每平方米建筑面積要幾瓦電就可以。只有少部分建筑才有暖氣；70-80年代家庭逐漸增加了電視機(jī)、電冰箱和洗衣機(jī)等電器，用電負(fù)荷有所增加。同時集中采暖得到了普及，但建筑節(jié)能問題還沒有得到普遍的認(rèn)同；90年代，家庭開始安裝空調(diào)、電暖氣、微波爐、電熱水器、吸塵器和電腦等用電負(fù)荷比較大的電器，每個家庭的用電容量直線上升，而且樓宇越建遠(yuǎn)高，電梯、水泵等用電比較大的設(shè)備在建筑中大量使用，原有的能源設(shè)計規(guī)范已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，所以大大增加了建筑的用能指標(biāo)；90年代末到21世紀(jì)初，人們的節(jié)能環(huán)境意識在加強(qiáng)，節(jié)能建筑材料、雙層窗、節(jié)能燈、變頻空調(diào)、變頻水泵、變頻電梯和筆記本電腦等節(jié)能產(chǎn)品得以大量應(yīng)用。同時，中央空調(diào)也在普及之中，使建筑對能源的需求發(fā)生了很大結(jié)構(gòu)性變化。中國改革開發(fā)25年，走過了西方100多年的路程，這樣的變化不足為奇，所以中國需要“與時俱進(jìn)”的態(tài)度來面對社會和技術(shù)的不斷進(jìn)步和變化，以應(yīng)對我們所遇到的各種問題和挑戰(zhàn)。1.2、實際需求分析：實際需求分析要首先搞清建筑的性質(zhì)和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，主要是不同的建筑有不同的用途，不同的用途決定了不同的用能形式和必須的配置容量，以及不同的能量需求曲線。決不能盲從于建筑設(shè)計師的要求，對他們來說“寧多勿少，多多宜善，越多越好”?！岸嗔藳]責(zé)任，少了擔(dān)責(zé)任，反正是化業(yè)主的錢”?？墒菍τ诜植寄茉错椖康脑O(shè)計師，將面臨極大的職業(yè)風(fēng)險。上海成套所在黃浦中心醫(yī)院項目中，因為受制于建筑設(shè)計部門，結(jié)果機(jī)組容量大了，為此承受了巨大的壓力。1.2.1、電:以商場照明為例，按照傳統(tǒng)照明每平方米需要100-120瓦，如果采用節(jié)能燈每平方米只需要22瓦，用電容量減少82%。以前，節(jié)能燈價格貴，所以用它節(jié)電不省錢，現(xiàn)在價格大幅度降低，壽命又長，應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，已經(jīng)成為一個不得不考慮的因素。再舉一個電機(jī)的例子，在電梯、水泵、中央空調(diào)等機(jī)電設(shè)備中大量使用了變頻電機(jī)，未采用該技術(shù)的電機(jī)啟動電流是運行容量的7-9倍，而采用該技術(shù)，最低可以達(dá)到1.5倍。所以是不是采用節(jié)能技術(shù)，對于建筑的節(jié)能性影響巨大。目前，正在發(fā)展之中的智能化樓宇，電力智能管理是一項主要的功能，采用該技術(shù)，可以智能控制和調(diào)整負(fù)荷分配，達(dá)到更進(jìn)一步的節(jié)能優(yōu)化。很多建筑的電力負(fù)荷容量是預(yù)留給電空調(diào)的，一間15平方米房間，需要一個1匹的空調(diào)約需電負(fù)荷650w，每建筑平方米單位容量約35w。如果使用吸收式中央空調(diào)，水泵和風(fēng)機(jī)盤管只需要6-15w/m2，可以節(jié)約60%以上的容量。1.2.2、熱:采暖容量有沒有節(jié)能措施影響也是甚大，達(dá)到第2階段節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的住宅每平方米建筑面積只需要25w/m2就可以在室外-9℃保證室內(nèi)16℃以上，而沒有采用節(jié)能措施的房子，70w也未必能保證。北京的一些新建地區(qū)1噸蒸汽可以供2.5萬平方米，約30w/m2，而老區(qū)1噸蒸汽還供不了1萬平方米，相當(dāng)77w/m2。所以在配置系統(tǒng)時，建筑的熱力節(jié)能設(shè)計指標(biāo)是一個重要因素。1.2.3、冷:建筑性質(zhì)和節(jié)能指標(biāo)造成對于冷需求的差異也非常大，商場制冷設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)高達(dá)210-240w/m2，辦公室高達(dá)80-100w/m2，影劇院可能達(dá)到300w/m2。若采用節(jié)能設(shè)計，商場為175-190w/m2，辦公室40-60w/m2，影劇院約200w/m2多一點。如果進(jìn)一步將除濕和制冷分開解決，實際需求指標(biāo)將會更低。一些項目的制冷系統(tǒng)往往幾倍裝機(jī)于需求，比如某部委辦公大樓安裝了3臺制冷機(jī)，結(jié)果至今最熱也只開過一臺，因為設(shè)計者都在極端條件下，再加安全系數(shù)，再考慮設(shè)備備用等因素，這樣設(shè)計必然造成巨大浪費，如果按照這個指標(biāo)設(shè)計分布能源，恐怕一天也開不起來。1.3、同步系數(shù)：也稱同時系數(shù)，任何項目上，在任何時間，將所有的電、熱或冷都開到最大負(fù)荷幾乎是不可能的，所有的項目都存在一個同步系數(shù)有多大。它存在兩個層次的問題：（1）電力、熱力、制冷之間的同步問題；（2）用戶同時使用同一能源的同步問題。北京某設(shè)計院為北京某委辦培訓(xùn)中心提供了一個解決方案，因為沒有考慮培訓(xùn)中心內(nèi)有教室、宿舍和康體中心三種不同功能的區(qū)域，學(xué)員不可能同時使用這一關(guān)鍵因素，只是簡單將面積乘余建筑設(shè)計部門提供的單位容量指標(biāo)，再將各種不同功能區(qū)疊加，導(dǎo)致容量需求巨大，再配置熱電冷系統(tǒng)，投資高達(dá)工程項目的20%，最后熱電冷項目因業(yè)主無力承受而流產(chǎn)。問題的關(guān)鍵除了單位熱電冷容量沒有考慮可能的節(jié)能因素，最主要一點就是沒有考慮節(jié)能因素。原方案負(fù)荷與需求項目狀態(tài)面積單位電負(fù)荷電需求量單位冷負(fù)荷冷需求量單位熱負(fù)荷熱需求量單位m2w/m2kWw/m2kWw/m2kW學(xué)員宿舍樓以建成307840123.1250153.9教學(xué)樓以建成464940185.9660278.94新建學(xué)員宿舍樓即將開工807040322.8120968.480645.6擬建康體中心計劃中8800807041201056100880地下設(shè)備區(qū)即將開工10001515地下停車庫即將開工19301019.3預(yù)留地遠(yuǎn)期擴(kuò)建50005025012060080400合計32527162026242358負(fù)荷優(yōu)化后的評估項目狀態(tài)面積單位電負(fù)荷電需求量單位冷負(fù)荷冷需求量單位熱負(fù)荷熱需求量單位m2w/m2kWw/m2kWw/m2kW學(xué)員宿舍樓以建成30784012350154教學(xué)樓以建成46494018660279新建學(xué)員宿舍即將開工8070252026552550404擬建康體中心計劃中8800302648070450440地下設(shè)備區(qū)即將開工10001010地下停車庫即將開工1930510預(yù)留地遠(yuǎn)期擴(kuò)建5000301506030040200合計3252794415291476同步系數(shù)分析后容量評估負(fù)荷電冷熱原設(shè)計負(fù)荷量162026242358預(yù)計負(fù)荷量79412291276同步系數(shù)55%75%80%系統(tǒng)應(yīng)用負(fù)荷基本量4379211021任何建筑的電力、熱力和制冷，都不可能同時達(dá)到最大需求，因此還存在一個系統(tǒng)“同步系數(shù)”問題。例如制冷，夏季下午是日照最強(qiáng)的時間，制冷需求最高，但購物中心中的人流不是最大峰值，如果能夠自然采光，電力需求比較低；而人流最大峰值出現(xiàn)在下班以后的7點鐘左右，這時日照因素基本沒有了，制冷已經(jīng)不是峰值，但電力進(jìn)入峰值時段，除濕系統(tǒng)也已經(jīng)達(dá)到最大值。另外，對于采暖，人流大對于熱的需求低，人流小反而對于熱的需求大。這些因素需要系統(tǒng)有比較大的調(diào)節(jié)靈活性，才能使系統(tǒng)有效滿足需求的變化。 一個建筑中會有多個不同的使用者，由于他們的工作業(yè)務(wù)不同，每個用戶對于電力、熱力或制冷的使用方式也有所不同，需求的高峰也不會同步，這其中存在相當(dāng)大的互補(bǔ)性。實際上，所有的建筑中總有相當(dāng)一部分面積處于改造、裝修、維護(hù)和停止使用之中。所以，利用率同步系數(shù)也是必須考慮的一個問題。1.4、熱電冷匹配關(guān)系問題：在城市內(nèi)的熱電冷系統(tǒng)，最好與電網(wǎng)連接，不足電力從電網(wǎng)購買，以解決平衡和最大負(fù)荷問題。建議辦公樓、商場等間歇用電，同時在用電時同步用冷用熱的項目，自己發(fā)峰電，從電網(wǎng)買基荷。酒店、醫(yī)院這些用電用冷熱比較持續(xù)的，自己發(fā)基荷，從電網(wǎng)買峰荷電力。在上一個前提下選擇機(jī)組容量，需要考慮機(jī)組的余熱量應(yīng)滿足建筑的基本采暖