现代智能办公大楼综合能源服务业务研究

2020-09-10郭健翔

环球市场 2020年2期

郭健翔

摘要：“互聯网一智慧能源”是通过构建综合能源服务混合技术体系，形成园区（区域）综合能源服务的优化运行、有交易协同等问题的构架性建设解决方案，构建具有共享开放、在线互动等互联网特征的服务平台，挖掘用户潜在能源服务需求。

关键词：智能大楼;综合能源;设计;建设方案

一、智能大楼综合能源服务组网建设原则

按照“充分利用太阳能、市电互补、储能系统削峰填谷、配电容量充分利用、全面推广充电桩建设、安全可靠、典型示范”的原则，建设屋面光伏发电及储能电站，谷时充电、峰时放电，从而实现光伏与储能系统间的互补。此外，建设一套能效监测管理及展示平台，对光伏、储能、充电桩、配电系统、分项用电进行实时监测和展示，形成能源生产消费的智能化体系，满足用户多元用能需求。

二、各子系统建设方案

（一）光伏发电系统

光伏组件。光伏组件是光伏发电系统的核心部件，其各项参数指标的优劣直接影响着整个光伏发电系统的发电性能。屋顶光伏部分，设计在屋面混凝土立架之上搭设钢结构，采用固定式安装建设光伏组件，选用规格为310Wp的单晶硅光伏组件建设一套光伏发电系统。

发电量计算。福建省惠安县位于东经118.78°，北纬25.04°，最近22年各月份日平均辐照如表1：

年平均辐照小时数1364.45小时。

系统效率估算。影响光伏电站发电量的关键因素主要是系统效率，影响系统效率的主要因素有：灰尘及雨雪遮挡引起的效率降低、温度引起的效率降低、逆变器的功率损耗、变压器的功率损耗、光伏组件串并联不匹配产生的效率降低、交直流部分线缆功率损耗、其它杂项损失。考虑气候变化等不可预见自然现象，设计系统效率修正为80.6%，并以此数据进一步估算光伏电站的年发电量。年可利用小时数为：

日照峰值小时数X综合效率

按照本项目场址日照峰值小时数与光伏发电系统效率相乘，得到光伏发电系统的第一年可利用小时数为：1364.45×80.6=1099.74小时，拟采用的太阳能电池组件的光电装换效率衰减速率为10年衰减不超过10%、25年衰减不超过20%。

（二）储能系统

储能电池选择。从放电深度、工作温度范围和循环寿命等方面对三种储能电池进行选择。液流电池虽然循环寿命高，但是能量转换效率太低，并且能量密度也较低，同时，增加了管道、泵等辅助部件，运行可靠性降低，工作温度范围较窄;磷酸铁锂电池的工作温度范围符合要求，循环寿命较高，能量转换效率及能量密度都很高。根据综合比较和分析，选用磷酸铁锂电池效率最高。

储能系统。本系统采用磷酸铁锂电池作为存储介质，铝壳单体电池采用激光点焊技术组成电池箱，配合汇流系统、控制系统、PCs等组成储能系统以集装箱的方式组建。储能集装箱箱体内部主要设备包括：PCS系统、电池柜、开关柜、电缆盘，以及运行控制箱、箱内照明系统、灭火器等。在相应位置布置了消防（烟雾）探头、应急照明灯、温湿度传感器、配备接地桩和配套专用地线，同时在集装箱内还配备工具箱、维护梯等日常所需辅件。

（三）充电桩建设

智能大楼配备一体式直流充电机内置6个20KW充电模块，可同时为2辆电动汽车提供充电服务，设计在机动车停车位安装120kW双枪直流充电桩，满足新能源汽车的充电需求。

（四）空调群控系统

通过安装变冷媒多联式风冷空调（VRV）群控系统，每个房间内的室内机组通过自身的C-BUS总线连接至楼顶的室外机，室外机通过RS485总线最终通过局域网连接至服务器。服务器端通过R总线远程启停室内机、远程锁定设定温度的上、下限，使每个房间的室内温度保持在节能范围内。

节能量估算。对于房间内的风机盘管控制器，根据供冷所需基本耗冷量计算公式：

Q=K×F×（tw-tn）×a

室内温度要求分别在A和B的需热量分别为：

Q=K×F×（tw-B）×α（Q为室内温度为B时的需冷量）

Q=K×F×（tw-A）×α（Q为室内温度为A时的需冷量）

改造前后节能量：δ=（Q-Q）/Q=（tn1-tn2）/（tn1-tw）

根据2345天气预报网站得知，近两年惠安夏季室外平均温度为33℃，则节能率δ=（B-A）/（33-A）。

空调群控技术。中央空调智能控制系统可根据天气、季节、时段等从其历史数据库中检索相近模式下的历史数据，结合天气预报数据，预测出24小时内的逐时负荷。除了实时控制外，群控系统还可以记录机组运行数据，通用数字控制器内部固化了控制程序，系统还可以记录机组运行数据，生成报表，供记录和维修使用。