碳安能源科技打造低碳工厂综合能源服务项目

一、背景需求

在“中国制造2025”的战略背景下，中国制造企业智能化发展步伐加快，智能制造和绿色制造、大规模个性化定制也已成为当今全球制造业的发展趋势。

双杰合肥基地项目规划7栋厂房及1栋仓储用房，1栋综合办公楼及生活服务中心，总建筑面积约26万m2。厂区正式投运后，计划员工人数达2000人，2022年实现年产值30亿元。园区变压器容量15MVA,年度用电量预计达1500万kWh。为响应国家“碳达峰、碳中和”战略目标，构建清洁低碳安全高效的能源体系，碳安能源科技以打造双杰合肥基地“零碳工厂”为出发点，通过厂区建设光伏系统、储能系统提供绿色、环保能源，并通过建设交直流充电站，利用综合能源管理系统、电力运维系统、空调群控系统、路灯智能控制系统、空压机余热利用系统等实现能源优化利用、节能减排，减少CO2、SO2等有害气体排放。大力推进智能制造、绿色工厂的建设，让工业生产更清洁，推动新能源与信息技术迭代互联，实现物质经济循环与能源的综合利用。

二、案例简介

1.建设内容

能源供给及综合利用是双杰合肥基地整个园区规划的重要组成部分，通过增加光伏、储能应用，并对各类用能设备实现远程化、智能化管理。在园区配套建设分布式光伏系统、光储充系统、电力运维系统、暖通空调系统、智慧照明系统、空压机余热回收系统，以双杰合肥基地用能需求为核心，深化能源系统和互联网融合应用，实现最大限度开发利用可再生能源、最大幅度提高能源综合利用效率、为企业提供便捷可靠优质的综合能源服务，打造以电能为中心，能源互联、智慧互动的智慧能源示范中心。

(1)分布式光伏发电系统。设备制造企业屋顶资源丰富、屋面承重能力强，电力接入设施完备，耗能高，耗电量大，是分布式光伏电站的最佳载体。厂区车间屋顶共约15万m2，园区内规划建设光伏系统总装机容量15MWp,储能系统规划装机总容量1250kW/2500kWh。现阶段一期共建设屋顶分布式光伏发电系统5.9MWp,系统采用单晶硅组件和组串式并网逆变器。并将5号厂房屋顶打造为一个光伏的实验基地，从组件的工艺材质、安装方式、逆变器品牌三个维度来对比分析影响光伏发电量的因素，为公司日后投资其他光伏项目提供重要的基础数据支撑。

同时局部使用华为优化器辅助治理，通过实测数据印证优化器的使用效果。对比增加优化器的成本与发电量增加的收益，考察优化器的经济性。

(2)光储充系统。双杰合肥基地充电站车棚光伏系统240kWp,储能系统250kW/500kWh,充电桩共建设24个直流充电车位、44个交流充电车位。其中交直流充电桩集充电控制、人机交互控制、通信、计量计费于一体，具有安装调试方便、运行维护简单等特点。

20个直流充电车位主要对外运营，作为长丰县下塘镇社会化充电站站点之一，主要满足周边小区以及合水路主路过往电动车充电。其他车位供给公司内部员工自用。

(3)电力运维系统。以电力系统四级监控为基础，以智能在线监测及运行数据分析为基础，辅助促进智能电力运维服务。在线智能监测系统方案具有成熟化、模块化、监控软件和核心联网采集产品自主研发的特点，易于实施和扩展，易于根据客户的需求定制化调整，并具有很强的性价比特点。实现电力系统设备的全生命周期管理。

监视界面显示整个电力监控系统的网络图，动态刷新各电气设备的实时运行参数和运行状态，并且支持现场设备的远程控制功能。监控系统的画面根据现场实际状况进行组态。

(4)暖通空调系统。双杰合肥基地共有7个厂房和综合办公楼，其中暖通设备繁多，既有多联机系统，又有水系统。其中水系统包括了多套风冷涡旋机组，末端既有新风机、组合式空调，还有射流机组及风机盘管，是一个多元化的暖通空调系统。

对整体中央空调系统的能耗参数采集监测，并利用平台软件进行数据汇总和趋势分析，作为运营团队针对不同阶段操作改进策略的有力依据，避免国内普遍存在的“只监不控”“只控不改”的低效运营策略，使得系统处于可持续性运行的优化状态，把自控系统的节能优势不断展现出来，为业主创造节能经济效益。

(5)智慧照明系统。园区内环道路建设72套AS类（市电）路灯、在园区外环道路建设36套AT类（太阳能）普通路灯、在园区道路交叉口及车间大门口建设B类智慧路灯、在园区大门口和办公楼广场建设14套C类智慧路灯，根据智慧路灯的种类依托一体化智能硬件及智能控制平台，集成智慧照明、光伏组件、视频监控、LED屏、WIFI、环境感知、5G基站等多种智能化终端设备。

(6)空压机余热回收系统。双杰合肥基地共有2台110kW空压机和2台75kW空压机，组成两组（工频+变频模式）空压机余热回收系统。空压机运行油温90℃，每天运行24h,压缩机工作时的热量回收使用，替代其他热源（如煤、天然气、柴油、锅炉等）以节省能源减少公司运营成本，解决目前供热水问题。

厂区利用空压机余热供应热水作为办公楼、食堂用热水补充，原制热水系统作为主系统。空压机余热（称为废热）能得到充分利用，保护环境，降低工厂能耗。被风扇或冷却水带走，排放于周围环境内中，产生温室效应，污染环境，加装空压机热能回收系统装置后，大部分热能得到充分利用，保护环境，降低工厂能耗。

(7)综合能源管理系统。利用企业资源计划、制造执行系统、能源管理系统、仓储管理系统、供应链管理系统、客户关系管理系统，实现数字化设计、数字化仿真、数字化制造、数字化装配、数字化检验、数字化仓储物流等，实现服务响应主动化、产品设计标准化、材料供应敏捷化、产品制造柔性化、经营决策智能化、企业园区互联化，兼具智能制造、智慧园区、绿色环保、数字化工厂的功能。

通过对能源数据的大数据分析和能耗深度分析，智慧能源管理系统能从根源上降低能源消耗，保障系统正常可靠运行，从而降低企业单位产品生产能耗、节省人工成本、提升能源供应安全品质保障，实现企业节能降耗、减员增效、安全生产的目标。

三、技术方案

1.分布式光伏

一期分布式光伏系统可接入变压器有7台，总容量6MVA。为了减少传输及变压损耗，本项目将以380V电压等级就近接入各自厂房变压器低压侧，使光伏所发电能就近消纳。根据国家电网公司要求，单个光伏并网点容量不能超出400W,本项目将以15回接入。每一回在箱变预留位置增设一台并网柜，并网柜内配置光伏专用断路器、隔离开关、双向计量电表、互感器、浪涌保护器等。

2.光储充系统

光储充系统中共有3个光伏车棚，社会化充电站为对外运营光伏组件总装机容量240kWp(533块×450W)，直流充电桩功率120kW×10(个)，锂电池储能500kWh,能量转换系统PCS容量为250kW×1(个)。厂区光储充系统利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，实现对光伏、储能配电系统中运行及事故情况下的监测、保护、控制、用电和配电管理的SCADA自动化系统。主要实现运行模式控制和并网控制与模式切换。

3.电力运维系统

在双杰合肥基地电网线路中各联络、重要负荷及可靠性要求高的分段点为馈线重要节点，各节点增加计量监控设备可以实现故障隔离、故障定位、及时处理、安全联动等功能，减少故障定位隔离时间、提高配网供电可靠性。帮助电力管理部门实现配电房的无人值守或者少人值守。实现对配电运营情况的实时监控、运营数据的分析和故障信息的报警提示，推动电力监控的自动化、集中化和智能化。

1)集中式DTU、通信管理机与交换机通信，通过光纤联网与智慧园区电力中控系统通信。

2)综合保护装置的三遥数据通过RS485汇总到集中式DTU。

3)环境变量数据汇总到通信管理机。

4)智慧园区电力中控系统监控所有能耗设备运行情况，根据二遥数据判断是否遥控联络开关分合。

4.空调群控系统

中央空调节能控制中心通过对系统负荷的准确预测，实现对中央空调设备、空调水泵、阀门一体化的同步控制，实现空调主机、冷冻水泵等主要能耗设备的智能、节能运行。

中央空调节能控制中心依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据，计算出建筑需用制冷量及最佳温度、温差、压差，并与检测到的实际参数做比较，根据其偏差值控制冷冻水泵的转速，改变其流量使空调水系统的供回水温度、温差、压差趋于最优值。

5.智慧照明系统

园区内道路和篮球场、堆场等区域共195盏户外路灯以及园区广场景观照明灯具75盏，其中所有路灯增加单灯控制器，景观照明灯通过智能控制模块统一控制。智慧照明系统集摄像头、广告屏、环境监测仪、WiFi等多种设备控制功能于一体，并可以采集每盏灯的运行数据，并根据天气状况，智能调节灯光的亮度和色温，每盏灯都可自主根据时间段调节灯光亮度，大幅降低能耗。

6.空压机余热回收系统

双杰合肥基地空压机共有2套，第1套配置1台工频+1台变频75kW,第二套配置1台工频+1台变频110kW。将空压机油路进行改造，使润滑油在气油分离器中分离后，将高温的润滑油经过管道引出，进入换热设备中，与水换热后，再由管道引出，并再增加一条回路做旁通，直接将高温油连接到换热设备的回油端。第1套热水作为办公楼及食堂用热水的补充，第2套作为8号厂房办公室及淋浴房供热水使用。

7.综合能源管理系统

综合能源管理系统结合生产计划、基本负荷预测数据及外部因素等，通过神经网络学习算法，生成能源需求计划，进而结合园区能源库存情况，统筹制定能源采购计划及能源生产计划，保证园区能源及时供应、能源成本最低。

四、商业模式

碳安能源科技为EPC总承包方，且包含后续整个项目的策划、建设及运行维护管理。电动汽车充电站正式运营后收取服务费或者接入合肥市电动汽车充电设施监管平台领取补贴。

五、项目收益

项目一期5.9MWp光伏电站可实现年度发电量676.02万kWh,初步估计可实现电费节省304万元。光储充系统实现节能量30万kWh,初步估计可节省电费13.5万元/年。空调群控系统可优化节能15%－30%，预计节约电能约90万kW/年，节约电费约65万元/年。智慧照明系统经过优化设计，可节约电能约6万kWh/年，节约电费约4万元/年。空压机余热利用可实现日回收热量397万kcal,相对于可节省天然气耗费73万元/年。

六、项目亮点和经验总结

(1)光储充系统能够通过光伏发电储存电能，光伏、储能和充电桩构成一个微网系统，根据需求与公共电网智能互动。不仅实现了清洁能源供电，还能缓解大功率、容性、感性负载大电流充电时对区域电网的冲击。光储充智慧车棚集成一体化设计，直流终端额定输出电流240A；顶棚的双玻光伏组件双面受光发电，相比较传统光伏组件发电效率提高15%。打造光伏+储能+充电桩系统，构成智能光储联合供电系统，解决了光伏发电系统供电的间歇性问题，提高了清洁能源的利用率，实现了削峰填谷应用。

(2)工业企业的生产数字化与能源数字化的融合，依托于电子信息技术、互联网技术、5G通信技术等现代化手段，对厂区内发电设备、输电设备、用电设备进行逐级管理，并结合生产运营过程中采购、存储、加工、转换、输送、消耗等全部环节进行分级别、分主次监管，围绕着供能、用能数据采集、监视、计量、计费、对标、统计、网损等方面的管理，实现“用能最优化、能耗可视化、管理智能化、运维实时化”。

免责声明：市场有风险，选择需谨慎！此文仅供参考，不作买卖依据。