在分析分布式能源系统的经济性时,需要考虑多个维度的因素,包括能源转换效率、能源成本、系统建设成本、运行维护成本、环境效益以及经济效益。本文件中提供了一项具体研究的案例分析,涉及到分布式能源系统的设计与经济性评估。
分布式能源系统是一种相较于传统集中式供电更灵活的能源供应模式。它将发电系统以小规模、小容量、模块化、分散式的方式布置在用户附近,能够独立地输出电、热、冷等能源。这种布置方式可以同时转换一次能源为多种形式的能源输出,例如电力、热水、蒸汽、冷水等,从而实现能源的梯级利用,提高能源总利用率至85%以上。分布式能源系统能效高、环保减排效果显著,并且由于其靠近用户侧,大大减少了输电损耗,建设周期短,能够提供更为可靠的电力供应。
在本案例中,设计了三种不同额定电功率的燃气发电机组装机方案,分别为526kW、390kW、330kW。通过综合分析项目的初投资、运行维护成本、电价与天然气价格等因素,最终确定了最佳装机方案,即330kW发电机组方案。该方案的项目初投资为288.5×10元,每年的综合净收益为88.6×10元,静态投资回报年限为3.25年。
在进行分布式能源系统设计时,考虑建筑的功能区域、采暖及空调面积、冷热负荷等参数是非常重要的。在本案例中,提供了某单位不同功能区域的建筑面积、采暖面积、空调面积及对应的冷热负荷数据。例如,办公楼区域的建筑面积为32845m²,采暖面积为32845m²,空调面积为30755m²,冷负荷为2460.4kW,热负荷为2134.9kW。该单位食堂功能区还存在热水需求,需热水量为4000L,用热量为372kW,同时需要蒸汽供应。
电价信息方面,根据本案例提供的数据,可以计算出工作日和非工作日的电力负荷波动情况,从而推断出峰电、平电、谷电各时段的电价。在本案例中,峰电时段(8小时)的价格为1.2905元/(kW·h),平电时段(9小时)价格为0.8770元/(kW·h),谷电时段(7小时)价格为0.4635元/(kW·h)。而天然气价格为3.15元/m³,燃气热值为9.50 kW·h/m³。这些数据对于评估分布式能源系统的经济效益至关重要。
在用电负荷分析部分,本案例通过某星期五和星期六的电力负荷波动曲线,展示了工作日和假日电力负荷的差异性,反映出建筑功能使用情况与电力负荷之间的关系。工作日白天电力负荷基本维持在300kW以上,而周末白天负荷较低,维持在250kW左右。这为分布式能源系统的运行策略提供了依据,如根据电价时段的不同,合理安排能源输出,尤其是在峰平时段尽量运行,在谷值时段停机,以节约用电成本。
通过综合考虑一次能源转换效率、系统建设与运行成本、环境效益和经济效益等多方面因素,分布式能源系统的设计与经济性分析需要细致的规划与计算。本案例为我们提供了一个具体的设计与评估过程,为今后类似项目的规划与实施提供了参考。