智慧能源综合利用大数据能源综合分析示范项目实施计划方案.doc

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1、 . . . 智慧能源综合利用大数据能源综合分析供热示项目实施方案- 51 - / 52一、 工程概况1 工程背景1.1 工程名称某市互联网+智慧能源示项目。1.2 地理位置某位于东经某,北纬某,地处某,处于某某属于暖温带大陆性季风气候,四季分明,夏季高温多雨,冬季寒冷干燥。光、热资源丰富,非常有利于发展工农业生产。工程所在地某镇中心位置在北纬某,东经 某。全镇总面积185平方公里,其中耕地7.5万亩,山坡面积13.77万亩,辖46个行政村,204个自然村,总人口8.8万人。某镇南部是山区,北部是丘陵,中部是某盆地,地表水和地下水资源丰富,属暖温带湿润性气候,年平均气温12.5,年平均降水量为

2、697毫米,无霜期210天左右,是个山清水秀、气候宜人、交通方便、林茂粮丰的好地方。某曾获得某称号,在20XX前期,通过修通商业街、扩大新农村建设等措施,发展迅速,根据早期的规划,某镇已完成环城路的建设,并接入省道,不过由于多种原因,某镇还有老集街、土地庙南北街两条路尚未直通,延缓了城镇发展速度。截至20XX,省百强乡镇没有某镇。2015年,省人民政府办公厅关于印发省重点镇建设示工程实施方案的通知,某镇列入省第一批重点示镇。本工程示区域位于某市某镇,规划围为某镇及某村周边,西至某,东至某,南至某。规划总用地面积约20平方公里。图 1-2某市互联网+智慧能源示项目规划区域平面图1.3 工程背景我

3、国作为世界最大能源生产国和消费国,传统能源生产和消费模式已难以适应当前形势。在经济增速换挡、资源环境约束趋紧的新常态下,推动能源革命势在必行、刻不容缓。现阶段,由单一清洁能源对传统能源的替代已经不能完全满足实际需求,而应由太阳能光热、光伏、水、地源热泵、空气源热泵、燃气锅炉、生物质、风电等多种低碳能源,以多能互补的理念进行系统集成,通过智慧能源控制平台进行统一的管理,因地制宜地选择最适合项目的解决方案,与常规的集中式能源供应模式形成有效互补。这种多能互补推动传统能源转型,智慧解决方案让能源更清洁的理念,将是今后一个时期降低我国的能源消耗与碳排放、解决新型城镇化发展中能源需求问题最有效的方式之一

4、根据国务院关于贯彻落实稳增长政策措施有关要求,为加快推进互联网+智慧能源示项目建设,提高能源系统效率,增加有效供给,满足合理需求,带动有效投资,促进经济稳定增长,2016年7月8日国家发展改革委、国家能源局关于推进多能互补集成优化示工程建设的实施意见发改能源20161430号,一是面向终端用户电、热、冷、气等多种用能需求,因地制宜、统筹开发、互补利用传统能源和新能源,优化布局建设一体化集成供能基础设施,通过天然气热电冷三联供、分布式可再生能源和能源智能微网等方式,实现多能协同供应和能源综合梯级利用；二是利用大型综合能源基地风能、太阳能、水能、煤炭、天然气等资源组合优势,推进风光水火储多能互补

5、系统建设运行。建设互联网+智慧能源示项目是构建互联网+智慧能源系统的重要任务之一,有利于提高能源供需协调能力,推动能源清洁生产和就近消纳,减少弃风、弃光、弃水限电,促进可再生能源消纳,是提高能源系统综合效率的重要抓手,对于建设清洁低碳、安全高效现代能源体系具有重要的现实意义和深远的战略意义。2016年7月31日,国家能源局综合司关于申报多能互补集成优化示工程有关事项的通知国能综规划2016480号,国家能源局组织开展国家级互联网+智慧能源示项目审核认定工作,推动风、光、水、火、储等多能互补集成优化示工作。1.4 已开展工作目前,前期已开展了大量准备工作：1投资方已注册成立了某新能源,负责本示工

6、程的具体实施工作；2与某等合作方签订项目投资战略协议；依托某、某大学作为技术支撑单位；3已与当地政府签订土地租赁协议,取得光电、风电等工程建设用地土地使用权；4某镇规划部分地块环境影响评价报告已通过环保局评审、获得批复；5已取得当地发改委立项批复；6已取得获得某市电力公司电网接入许可；7示区20MW光伏电站占地围已确定；8示区20MW光伏电站项目已完成勘察设计和开工准备工作；9计划在示区典型场地安装测风装置,对该区风速、风向等风力资源相关参数开展监测,持续监测时间一年；10对当地电、热、气等能源生产、使用现状开展了调查摸底工作。2 工程单位2.1 投资建设单位：某新能源2.2 技术支撑单位：某

7、2.3 技术支撑单位：某大学3 工程类型风、光、地热、火多能互补系统。以太阳能光伏发电为主,微风发电、地热能发电为辅,燃气发电作为调峰与补充能源,同时,地热、燃气发电的余热可为周边区域提供供暖和生活热水热源,利用智能化能源分配控制系统,实现多种能源动态调节,实现供需基本平衡。4 工程描述4.1 工程主要组成部分、工程规模本互联网+智慧能源示项目主要由太阳能光伏发电、微风发电、地热能热电联产、燃气热电联产等部分组成,配套建设110kV升压变电站一座,集成智能化能源分配调度中心。该示工程总装机容量98.2MW,静态总投资7.05亿元,动态总投资7.3亿元。工程计划 2016年9月开工建设,2019

8、年9月全部建成投运,建设周期三年。其中,太阳能光伏发电装机容量20MW,微风发电装机容量5MW,地热能热电联产装机容量7.2MW,燃气热电联产装机容量66MW。其中地热能发电、燃气发电的余热每年可提供36.6GJ。图 1-3多能互补分项技术示意图4.2 分项技术方案120MW太阳能光伏发电20MW太阳能光伏发电系统,选用晶体硅光伏组件,在地面制作安装太阳能光伏支架,最佳倾角30安装太阳能组件方阵,光伏组件通过一定组合的串联和并联、汇流,以约1MW为单元就地逆变和升压10kV或35kV,10kV不超过6个单元,35kV不超过30个单元,分组分别接入110kV变电站10kV和35kV母线。25MW

9、微风发电风力发电场其装机总容量为5MW,采用微风发电专利技术制造的1MW微风发电力5台/套,占用面积约20亩,年发电量约0.098亿kWh。风力发电机组出口电压为0.69kV,采用一机一变的单元接线方式,每台风力发电机组配一台箱式变电站。将电压通过箱式变压器升至 35kV后,经35kV架空线路输送至110kV升压站35kV母线上。风电场风机单机容量为1MW,架空集电线路为1回,架空线路接5台风电机组。37.2MW地热热电联产在地热资源的开发利用中,根据不同需求对水温和水质的要求,做到梯级利用,品质匹配,实现地热资源的高效利用。规划换热站安装2400kW机组3台,以发电为主,发电的回水再根据不同

10、的温度区间进行逐级使用。70以上的水进入供暖系统一级交换站,供散热器用户,回水4050再进入二级交换站供地板辐射用户使用,二级回水根据实际供暖需求确定是否需要三级板换,最终通过回灌井回灌至同层储热层。根据品位对口、梯级利用的用能思想,实现地热发电、建筑供暖、高效农业和休闲旅游的梯级利用,大幅度提高地热能的转化与利用。地热能发电供热站规划建设3台2400kw的膨胀螺杆发电机组,装机总容量达到7200kW。图 1-4地热能梯级利用示意图本示工程规划区5km2围中深层地热深度3500m5000m干热岩总热量Q为5.021017J；规划20km2围中深层地热总热量Q为2.01018J。拟建设深层地热能

11、发电及供暖站一座,安装3台2400Kw/台发电机组,装机容量为7.2MW,余热供热容量25704kW,某镇位于我国寒冷地区,采暖负荷按45W/m2计算,可供约57万m2建筑面积供暖需求,每户人均建筑面积为20m2/人,可满足2.86万户供暖需求。466MW燃气热电联产天然气热电联产装机总容量为66MW,采用单台51MW燃气轮机一台,蒸汽轮机一台,余热锅炉一台、51MW燃气发电机一台,15MW汽机发电机一台。余热锅炉为双压、无补燃、卧式、自然循环含钢结构；蒸汽轮机单缸、双压、抽汽凝汽式,向下排汽。机组配 1台75MVA燃汽机主变,按单元制接线接入110KV配电装置。采用西气东输二线天然气气源,拟

12、在厂区建设一座天然气调压站,对通过天然气管道引入厂的天然气起控制、调压、计量等作用,以满足燃气轮机进气的要求。余热供热容量23100kW,某镇位于我国寒冷地区,采暖负荷按45W/m2计算,可供约51.3万m2建筑面积供暖需求,每户人均建筑面积为20m2/人,可满足2.57万户供暖需求。4.3 投资估算和效益情况本示工程静态总投资7.05亿元,动态总投资7.3亿元,其中20%为资本金,项目单位自有,80%为国银行贷款。工程部收益率税前10.7%,财务部收益率税后9.5%,静态投资回收期 10.8年。4.4 工程建设计划及进度安排表 1-1工程总体进度计划表序号工程及项目名称2016年2017年2

13、018年2019年四季度一季度二季度三季度四季度一季度二季度三季度四季度一季度二季度三季度120MW光伏发电25MW微风发电37.2MW地热能热电联产466MW燃气热电联产5110KV变电站含智能化能源分配调度中心二、 能源供需分析1 发展概况1.1 所在区域能源生产现状及各类能源生产能力某供电区主要电源来自某市电网,部分电力来自地方火电厂和小水电等其他电源。截止2015年底,某市共有统调电厂1座,某热电,装机总容量700MW；地方电厂2座,某林钢XX公司和凤宝钢铁自备电厂,装机总容量15MW；地方垃圾电厂1座,某华电分布式新能源垃圾发电厂,装机总容量0.5MW。目前,某市共有220KV公用变

14、电站3座,主变5台,总容量960MVA；共有17座110KV变电站,主变35台,总容量1287.5MVA。示工程所在地建有大唐某热电厂,装机容量为 235万kW。工程安装 235万kW超临界火电机组,总投资28亿元人民币。大唐某热电XX公司隶属于中国大唐集团公司,位于省某市水磨山村,位于某市区北部,距某市区约5km。某镇南部是山区,北部是丘陵,中部是某盆地,地表水和地下水资源丰富,属暖温带湿润性气候,年平均气温12.5,年平均降水量为697毫米,是个山清水秀、气候宜人、交通方便、林茂粮丰的好地方。其中万泉湖水库就位于某镇北部淇河、淅河交汇处,毗连、某、某四乡镇。目前,水库拥有某市某镇水电站一座

15、隶属于某市万泉湖水利发电,位于某镇河口村,主要经营发电,于1999年注册成立,单位注册资本40万元。目前,某镇未有建成地面光伏电站项目,2016年某市淇东新能源电力科技预计新建150MW光伏电站项目,项目计划总投资为9.98亿元,规划占地面积约4500亩,建成后年发电量估算1.61.8亿kWh。某风电场项目位于某镇白泉、占元两村,总装机容量15万千瓦,总投资约16亿元,分三期建设。其中,一期投资5亿元,装机容量5万千瓦,年上网电量9621万KWh,年可减少8万吨二氧化碳排放。建设容主要包括25台单机容量为2000kW的风电机组,110KV升压站、集电线路及交通道路等。1.2 各类能源资源赋存

16、条件和开发潜力1.2.1 太阳能1我国太阳能资源概况我国幅员广大,有着十分丰富的太阳能资源。据估算,我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为501018kJ,全国各地太阳年辐射总量达335837kJ/cm2a,中值为586kJ/cm2a。从全国太阳年辐射总量的分布来看,、南部、北部、西部、中部和西南部、东南部、东南部、岛东部和西部以及省的西南部等广区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大,那里平均海拔高度在4000m以上,大气层薄而清洁,透明度好,纬度低,日照时间长。全国以和两省的太阳年辐射总量最小,其中尤以盆地为最小,那里雨多、雾多,晴天较少。太阳能资源的分布具有明显的地域性。这种分布特点反

17、映了太阳能资源受气候和地理条件的制约。从全球角度来看,我国是太阳能资源相当丰富的国家,具有发展太阳能利用得天独厚的优越条件。我国太阳能资源分布的主要特点有: 1太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬 2235这一带,青藏高原是高值中心,盆地是低值中心；2太阳年辐射总量,西部地区高于东部地区,而且除和两个自治区外,基本上是南部低于北部；3由于南方多数地区云多雨多,在北纬 3040之间,太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反,太阳能不是随着纬度的升高而减少,而是随着纬度的升高而增加。太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。我国属太阳能资源丰富的国家之一,全国总面

18、积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。从全国来看,我国是太阳能资源相当丰富的国家,绝大多数地区年太阳辐射总量在5256MJ/m2以上,年日照时数在2000h以上。图 2-1某地区在我国太阳能资源区划所处的位置2区域太阳能资源省太阳能利用的潜力是很大的。平均而言,省太阳总辐射量为115kcal/cm2a,如果我们把投射到全省16.7万平方公里而积上的这些辐射能完全利用并按10%的效率折算的话,就等于一年可获得236221亿瓦小时的电力,这个数值为我省煤炭探明储量按上述效率折算的可能发电量的1.4倍,为目前全省年发电总量的1135倍。可见从长远观点来看,省太阳能资源是一种具有巨大潜力并有很大

19、经济价值的能源。太阳总辐射年总量在107124kcal/cm2a之间,从全国围来看,处于资源较丰和资源较贫这两个等级围。（3） 工程所在地气象地理条件某属于暖温带大陆性季风气候,四季分明,夏季高温多雨,冬季寒冷干燥。某年平均气温12.8,年降水量672.1mm,年日照时间2251.6小时,平均无霜期192天,最热月7月平均温度25.8,最冷月1月平均温度-2.5。最大冻土深度42cm,最大降雨量1081.0mm/日,最大积雪厚度180mm。全年主导风向及频率分别为南风6.6%,东风6.4%,静风40.8%；夏季主导风向及频率分别为南风6.6%,东风5.3%,静风39.6%。其常年气象特征见下表

20、表2-1区域气象特征统计表项目单位数值项目单位数值年平均温度12.8最大冻土深度cm42极端最高气温41.4最大积雪深度cm18极端最低气温-23.8年平均风速m/s1.7年平均气压hPa1000.3无霜期历年平均天192年平均相对湿度%77年平均降雨量mm672.1全年主导风向S风频6.6% 全年次主导风向E风频6.4%4太阳能资源条件项目所在地某市属于我国三等太阳能辐照度地区,参考临近气象站、侯马数据,采用插值法计算,某市水平面年总辐照量5697MJ/a,全区平均年总日照小时数为1582.6h,平均日照时数和年太阳辐照量属国中等水平。晴天日数比长江以南省区多,有效光热比我国青藏高原和西北

21、地区低但比川、黔等地高得多,日照时数也高于江南各地和西北地区。每年从夏至6月22日到冬至12月21日,再到翌年夏至随着太阳高度角和可照时数的逐渐变化,太阳总辐射量也产生高低、低高的周期性改变,和气温变化规律趋于一致。5综合评价项目所在地某市在我国太阳能资源区域划分中属太阳能可利用区,平均日照时数和年太阳辐照量属国中等水平。晴天日数比长江以南省区多,有效光热比我国青藏高原和西北地区低但比川、黔等地高得多。日照时数也高于江南各地和西北地区。每年从夏至6月22日到冬至12月21日,再到翌年夏至随着太阳高度角和可照时数的逐渐变化,太阳总辐射量也产生高低、低高的周期性改变,和气温变化规律趋于一致。在某地

22、区建设太阳能光伏发电站,太阳能资源条件具备可行性。在场地条件满足的情况下,建议优先采用最佳倾角安装方式布置太阳能光伏组件方阵。1.2.2 风能1我国风能资源情况根据全国900多个气象站将陆地上离地10m高度资料进行估算,全国平均风功率密度为100W/m2,风能资源总储量约32.26亿kW,可开发和利用的陆地上风能储量有2.53亿kW,近海可开发和利用的风能储量有7.5亿 kW,共计约10亿kW。如果陆上风电年上网电量按等效满负荷2000小时计,每年可提供 5000亿千瓦时电量,海上风电年上网电量按等效满负荷2500小时计,每年可提供1.8万亿千瓦时电量,合计2.3万亿千瓦时电量。中国风能资源丰

23、富,开发潜力巨大,必将成为未来能源结构中一个重要的组成部分。就区域分布来看,我国风能主要分布在以下几个地区：1） 东南沿海及其岛屿,为我国最大风能资源区这一地区,有效风能密度大于、等于 200W/m的等值线平行于海岸线,沿海岛屿的风能密度在300W/m2以上,有效风力出现时间百分率达8090%,大于、等于8m/s的风速全年出现时间约70008000h,大于、等于6m/s的风速也有4000h左右。2和北部,为我国次大风能资源区这一地区,终年在西风带控制之下,而且又是冷空气入侵首当其冲的地方,风能密度为 200300W/m2,有效风力出现时间百分率为70%左右,大于、等于3m/s的风速全年有500

24、0h以上,大于、等于6m/s的风速在2000h以上,从北向南逐渐减少,风能资源最大的虎勒盖地区,大于、等于3m/s和大于、等于6m/s的风速的累积时数,分别可达7659h和4095h。这一地区的风能密度,虽较东南沿海为小,但其分布围较广,是我国连成一片的最大风能资源区。3和东部以及辽东半岛沿海,风能也较大风能密度在 200W/m2以上,大于、等于3m/s和6m/s的风速全年累积时数分别为 50007000h和3000h。4青藏高原、三北地区的北部和沿海,为风能较大区这个地区,风能密度在 150200W/m2之间,大于、等于3m/s的风速全年累积为 40005000h,大于、等于 6m/s风速全

25、年累积为3000h以上。青藏高原大于、等于 3m/s的风速全年累积可达6500h,从三北北部到沿海,几乎连成一片,包围着我国大陆。大陆上的风能可利用区,也基本上同这一地区的界限相一致。5云贵川,、南部,、西部,、的山区,以及塔里木盆地,为我国最小风能区。有效风能密度在50W/m2以下,可利用的风力仅有20%左右,大于、等于3m/s的风速全年累积时数在2000h以下,大于、等于6m/s的风速在150h以下。大于、等于3m/s的风速全年累积仅300h,大于、等于6m/s的风速仅20h。所以,这一地区除高山顶和峡谷等特殊地形外,风能潜力很低,无利用价值。6在 4和 5地区以外的广区,为风能季节利用区

26、有的在冬、春季可以利用,有的在夏、秋季可以利用。这一地区,风能密度在50100W/m2之间,可利用风力为3040%,大于、等于3m/s的风速全年累积在 20004000h,大于、等于 6m/s的风速在 1000h左右。（2） 区域风能资源情况省风能资源分布图省风能资源丰富区主要分布在：豫北太行部某、和的山地和山前丘陵高地；豫西、境的崤山山脉和黄岸的山体；、一带山区与平原过渡地带的山体和丘陵高地；大别山区和桐柏山的局部山区；豫西伏牛山、熊耳山和外方山的局部山地；太行山南部局部山体。其中,省中部山区向平原过渡区的低山丘陵,是风能资源开发价值最好的区域。在我国中部地区属风电开发潜力较大的省份之一。风

27、能资源年变化规律一般是冬天、春季节较好,夏、秋较差,3-4月为最高值,8-9月为最低值。在70m高度,省平均风功率密度达到400W/m2以上的技术开发面积为274km2,技术开发量仅为89万kW;达到300W/m2以上的技术开发面积为1151km2,技术开发量仅为389万kW；达到250W/m2以上的技术开发面积为1375km2,技术开发量仅为561万kW；达到200W/m2以上的技术开发面积为1567km2,技术开发量仅为657万kW。技术可开发的风能资源多数分布在山区,少量分布在丘陵、高地,连片形成10万kW以上规模的风场少。3工程所在地风能资源情况本项目所在区域为某市南部某镇,为丘陵地带

28、属于暖温带和半干旱气候区,根据设立的标准气象站资料,其50m高度年平均风速和年平均风功率密度分别为6.26m/s和335.7W/m2。现场平均空气密度为 1.171kg/m3。依照风电场风能资源评估方法GB/T187102002中风功率密度等级评价标准,该风电场风功率密度等级为 3级。风电场址、风速完全可达到正常发电的风力标准。该场址风能资源丰富,无破坏性风速,主风向频率大,大多数情况下,风速处于可利用的区域,适合开发建设风电场。风电场场址70m高度50年一遇最大风速为 27.0m/s；50m70m高度平均湍流强度I为0.10,属中等湍流强度,I15为0.05,考虑到 MW级风机轮毂高度一般

29、均大于50m,按照 20XX8月颁布的IEC61400-1标准中规定,本风电场风电机组安全等级为C类。风电场代表年 70m高度 320m/s有效风时为 7066h,风能的众值分布在 916m/s风速之间,占全年风能分布的75.46。场址无破坏风速,大多数情况风速处于可利用区域。1.2.3 地热能我国的地热资源以中低温地热为主,某镇处于地热资源一般区,地热利用方式以直接热利用为主,目前主要用于供暖、生活热水、温室、水产养殖、洗浴等,由于这些利用方式所要求的热源温度相对较低,从热力学角度来看,地热直接热利用过程中的不可逆损失较大,在能源供需矛盾日益突出、提倡科学合理利用能源的今天,地热直接热利用方

30、式不符合分配得当、各得其所、温度对口、梯级利用的原则。干热岩是一种可再生的洁净能源,具有储量大、分布广,洁净环保、用途广泛、稳定性好、可循环利用等特点,与风能、太阳能等相比,不受季节、气候、昼夜变化等外界因素干扰等优点,可有效与风能、太阳能等可再生资源多能互补,加快调整能源结构、强化雾霾治理、积极改善气候变化挑战。图 2-3我国地热资源分布图通过在钻孔中以加压的方式将水注入到 3000米3500米深度的高温岩体通常为花岗岩中,这些水被加热呈沸腾状态并通过裂隙从附近的另外一处钻孔中喷出地面,喷出的热水被注入到一个热交换器中,将其他沸点较低的液体加热,将生成的气体驱动蒸汽涡轮机进行发电。冷却后的水

31、可以进一步提取热能后再次注入钻孔中循环利用。采用 2口井为一井组,一口回灌井注水,旁边生产井抽水。井之间间距500米采用双循环发电系统也称中间介质法即中低温的 125地热水流经热源换热器,将地热水具有的热能传给另一种低沸点的工作流体如异丁烷、异戊烷、氟利昂等,低沸点物质被加热后沸腾产生蒸汽,进入汽轮机做功,排汽在冷凝器中冷凝成液体,经工质循环泵回到蒸发器被加热,循环使用。地热水放热后温度降低至 90后经板式换热器换热为某镇供暖系统提供热源,地热水温度降至 30后被回灌到地下。双循环发电技术降低了地热发电的温度围,并相应增大了地热发电资源总量,地热发电不需要庞大的锅炉设备,不消耗燃料,技术较为成

32、熟,且经济上也具有很强的可行性。图 2-4回灌井、生产井网示意图热储层岩性为细砂、中细砂、砂砾石,自北向南埋深和厚度逐渐加大,粒径由粗变细；自上而下由松散到密实、微胶结、半胶结。地热水总体流向为 NWSE,地温梯度多在 2.53.1/100m,由于区深大断裂较发育,发现有明显的地热异常,根据区地下水的温度及含水层组特征将热区地下水划分为中温热水松散岩类孔隙含水层、低温温水松散岩类孔隙含水层、中温温水碳酸盐岩类裂隙岩溶水含水层及变质岩高温裂隙极弱含水层。某镇规划区附近下古生界顶面埋深 2200米左右,根据附近区域钻探资料分析,该地区下古生界碳酸盐岩厚度约 1000米左右,3500米处太古界混合花

33、岗片麻岩温度为 130左右。按热储法计算储存的热量：Q=Qr+QwQr=AdrcrQw=QLwcw 式中：Q-热储中储存的热量,单位为焦J；Qr-岩石中储存的热量,单位为焦J；QL-热储中储存的水量,单位为 mQw-水中储存的热量,单位为焦J；A-计算区面积,单位为平方米m2d-热储厚度,单位为米m；r-热储岩石密度,单位为千克每 mkg/m3cr-热储岩石比热,单位为焦每千克摄氏度J/; -储热岩石的空隙度,无量纲；tr-热储温度,单位为摄氏度；t0-当地平均气温,单位为摄氏度；w-水的密度单位,为千克每 mkg/m3；cw-水的比热,单位为焦每千克摄氏度J/。计算结果：上第三系计算单元：按

34、示区5km2计算,该地区地热总热量Q为1.441017J。如果考虑在示区周围大面积利用地热资源,按照 20km2计算,该地区地热总热量 Q为5.781017J。上古生界计算单元：按示区5km2计算,该地区地热总热量Q为3.581017J。如果考虑在规划区周围大面积利用地热资源,按照 20km2计算,该地区地热总热量Q为1.431017J。合计：示区 5km围中深层地热总热量Q为5.021017J,围中深层地热总热量Q为2.01017J。1.2.4 天燃气20XX,某借助国家西气东输主管道到输气管线建设之机,建成了某支线。这条管道北起*村,南至某,东到某,西至某岸,辐射面积达到2260平方公里,

35、已覆盖了15个乡镇,118个新农村用上了天然气,用气人口达到了63余万人。20XX,某市南部乡镇高压天然气干线管网开工建设,这条南部高压天然气输气管线是该市气化乡村工程的一部分,该工程北起某城区东外环高压中心站,南至某镇,途径城郊、某、某、某等乡镇。从某分输站出中压,向某镇、某镇输气,与某某管线连接,形成环状供气管网。该市南部乡镇高压天然气管线建成后,将福泽南部5个乡镇40余万人口,实现某市15个乡镇全部气化。在未来,该管线还将与西气东输管线连接,形成双气源供气,将更加有力地提高某市天然气的供应保障能力。2015年度某市最高燃气日用量为112万立方米,因此可有效保证本示项目用气。某市天燃气管道

36、线路图某镇天燃气管道线路1.3 存在问题目前,某市电力能源生产以燃煤火力发电为主,太阳能光伏、水电、风力发电、地热能发电等新能源应用比例较低,电力能源生产结构亟需调整。同时,燃煤严重污染环境,以煤为主的能源构成以及燃煤在旧的设备和炉灶中仍沿用落后的技术被直接燃烧使用,成为某市大气污染严重的主要根源。据历年的资料估算,燃煤排放的主要大气污染物,如粉尘、二氧化硫、氮氧化物、一硫化碳等,对大气污染影响巨大。因此,在当地电力能源生产端大力推广可再生能源、新能源的应用,提高占比,成为当地社会能源消费结构转型的重要举措。2 能源需求预测2.1 能源需求现状电量：20XX至2015年,某市用电量由原来的43

37、亿千瓦时上升到55亿千瓦时,随着国家级某经济技术开发区的挂牌成立、政府招商引资力度不断加大、产业集聚区和多个乡镇产业园发展态势良好,一大批规模以上企业落户某,再加上某汽配产业转型升级和城市发展框架进一步拉大,预测到2020年,全市用电量将达到80亿千瓦时左右。负荷：某供电区工业基础好,负荷电量增长速度较快,根据20XX至20XX某负荷电量数据显示,十五、十一五、十二五前四年某供电区供电量年均增长率分别为18.12%、23.81%、4.17%。十五、十一五、十二五前四年某供电区最大负荷年均增长率分别为16.77%、17.76%、5.79%。十二五由于受市场价格影响,高耗能行业减产,导致某市电量、

38、负荷在20XX、20XX均出现负增长。表 2-4 某供电区电量负荷历史数据单位：MW,108KWh20XX20XX20XX20XX20XX20XX递增率十五十一五十二五最大负荷129280634803692.679416.77%17.76%5.79%供电量7.0116.1246.957.7646.555.218.12%23.81%4.17%Tmax543457577397719367146956某地区天然燃供应主要由国家西气东输主管道到输气管线提供,在经过某支线工程和气化乡村工程高压天然气管线建成后,某地区北起某,南至某,东到某,西至某岸,天然气供应辐射面积达到2260平方公里,已覆盖了15个

39、乡镇,118个新农村用上了天然气,用气人口达到了63余万人。在未来形成双气源供气后,将更加有力地提高某市天然气的供应保障能力。2015年某市最高燃气日用量达到了112万立方米,因此可有效保证本示项目用气充足。2.2 未来能源需求预测根据某供电区十三五电网发展规划及2025年展望并结合省十三五电网规划,预计2016年某供电区最大负荷为781MW,2020年最大负荷1116MW,十三五期间年均增长率为7.4%。表2-5 某供电区负荷预测表单位：MW年度2015年2016年2017年2018年2019年2020年十三五年均增长率%最大负荷781839901968103911167.4%三、风光水火储

40、多能互补系统工程初步方案1 多能互补1.1 拟使用的能源种类以太阳能为主要能源,风能、地热能、天然气等洁净能源为辅助能源,示工程所采用能源均为非化石能源。1.2 正常年份一次能源需求规模及所占比例该示工程正常年份一次能源需求为天然气,需要4857万m,在正常年份一次能源构成中,非化石能源占65.62%。1.3 拟采用的技术和设备1单晶硅太阳能光伏组件和并网逆变器；2微风风力发电机组；3地热能热电联供能源站；4燃气热电联产；5智能化能源分配控制系统。2 集成优化利用示基地太阳能、风能、地热能和天然气等资源组合优势,建设互联网+智慧能源示项目,提高能源供需协调能力,推动能源清洁生产和就近消纳,减少

41、弃风、弃光、弃水限电,促进可再生能源消纳。本工程各能源并网关口配置电流互感器、电压互感器和测量表计等；相关主要用能单位关口亦配置电流互感器、电压互感器和测量表计等,通过智能化能源分配控制系统实时监测示工程供能单位和主要用能单位能量流的实时变化。光伏发电站配套安装光伏功率预测系统,风电场配套安装风电预测系统。根据分析和计算数据,对未来一定时段的系统出力作出预先报告,优先保证太阳能、风能等的出力,提前对多种能源的调度作出预响应,智能化地对多种能源进行动态调节。本示工程计划于2019年全部建成投运,通过多种形式能源的互补和能源储存、转换,达到供能和用能的基本平衡,实现弃风率控制在5%以,弃光率控制在

42、3%以的目标。光伏发电和风力发电出力足时,减小或停止地热能发电；光伏发电和风力发电出力少时,起动和加热能发电的出力,若仍有缺口,启动天然气发电。3 工程配套3.1 地热能热电联产表 3-1地热能热电联产主要建筑物、构筑物配套工程一览表序号配套工程类型建造方案1主要配套建筑物总建筑面积3500m24000m2发电机房与换热站机房并列位于一栋建筑物,约占建筑面积 2500m23000m2,一层,钢结构,布局原则位于示区南部中段,是地热生产井、回灌井距离中心位置,并尽可能接近用能负荷端。换热站机房与发电机房并列位于一栋建筑物,约占建筑面积 1000m2,布局原则位于示区南部中段,是地热生产井、回灌井

43、距离中心位置,并尽可能接近用能负荷端。3.2 燃气热电联产燃气电站建筑物面积约10000m2。主要建筑物建筑方案如表所示。表3-2燃气热电联产主要建筑物、构筑物配套工程一览表序号建筑物层数建筑面积结构形式备注1主厂房32500钢筋混凝土框排架结包括汽机构房和辅楼2余热锅炉4600钢结构露天布置3燃气轮机发电机组1180钢结构罩壳露天布置4化学水处理室1800钢筋混凝土框架结构5化学试验楼2250钢筋混凝土框架结构6酸碱库中和池1100钢筋混凝土框架结构露天布置有遮雨棚7化学品加药间1100钢筋混凝土框架结构露天布置有遮雨棚8废水处理站2500钢筋混凝土框架结构9GIS配电间1150钢筋混凝土框

44、架结构10网络继电器室1100钢筋混凝土框架结构11检修综合楼11600钢筋混凝土框架结构12办公楼11400钢筋混凝土框架结构13主入口收发室130钢筋混凝土框架结构14天然气调压站1200轻钢结构露天布置有遮雨棚15制冷站及化学加药间2420钢筋混凝土框架结构16冷却塔1900混凝土框架结构露天布置整个厂区大体分为动力岛主设备区、GIS屋外配电装置区、化学水处理区、冷却塔及水务设施区、天然气调压站、辅助及附属设施区等。厂区四列式布置,即GIS屋外配电装置区及厂前行政办公区,动力岛及变压器区,化学水处理及水务设施区,冷却塔及天然气调压站区。动力岛区布置在厂区的中东部,汽机房固定端朝东南,A排

45、朝东北,机组由西南向东北依次建设。余热锅炉及燃机露天布置在汽机房的南侧,余热锅炉与燃机呈T型布置,天然气调压站规划布置在厂区的东北角,西北侧与冷却塔相邻,东南毗邻材料库区,并位于厂区东北部边缘地带,本工程通风冷却塔串联布置在化学水处理室的东北侧,化学水处理设施布置在动力岛的东北侧,动力岛、化学水处理区、冷却塔之间均有道路相隔。冷却塔长轴方向基本平行于动力岛的长轴方向,工业水池位于冷却塔的东南侧。化学水处理室厂房朝向西南方向,中和池、除盐水箱、清水箱、反渗透水池及工业废水处理等设施依次布置在化学水处理厂房东北部,工业废水处理布置在化学水处理联合建筑群的东端,毗邻布置。检修综合楼、材料库等附属设施位于化学水处理区的东南侧,该区域东北与调压站隔路相望,西南与动力岛隔路毗邻,厂前行政