天合光能常州工廠位于江蘇省常州市新北區(qū)光伏產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，園區(qū)于2008年4月正式掛牌，規(guī)劃面積5.12平方公里，主要以核心企業(yè)常州天合光能有限公司為依托發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)，是常州高新區(qū)建設國家創(chuàng)新型科技園區(qū)“一核八園”框架中的重點特色專題園區(qū)之一。天合光能常州工廠占地面積15萬平方米，分為西區(qū)、東南區(qū)、東北區(qū)三個廠區(qū)，是天合光能進行產(chǎn)品研發(fā)、制造的總部和生產(chǎn)基地。
常州天合工廠智能微網(wǎng)項目（以下簡稱“常州項目”），一期計劃在東南廠區(qū)，結(jié)合工廠用電、用冷、用熱需求，整合燃氣分布式、水蓄冷、儲能，建設EMS能源管理平臺，對東南區(qū)負荷進行實時監(jiān)控、有效調(diào)節(jié)，通過節(jié)能管理、改造，優(yōu)化調(diào)整電源結(jié)構(gòu)，提升能源價值、降低用能成本、增強供能靈活性和安全性，從而建立清潔高效的能源體系，推動天合光能的進一步發(fā)展。項目總投資1.5億元，占地面積1500平方米，燃氣分布式裝機6MW，儲能裝機1MWh，EMS能源管理平臺接入廠區(qū)已建設的0.9MW光伏。本項目遵循國家能源局2016年12月9日發(fā)表的《國家能源局關于組織實施“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）示范項目的通知》（國能科技[2016]200號），是繼“合肥新站高新區(qū)綜合能源管理‘互聯(lián)網(wǎng)+’智慧能源示范項目”后，天合光能重磅打造的又一能源互聯(lián)網(wǎng)整體解決方案經(jīng)典案例。本項目將以“熱（冷）定電，冷、熱、電聯(lián)供”以及以大數(shù)據(jù)、智能互聯(lián)為平臺的能源共享機制，與原有的冷熱源系統(tǒng)形成多能互補，滿足天合光能（東南廠區(qū)）自身的冷、熱、電需求，建設成為多能互補、智能高效、綠色低碳的現(xiàn)代工廠能源示范體系。
圖1 常州天合工廠智能微網(wǎng)項目效果
天合光能東南廠區(qū)的能源需求主要包括廠區(qū)空調(diào)制冷用能、廠區(qū)工藝制冷用能、冬季采暖用能及車間生產(chǎn)、照明等使用的電能。2017年，全年用電量約72,000萬KWH，總體能耗巨大。僅以東南區(qū)用電情況來說，冰機和空壓機全年電耗約占整個東南區(qū)電耗的30%。本項目作為原供能系統(tǒng)的有益補充，提高了供能系統(tǒng)的可靠性；項目所發(fā)電力就近消納，能夠降低電力輸送消耗；通過冷、熱、電三聯(lián)供方式實現(xiàn)能源的梯級利用，提高能源利用效率，滿足東南廠區(qū)（天合光能）一部分用電需求、制冷需求以及采暖供熱需求，并起到節(jié)能減排的良好示范作用。
常州項目近期主要設備配置為：2套3.3MW級燃氣內(nèi)燃機、2臺煙氣熱水補燃型溴化鋰冷熱水機、1000m3水蓄冷系統(tǒng)，并接入已建的東南廠區(qū)0.9MW光伏運行數(shù)據(jù)。在原有光伏系統(tǒng)基礎上，新增燃氣三聯(lián)供系統(tǒng)、水蓄冷系統(tǒng)，將“冷”、“熱”、“電”三聯(lián)供平臺嵌入智能微網(wǎng)，實現(xiàn)能源的梯級利用。
圖3 天合光能東南廠區(qū)微網(wǎng)系統(tǒng)解決方案
分布式能源系統(tǒng)與傳統(tǒng)供能方式相比提高了區(qū)域建筑能源供應的安全性，主要體現(xiàn)在以下方面：供應方面由原有單一靠電的供能方式，變?yōu)樘烊粴獍l(fā)電、余熱制冷制熱、電制冷、儲能等多種方式相結(jié)合，可以確保東南廠區(qū)冷熱負荷供電。無論空調(diào)制冷用能、工藝制冷用能、冬季采暖用能，還是車間生產(chǎn)、照明空調(diào)，均可通過電力和燃氣兩種能源保障能源供應。
天然氣三聯(lián)供系統(tǒng)。燃氣內(nèi)燃機燃燒天然氣，產(chǎn)生三種能量，包括電能、高溫煙氣的余熱、高溫水的余熱。加上原有的0.9MW光伏裝機容量，電能基本可滿足東南廠區(qū)各建筑物和生產(chǎn)的用電負荷及能源站自身用電需求，在用電高峰時，不足的電量可以由市網(wǎng)補充；內(nèi)燃機高溫煙氣可作為煙氣熱水型溴化鋰機組的高發(fā)熱源直接供冷（熱），排煙溫度約降至100℃；而90～95℃的缸套水作為煙氣熱水型溴化鋰機組的低發(fā)熱源進行供冷（熱），供冷（熱）后溫度降至80℃回到內(nèi)燃機內(nèi)繼續(xù)利用。
水蓄冷系統(tǒng)。系統(tǒng)配置的水蓄冷系統(tǒng)可利用水的顯熱實現(xiàn)冷量的儲存。水蓄冷技術(shù)利用市電峰谷電價差，在低谷電價時段利用市電驅(qū)動電制冷機組并將冷量存儲在水中，在白天用電高峰時段使用儲存的低溫冷凍水提供空調(diào)用冷。當空調(diào)使用時間與非空調(diào)使用時間和電網(wǎng)高峰和低谷同步時，就可以將電網(wǎng)高峰時間的空調(diào)用電量轉(zhuǎn)移至電網(wǎng)低谷時使用，達到節(jié)約電費的目的。
能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺。本項目最大的亮點在于引入能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺TRINA AURORA，提供區(qū)域內(nèi)的智慧能源、智能微網(wǎng)的監(jiān)控、分析、預測和優(yōu)化管理，并可升級現(xiàn)有能源監(jiān)控，進行更大范圍的運行數(shù)據(jù)實時記錄，同時引入成本中心的概念，建立能源消耗的基準，按照CDM碳減排交易的計算模型，構(gòu)建碳消耗的實時數(shù)據(jù)記錄、進行計算、形成報表。平臺建設完畢后，項目二期將引入大數(shù)據(jù)分析，提出完整的節(jié)能改造方案，設備控制改造方案，實現(xiàn)能源供給與消耗的平衡。
1. 該項目是常州最具代表性的分布式能源站之一。嚴格遵循國家發(fā)展改革委2013年7月18日發(fā)布的《分布式發(fā)電管理暫行辦法》（發(fā)改能源﹝2013﹞1381號）和2014年11月國家發(fā)改委、住建部、能源局《關于印發(fā)天然氣分布式能源示范項目實施細則的通知》（發(fā)改能源﹝2014﹞2382號）要求，采取“以冷熱定電，自發(fā)自用，多余電量上網(wǎng)”的原則，在廠區(qū)建設一套天然氣分布式能源站，實現(xiàn)冷熱電聯(lián)供，滿足廠區(qū)的用能需求。
2. 梯級利用。本項目以天然氣為燃料，是一個聚高效、環(huán)保、節(jié)能于一體的冷、熱、電三聯(lián)供項目。該分布式能源系統(tǒng)通過采用能源梯級利用、蓄能等多種能源利用技術(shù)提高系統(tǒng)綜合能效，符合國家節(jié)能環(huán)保的政策要求；并通過合理的系統(tǒng)設計從經(jīng)濟上體現(xiàn)節(jié)能收益，建設具有節(jié)能性和經(jīng)濟性的供能系統(tǒng)。
3. 調(diào)峰填谷。發(fā)電側(cè)多種能源配置，有利于電力調(diào)峰。同時，也可以填補當?shù)仉娏θ笨?，緩解地方電力供需矛盾。系統(tǒng)設計最大程度考慮消峰填谷的目的，充分考慮儲能的作用。
4. “多能互補，集成優(yōu)化”。天合光能東南廠區(qū)通過已建立的微電網(wǎng)雛形，對已建成的光伏電站和冷熱電三聯(lián)供相結(jié)合的能源方案，實現(xiàn)區(qū)域能源的綜合利用，是可再生能源和分布式能源發(fā)展機制的創(chuàng)新。通過能源管控中心實現(xiàn)能源供給側(cè)與需求側(cè)的自平衡。分布式能源站與東南廠區(qū)常規(guī)能源站互聯(lián)互備，多能互補，集成優(yōu)化，在東南廠區(qū)內(nèi)實現(xiàn)“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”。
5. 環(huán)保及社會效益。該項目具有系統(tǒng)成熟、經(jīng)濟性好、適應性廣、節(jié)能等優(yōu)點；采用清潔能源生產(chǎn)技術(shù)，幾乎無煙塵，CO污染物排放少，該項目建設有利于新型清潔節(jié)能技術(shù)的推廣與應用，促進產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步，有利于減少溫室氣體排放，節(jié)約資源和改善生態(tài)環(huán)境，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。項目近期實施后，能源站年均綜合能源利用效率83.79%。冷熱電聯(lián)供具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高供熱質(zhì)量、增加電力供應等綜合效益。本工程的建設將有助于進一步發(fā)揮冷熱電聯(lián)供的綜合效益，將國家“節(jié)能減排”的方針落到實處。
圖7 智能微電網(wǎng)模型