上海西虹桥冷热电三联供自控实施

上海西虹桥商务区是上海申虹与青浦区政府合作投资建设的能源站，服务于大虹桥约100万平方米的CBD用户。中标并参与到上海西虹桥商务区能源站三联供项目可以算是弥补2013年折戟重庆江北嘴的江水源耦合三联供项目的遗憾，倒不在于当年丢了江北嘴这个项目，而是失去见证江北嘴能源站两根直径1.2米的取水管从朝天门下游300米处长江中取水退水的壮举。  

一路走来，因为喜欢青岛的海滩并中标了青岛的能源站，因为做宝鸡项目被八百里秦川的“塬”震撼，做一个项目喜欢一个城市。非常喜欢下图的idea。

细细想来，中标拿下上海西虹桥商务区能源站是我真正意义的第一个三联供项目，做了非常多的努力，家庭也做了非常多的支持，项目历时2年，从前期招标阶段的技术交流，到后续执行参与到设计到投运。非常感谢业主、设计院、顾问公司的信任及团队小伙伴的努力。

特别设计团队上海华东院的大师们在项目过程中表现出来的敬业、专注、谦虚及才华令我钦佩，是我项目中最大的收获。

上海西虹桥商务区项目是继前期做上海虹桥机场、虹桥枢纽、虹桥商务区项目的外延和扩展，之前我在虹桥商务区的管网管沟内做了管网检漏系统及空气含氧量的检测系统，非常有意义，支持虹桥火车站直径1.5KM范围内插了四面红旗。

西虹桥商务区集中供能区域为崧泽大道以南，盈港东路以北，华徐公路以东，诸光路以西，以及国家会展中心南侧地块，供能总建筑面积为312万平米，整个区域共计3个能源站。1#能源站供能面积96万平方米，其中50%的用户为绿地集团，设计峰值供冷负荷为81780kW，峰值供热负荷为34636 kW，采用燃气冷热电三联供系统作为主要供能系统，能源输送管网采用两管制，管网结构形式为枝状管网。

【1#能源站供能区域】

项目以热定电的原则，发电系统采用10kV高压并网上网方式，自发电量优先自用，余电上网出售。

上海华东设计院的大师非常有智慧，根据用户负荷特点、能源站的资源，结合各种设备性能，设计了一种多能源复合的能源形式。

4台燃气内燃发电机组，单台机组容量为1.5MW，总发电容量为6MW。

4台烟气热水型溴化锂冷温水机组回收利用内燃机的余热，单台机组的制冷/制热量为1487kW/1339kW，烟气进出口温度为425/120℃，缸套水供回水温度91/78℃，冷冻水进出水温度为13.0/6.0℃，热水进出水温度为43/53℃。

4台离心式冷水机组，单台制冷量为7300kW；

3台离心式水水热泵机组，单台夏季制冷量为3700kW，冬季制热量为4400kW；

13台空气源热泵冷热水机组，夏季作为备用冷源，单台制冷量1196kW的机组5台，单台制冷量1495kW的机组8台。

1个蓄冷量为238000kWh的蓄能水槽，蓄冷温差8℃，有效容积25585m3。

上述设备似乐高积木般搭建组合成一个适用于不同阶段、不同负荷需求的供冷供热系统。

【供冷系统】

【供热系统】

 溴化锂机组、离心式冷水机组、水水热泵机组、空气源热泵机组以及热水锅炉板换等主机侧均设置一级泵，分集水器供给侧设二级泵，一、二级泵均为变流量运行。区域供能管网采用冷热共用二管制系统，二级泵+用户远端三级升压泵方式。

在自动控制方面，在夏季冬季分别在以下约束条件下进行控制：

夏季：  

离心式冷水机组夜间低谷电时段全力蓄冷，夜间有冷负荷需求时开启蓄冷兼供冷模式；白天按照峰电蓄冷罐优先满足冷负荷需求，同时保证最大蓄冷放冷的速度；白天以烟气热水型溴化锂机组提供基载制冷量，不足的部分由离心式冷水机组、水水热泵机组补充；内燃发电机组+溴化锂机组为一联合整体，保证满负荷运行前提下实现同步台数控制；

基于上述约束条件，供冷分8种控制工况进行控制。

冬季：夜间低谷电时段水水热泵+风冷热泵串联全力蓄热，并供应夜间末端的热负荷需求；白天在高峰时段优先采用蓄能水箱中的满足热负荷需求；白天以烟气热水型溴化锂机组提供基载制热量，不足的部分由水水热泵机组（风冷热泵机组）补充；高峰电价时段少开甚至不开水水热泵机组（风冷热泵机组）；

PS：当室外温度高于7℃时，采用风冷热泵单独供热；当室外温度低于7℃时，采用水水热泵+风冷热泵串联供热。

基于上述约束条件，供热分9种控制工况进行控制。

Σ供冷+供热：17种控制工况，

工况切换条件也非常复杂，有兴趣进一步探讨，可加微信私聊。

最终控制系统在2016年9月24日系统通电，12月21日启动供暖试运营，是上海建设速度最快的区域分布式能源项目

分布式能源从能源的生产（能源站）、输送（管网）、使用侧（换热站）是一个有机整体，能源站只有及时发现用户侧用能的变化和管网的平衡变化才能适时超前而不是一味跟随去调整控制策略。

【供能管网布置】

本项目在管网的平衡控制、用户侧的控制、能源站的控制做到在一个平台有机协调控制，从而使能源站做到安全、稳定、可靠运行。

【部分监控系统图】

天然气冷热电三联供分布式能源系统是目前合理利用天然气的最佳途径之一。我国天然气的主要用途为化工原料、工业燃料和城市燃气，其中化工原料所占的比例长期在40%以上，而发电的份额不到4%。

在很多的大城市中，我在很多项目中遇到把优质的天然气仅仅用来烧锅炉，非常浪费，实在是可惜，用天然气来调峰发电、建立天然气热电厂或建立天然气冷热电项目能得到高品位的电能。

区域分布式能源系统可以灵活分布，贴近能源用户，为用户增加了一路供电、供冷和供热的途径。在电网出现突发事件时，区域分布式能源系统能够独立保障供冷、供热，在电网许可下还能安全供电，减少了区域对大电网的单一依赖，提高了用户用能安全性，是城市大电网的有益补充。

天然气调峰电厂的能源利用率只有42%左右，天然气热电厂的能源利用率为62%左右，而天然气冷热电三联供分布式能源技术能源利用率可达85%左右。

非常震撼的是，上海西虹桥商务项目根据两年的运行数据，测算出能源利用率达到87%。目前可知国内尚无其他项目达到其高度。

同时，西虹桥项目的设计与调试成果，丰富了“能碳物联”团队的调试经验和理论水平，为“能碳物联”的稳步前行打下了坚实的基础！