华电天津北辰风电园分布式能源站可行性研究报告 说明书
天津市全社会用电量“八五”期间年均增长7.5%,“九五”期间年均增长6.8%,“十五”期间年均增长10.5%,“十一五”前三年年均增长10.26%;天津电网整点最大负荷“八五”期间年均增长8.6%,“九五”期间年均增长6.6%,“十五”期间年均增长10.9%,“十一五”前三年年均增长9.4%。
80年代,天津市GDP年均递增率7.3%,“八五”期间为11.7%,“九五”期间为11.3%,“十五”期间为13.9%。从1994年开始,天津经济增速已连续15年高于全国平均水平。2008年在国内外经济形势发生重大变化的环境下,天津市GDP增长16.5%,居全国前列,经济增长的稳定性明显增强。
从历史负荷发展情况以及地区经济增长看,过去近20年天津市均保持稳定较快的增长趋势,根据京津唐以及天津电网“十二五”规划设计,“十一五”末至“十二五”期间,天津地区负荷发展仍将保持一定增长水平,预计天津电网最高供电负荷2010年将达10500MW,“十一五”期间年均增长率为11.52%;2015年将达18900MW,“十二五”期间年均增长率为12.47%。 2.3 电力平衡 2.3.1 电源建设情况
目前,天津地区现状装机和通过国家发改委核准和取得路条的项目见下表2.3.1-1所示。2009~2015年期间天津电网预计投产电源装机4620MW。
表2.3.1-1 天津地区电源建设安排
单位:MW
2008年
项 目
现 状
天津电网合计 7539.95(一) 水电/蓄能 于桥水电厂 (二) 火电(总计) 1 盘山电厂 2 大港电厂 3 军粮城电厂
5 5 6797 2200 1280 900
1690 1660
1680 1680
980 980
300 300
已投运 2009年 2010年2011年2012年2013年2014年2015年备 注 北京国电华北电力工程有限公司 第 23 页
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2008年
项 目
现 状
4 杨柳青电厂 3 陈塘庄 4 第一热电厂 5 天简永利 6 静海热电厂 7 津东北郊供热 8 北疆 9 军粮城五期 10 北塘热电 11 天津南疆热电 1200 835 200 120 62
660 1000 30 30 130
1000 350 330 420
350 330 300
300
120
路条
已核准 2009年 2010年2011年2012年2013年2014年2015年备 注 (三) 其他电源合计 737.95 自备电厂 风电 新能源 (四) 当年退役
697.92 37.03
2.3.2 天津电网电力市场空间分析
天津电网电力市场空间计算结果见表2.3.2-1。 电力平衡的原则为:
1) 天津电网的备用容量按最高发电负荷的18%计入,厂用电按8%考虑。 2) 对于电源中的油机、风机按受阻容量计入,地方、自备电厂的部分容量在平衡中扣除。
3) 新投产机组当年不能完全发挥作用,因此在平衡中按当年投产容量1/3~1/2计入。
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表2.3.2-1 天津电网电力市场空间计算结果
单位:MW
序号
项 目
2010年 2011年10500 12390 1680 10357 420 1331 30 840 461 9026 -3364 24%
11810 13936 980 11337 0 981 30 490 461 10356 -3579 23%
2012年13283 15674 300 11637 0 641 30 150 461 10996 -4678 27%
2013年14940 17629 0 11637 0 491 30 0 461 11146 -6483 33%
2014年16804 19828 0 11517 120 491 30 0 461 11026 -8802 40%
2015年 18900 22302 0 11517 0 491 30 0 461 11026 -11276 45%
1 预测最高发电负荷 2 需要发电装机 3 新增装机容量 4 年末装机容量
其中:当年退役机组
5 受阻容量
其中:风电 当年新增装机 其他
6 年末可用装机容量 7 装机盈亏 8 外受电比例
从平衡计算结果可知,天津电网一直处于缺电状态,大量电力需要从外网受入。本工程计划2011年建成投产,从上表可知,天津电网具备接纳其电力的市场空间。 2.4 建设必要性
天津市北辰科技园位于天津市北辰区北部,将逐步建设成为以生态农业为基础、高新技术产业发展为主导的宜居型功能区。以产业发展为基础,以重大项目为带动,以三集中为方式,成为北辰区经济发展和城市化进程的新引擎和新亮点。
其中,北辰科技园区内规划了两个重要的园区 :风电园区和医药园区,该两个园区分别规划了一套分布式能源系统,该分布式能源系统是以“效益规模”为法则的第二代能源系统,以天然气为燃料,实行热电冷联产,实现能源的梯级利用,可以大幅度提高能源转换效率和减少能源输送损失,本能源站的供热利用效率目前可达到75%以上,并可以根据外部负荷的增长,进一步提高能源利用效率,来满足北辰
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科技园区不断增长的电力和供热制冷需要。
本期建设2套60等级级燃气蒸汽联合循环供热机组作为分布式能源站的动力站,规划建设4套60等级级燃气蒸汽联合循环供热机组。 2.4.1 满足科技园区供热和制冷的需要
北辰风电园至2020年居住区总规划建筑面积约364万m2,商业区规划建筑面积约144.5万m2,工业区规划建筑面积约45.9万m2。总规划建筑面积554.4万m2,总热负荷328.9MW。
拟建设2套60等级级燃气蒸汽联合循环供热机组,可提供91MW的热力,从而满足园区各类热负荷的需要。
2.4.2 满足科技园区供电的需要,缓解天津电网的供电压力
风电园区用电负荷190MW,统计原则按居住用电按50W/平方米、大型公共服务设施用电按80W/平方米、工业用电按2万kW/平方公里考虑。
结合天津地区的电力市场空间分析可知,天津电网“十二五”期间一直处于缺电状态,大量电力需要从外网受入,本工程可发电力约2×60MW,有其市场空间,且可以就地消纳,满足风电园超半数负荷的需要。 2.4.3 建设资源节约型和环境友好型社会的全面落实
近年来,我国火电装机容量快速增长,电力能源在一次能源中的比重占41.72%,但仍不能满足经济持续快速发展的用电需求,给环境也带来了严重污染。目前的供电系统是以大机组、大电网、高电压为主要特征的集中式单一供电系统,在电网中任何一点的故障所产生的扰动都会对整个电网造成较大影响,严重时可能引起大面积的停电甚至是全网崩溃,2008年冰雪灾害造成的郴州停电事件,就是由于没有分布式能源系统的支持,造成了电力供应持续15天的中断。另外集中式大电网还不能跟踪电力负荷的变化,而为短暂的峰荷建造发电厂其花费是巨大的,经济效益也非常低,电力产业如何高效、节能发展面临着新的选择。
分布式能源系统的能源利用率远远高于多数国家依靠大型主要电站将电力从发电厂向终端用户单向传输的集中供电系统,普通发电厂最终只能将燃料能源燃烧产生的1/3热能转化成电能,近50%的热能流失,近10%的热能损耗在传输环节。
而且,60MW等级机组在当前基本用于调峰,同类满足用电高峰期需求的发电装机占到了总装机的20%容量。这些发电机组运行时间仅占全部机组运行时间的5%,发电量仅占发电总量的1%。
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由于只依靠几条主要线路传输电力,集中供电系统的供电线路拥堵问题日益凸显。电力供应过剩迫使公用事业单位依靠污染性更高和效率更低的能源发电来满足用电高峰期需求,而不是简单地将剩余电力从需求量低的市场重新配送至需求量高的市场,从而造成能源利用率更为低下。
分布式能源以其环保、高效、灵活的运行方式脱颖而出,目前已被世界各国所重视,与区域网并联运行的发展趋势也越来越明显。从上世纪70年代末期到现在,美国已有6000多座分布式能源站;英国只有5000多万人口,但分布式能源站就有1000多座;丹麦20多年来国民生产总值翻了一番,但能源消耗并未增加,环境污染也未加剧,其奥妙之一就在于丹麦大力提倡科学用能,扶持并积极发展分布式能源,将电、热、冷产品的独立生产方式转变为高能效、高科技含量的电、热、冷联产,以提高能源利用效率支持国民经济的快速发展。丹麦政府已宣布计划铺设全球最长的智能化电网基础设施,这将可以使分布式能源系统在不久之后成为丹麦主要的供电渠道。
分布式新能源无与伦比的优势引起了华电集团的高度关注,中国华电集团新能源发展有限公司投资建设的广州大学城分布式能源站已经建成投产,为我国分布式能源的发展开辟了先河,树立了成功典范,也在一定程度上预示着中国智能电网时代的到来。
继大学城能源站投入商业运营后,华电新能源公司以此为契机,加大了分布式能源的开发力度,目前在中石油管线途经的我国经济相对发达的地区(天津、上海、南昌、沈阳、长春等)开展了一批分布式能源项目的前期工作,期望通过更多的项目,为我国分布式能源的发展积累经验,并为我国分布式能源的进一步推广做出更大的贡献。
天津北辰风电园就是计划在天津推出的示范项目,而天津北辰风电园规划中的大型企业、大型商业区、园区办公大楼、高档写字楼、高级公寓、宾馆、饭店、学校、机关和医院,均是对电力品质及安全系数要求较高的单位或地区。尤其适合于分布式能源系统,可以将冷、热、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,通过冷、热、电三联供技术,独立地输出冷、热、电能和生活热水,实现了对能源的梯级利用,提高能源的综合利用效率。
该项目可促进天津北辰风电科技园快速发展,可促进天津市城镇化的迅速推进和作为城镇主体形态的城市群空间格局的形成,有利于人民生活水平提高,将建设
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