国家电网面向校园的综合能源服务示范项目典型案例

临港新校区为上海电力大学的主校区，占地面积960亩，建筑面积约57.5万m2，其中校区主体一二期工程于2018年9月投入使用。该综合能源示范项目由国网节能公司投资3500万，与校区主体工程同步建设，于2018年9月开始运行调试，并于同年12月18日顺利竣工。

2017年7月，国网节能公司与上海电力大学签订投资合作协议，标志着全国首个新能源微电网大学正式落户上海临港。同月，国网节能设计研究院承担工程总承包任务。项目采用规划、设计、投资、建设、运营全过程的综合能源服务模式。

2018年4月，工程承担单位进驻现场，项目建设工作拉开序幕。项目部根据工程设计和现场条件，组织设计、施工单位紧密配合，统筹安装各类机械、电气、通讯设备及管控系统，与上海电力大学临港校区同步建设。9月，上海电力大学临港新校区启用，随着各子系统的建设工作陆续完成，项目进入试运行阶段。12月，项目正式竣工，并通过验收、投入使用。

项目整体解决方案

示范项目与校园整体规划结合，运用系统性整体思维制定解决方案，来满足校园用户实际需求。具体思路包含三点：

一是注重科学发展、统筹兼顾，在全面提升全校能源管理水平、降低能源消耗、减少能源费用的同时，兼顾学校、部门、学院、师生等各方利益，保证项目的技术先进性、经济合理性、工程可行性。

二是注重创新、引领示范，在满足住房和城乡建设部、教育部、财政部功能要求的前提下，与绿色校园、可持续校园建设相结合，全面提升节约型校园管理水平，创造性打造绿色低碳智慧校园。

三是注重突出特色、树立典范，项目实施过程体现上海电力大学的学科特色，遵循实事求是、以人为本的原则，在保证用能安全的前提下实施，形成一套数字化、网络化、智能化的绿色能源供应和管理系统。

示范项目在明确校方需求的基础上，结合校区设计总体规划、学科特色和绿色智能能源建设理念，制定了集信息平台、节能减排、新能源、电能替代、智能微电网、绿色建筑等技术为一体的校园电、热等用能系统解决方案，包括分布式光伏发电、分布式风力发电、智慧路灯、光电一体化充电站、太阳能+空气源热泵热水、混合储能等系统，以及微电网运行控制系统、建筑群能耗管理系统、智慧能源管控总平台。

智慧能源管控总平台：为本项目技术架构的核心，将各技术体系进行有机的串联，对校园能源进行统一管控，可实现全景数据展示、用能策略计划制订、能效统计与分析、能源系统故障诊断及定位、能源系统设备信息维护及子系统集成开发等功能。同时，总平台是一个开放的、集成化的系统平台，以此为核心基础，有助于推动后续教培、科研、后勤、物业等系列管理平台的扩展集成。

图：智慧能源管控总平台

应用新能源发电技术：合理应用风、光资源发电，可以降低常规能源消耗，促进节能减排；同时通过新能源就地消纳，可减少电能升压降压损耗、电缆线路损耗，从而降低学校能源费用。

图：分布式光伏发电系统和风力发电系统

其中，分布式光伏发电系统装机容量为2061kW，包含单晶、多晶、新型高效组件等多种组件形式。利用大部分院系楼、教学楼等建筑较为空旷的屋顶，加装光伏发电系统，所产生的直流电流通过汇流箱汇集后进入逆变器，变成400V/50Hz的交流电，经并网装置就近并入校园10kV低压配电网。以避开主要建筑物及人员密集区为原则，在校区西北角边缘绿化带中配置一台永磁直驱型风机，装机容量为300kW。同时在校园合适路段设置智慧路灯，利用风、光等新能源供电，并将道路路灯作为充电桩、紧急呼救和WIFI热点载体，探索城市立体感知新技术。

光电一体化充电站：考虑新校区巡逻车辆、教师通勤车辆及社会车辆的充电需求，基于绿色交通与绿色能源相结合的理念，在适当位置建设光电一体化充电站，美化校区环境、减少尾气污染排放。结合停车场的建设要求，在18个机动车停车位上方设计光伏车棚，在车棚下安装6台32A落地式充电桩，配置逆变器、汇流箱等设备，为电动汽车提供便利的充电服务。

应用太阳能+空气源热泵技术：在新校区公寓楼的屋顶设置了10套纯铜超导热管型太阳能集热器和高效空气源热泵。该系统每天集中供应800t热水，解决了1万余名师生的生活热水使用需求。智能热网系统实现了热水系统水温、水压、水位等数据的实时监测，可自动控制加热时间、加热温度，根据天气情况，优先利用太阳能加热，最大限度的实现节能减排。

图：太阳能+空气源热泵热水系统

构建智能微电网系统：在分布式光伏、风力发电系统基础上构建一套智能微电网系统（如图4所示），实现了风光储智能集中管控，同时为学校师生研究新型电网技术等提供实验和展示平台，推动新校区的学科建设发展。

智能微电网系统应用混合储能、光储一体机等设备，结合电力需求侧管理、电能质量控制等技术，制定多目标优化运行控制策略，实现新能源接入管理、用电信息自动采集、供电故障快速响应、综合节能管理等功能。其特点在于：一是根据微电网发电量及负荷用电需求，采用多目标优化控制策略实现最优控制；二是采用不同类型存储技术组合提高储能系统的稳定性和安全性；三是采用光储一体机技术提升微电网系统效率。

应用建筑群能效管理系统平台：通过分类和分项能耗计量装置，采集建筑群能耗数据，实现建筑群能耗在线监测和动态分析，这填补了国内高校对能耗监测管理和综合节能方案实施的空白。

本项目是国家能源局新能源司2017年5月批准的28个新能源微电网示范项目中首个完成的校园类示范项目，也是国家电网有限公司开展校园/园区综合能源服务业务的典型示范项目。项目自建成投运后，各项系统运行良好，在经济和社会效益方面成果显著。

本项目同步于校园规划阶段，以真正服务校园生产和实际生活为出发点，运用系统性整体思维，因地制宜谋划。作为国内首个高校综合能源服务项目,向客户提供了综合能源服务定制化解决方案及系统设计、建设、运维、扩展升级等全方位优质服务。

项目使用多种效率提升手段、多信息管理平台、多目标控制策略，具有能源利用率高、供能系统整体安全性和自愈能力强等特点。其中，智慧能源管控总平台是国网节能公司在国内率先提出在校园中运用的集成化的系统平台，对高校的能源管理及节能优化有着积极的探索意义。

注：本文节选自《电力需求侧管理》第21卷第4期，原作者：徐杰彦。