宁波梅山管委会等公共建筑

——市场化融资机制（用电需求侧管理类）示范子项目

“中国公共建筑能效提升项目”是由住房和城乡建设部与联合国开发计划署(UNDP)联合实施的全球环境基金（GEF）赠款项目，以进一步完善中国公共建筑领域节能低碳政策与标准，促进高效节能低碳技术的应用，提高公共建筑整体能效水平。项目执行期为2018年10月至2022年10月。项目目标为累计减排5.57万吨二氧化碳，将温室气体排放年增速由1.8%降至0.6%，并带动全国累计节约化石燃料6523万吨标煤，在中国公共建筑节能领域创造3600个工作岗位。项目从完善公共建筑能效政策制度框架、能效监测和评价机制建设、技术和融资机制示范与推广、能力建设和意识提升四个方面开展活动。项目实施了一系列技术示范子项目和市场化融资机制示范子项目，以推广节能低碳技术，促进创新型市场化融资机制的应用。本专题将分别介绍各示范子项目的情况和亮点。

2020年9月，宁波梅山管委会、现代商城等公共建筑中标成为“中国公共建筑能效提升项目”示范子项目，将通过开展用电需求侧管理市场机制示范，预期实现年度1000吨二氧化碳减排的同时促进用电需求侧市场机制的推广。

一、示范子项目简介

该子项目选取五栋以上在用电需求侧管理市场机制上有突出亮点和可推广意义的目标建筑，均位于宁波，示范面积约为20万平方米左右，预计年节能量3000MWh，年减碳量1000吨左右。

 

二、示范技术/市场机制亮点

需求侧市场机制主要为需求侧管理机制和需求侧响应机制两方面。随着电力市场的发展，需求侧市场机制在能效提升、经济效益、响应速度等方面具有很大优势，我国各省市相关单位也在开展相关研究，并有不少具有需求侧市场机制落实在实际项目里。但我国需求侧市场机制的研究尚处于初级阶段，还有很大的市场潜力。

用电需求侧管理是指通过采用市场价格手段之外的激励措施来提高终端用户的用电效率，进而实现资源优化配置。在新的形势下，电力需求侧管理在做好电力电量节约，促进节能减排工作的同时，还需要在推进电力体制改革、实施电能替代、促进可再生能源消纳、提高智能用电水平等四个方面做好相关工作，紧紧围绕“四个革命、一个合作”能源安全新战略，紧扣发展和安全、清洁和低碳，持续促进电力系统安全稳定运行与高质量发展，助力国家3060双碳目标的落实。

（一）优化控制策略

宁波梅山管委会的控制策略为根据当天气象数据及负荷预判结果，确定冷水机组开启台数。当需求响应事件发生时，由电网发出响应指令，需求响应终端应根据当前监测到的空调设备运行状态，在响应时间段内关闭一台冷水机组，从而满足响应指令相关要求。预期可实现需求响应最大负荷调节指标193.7kW，响应时间30分钟。

（二）实施电网响应控制

宁波江东现代商城的平时控制策略为根据空调系统预设控制逻辑，确定冷水机组开启台数。当需求响应事件发生时，由电网发出响应指令，需求响应终端应根据当前监测到的空调设备运行状态，在响应时间段内关闭一台冷水机组，从而满足响应指令相关要求。

1、当两台大机组均开启时，关闭一台大机组，预期可实现需求响应最大负荷调节指标656kW，响应时间30分钟。

2、当机组开启数量大于两台且其中仅一台大机组时，关闭一台小机组，预期可实现需求响应最大负荷调节指标400kW，响应时间30分钟。

（三）完善能耗监测装置

针对示范项目中央空调系统的冷水机组、冷冻泵、冷却泵、热水泵、冷却塔风机等设备无单独计量系统，中央空调设备的总能耗费用中无准确数值，对运行成本控制和能源管理带来不便。

解决方案：为各中央空调系统的耗电设备设置能量监测系统，远程能源管理中心能直接读取各设备年、月、日的能耗情况。为用户实时掌握空调设备的实际耗电量、节电量的实时及历史查询，使用户明显看出当前整体空调能效情况及节能情况。

（四）完善集中控制平台

示范项目建筑中的中央空调系统设备分别单独控制，未考虑空调系统整体性能，无法对中央空调冷热源设备进行整体协调控制。如果不考虑空调系统整体性能，不能根据末端负荷量变化进行整体协调控制，会造成极大的能源浪费，且造成中央空调系统设备安全隐患。

解决方案：设置冷热源模糊能效站，实现空调系统冷热源部分温度、压力、流量、室外环境温度及负荷冷热量等参数的监测，结合专用节能控制软件实现冷水机组、冷冻泵、热水泵、冷却泵、冷却塔风机以及热水锅炉的智能管理及节能优化控制。

在空调系统管理人员值班室设置一套能源管理中心DC-PC，与设置在机房现场的模糊能效站远程通信，实现空调冷热源系统所有设备的远程智能管理和节能优化控制，同时在网上发布，实现中央空调冷热源机房和末端系统的联动控制。

 

（五）实现冷冻水泵、热水泵区域能量平衡下变流量控制

示范项目建筑群中央空调系统的冷冻水泵为变频运行，热水泵为工频运行。但中央空调系统是一个变负荷的系统，空调负荷随外界环境变化及空调使用量的变化而变化，因此泵组不能及时精确地根据空调负荷变化而自适应调整，不能自适应变流量控制，将会造成能源的浪费。

机房现场图：冷冻泵、热水泵

解决方案：在冷冻泵原有变频器的基础上新增智能通讯设备和能耗采集设备，为热水泵安装自适应节流仪。在各负荷冷热量均衡分配控制的基础上，结合模糊预判断控制技术、循环水泵节能控制计算模型、泵组优选控制技术，实现热水泵的变流量控制。实现水泵自身节能的同时，提高主机和锅炉的运行效率。

（六）实现主机高效状态运行

根据冷水机组的能效（COP）特性曲线，负荷率在65%-85%之间效率为高效区间，若冷水机组经常处于超负荷或低负荷状态运行或主机运行参数设定不合理，都会导致冷水机组的效率下降，造成主机的能源浪费现象。

冷水主机图、主机负荷率与COP的关系图

解决方案：在区域冷热量均衡分配控制、循环泵变流量控制的基础上，结合基于COP优化的主机群控技术、中央空调主机优化控制数学模型控制技术。根据末端实际负荷量、天气情况，实现中央空调机组匹配优化控制，使主机始终运行在高效状态下，达到末端实时负荷需求与冷热源所提供冷热量匹配。

（七）实施能效提升技术

公共建筑能源消耗形式主要包括电力、天然气、燃油、煤气等，其中建筑节能改造主要集中在供暖通风与空调系统、供配电与照明系统、生活热水系统、围护结构、可再生能源利用、监测与控制系统等方面。该子项目根据不同建筑特点，综合考虑建筑节能性及经济性，在示范建筑节能改造过程中采用多项能效提升技术，主要包括冷热源机组能源管理控制系统升级改造、智能照明控制技术改造、高性能外窗改造、高效风机水泵改造、可再生能源利用等。通过楼宇能耗管理系统，对照明插座用电、空调用电、动力用电和特殊用电进行分项计量及数据统计，方便用户对能耗的管理与分析。

三、预期实施效果

该示范子项目的实施和推广可有效提高电能利用效率，化解电力供需矛盾，有利于电力的安全、高效供应。对于电力用户，可以降低用电负荷和用电量，减少电费支出，提高用电安全性、可靠性。对于电网企业，可以削减高峰用电负荷，在电力供应紧张时有效缓解限电压力，并提高电网设备利用率，促进电网安全、经济运行。对于公众，可以减少一次能源的消耗，减少对发供电资源的占用，从而促进环境保护与资源节约。

通过节能技术改造和用电需求侧管理机制应用，示范子项目建筑群改造年节能量为3000MWh，综合节能率达到20%以上，年度二氧化碳减排大于1000吨，节能减排效益明显，有利于促进实现建筑领域的碳中和。经济效益上，示范子项目建筑群用能成本明显降低，年节能费用为58万元左右，内部收益率可达9%，有利于带动社会资本投资，获批专项资金补助。社会效益上，可为建筑相关产业提供更多的社会就业机会，加快促进产业结构的调整，有利于节能减排的宣传与推广，引导建筑科学合理用电、有序用电。

供稿单位：

“中国公共建筑能效提升项目”管理办公室

（项目管理办公室设在住房和城乡建设部标准定额司，由住房和城乡建设部科技与产业化发展中心代管）