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AI赋能|零碳园区(工厂)综合能源项目最优方案设计及投资收益率计算

时间:2024-11-13 17:33来源:能耀科技 点击:
构建清洁、低碳、高效的能源供给体系,开创安全高效的能源消费新局面是我国能源转型的方向和目标,也是实现“碳达峰、碳中和”的有效途径。 零碳园区(工厂)综合能源系统可以充分地利用分布式能源和可再生能源,对提高能源利用效率,降低用能成本,减少碳排放总量具有重要意义,那么,零碳园区(工厂)综合能源项目应该如何规划,以及投资经济性指
  


构建清洁、低碳、高效的能源供给体系,开创安全高效的能源消费新局面是我国能源转型的方向和目标,也是实现“碳达峰、碳中和”的有效途径。 零碳园区(工厂)综合能源系统可以充分地利用分布式能源和可再生能源,对提高能源利用效率,降低用能成本,减少碳排放总量具有重要意义,那么,零碳园区(工厂)综合能源项目应该如何规划,以及投资经济性指标到底如何?我们结合北京气象资源数据、工商业分时电价等数据,对北京一零碳园区综合能源项目进行最优方案设计分析。

近期,北京能耀数字科技有限公司创新研发了综合能源经济评价及辅助规划设计系统(IEEDS),内置AI优化算法,可以快速准确源网荷储一体化综合能源项目全周期投资指标数据,我们之前发布了《北京零碳园区(工厂)综合能源项目规划及经济性评价案例》一文,对北京市某单位新建科技园区零碳园区综合能源系统项目进行投资收益分析,项目总体方案为:方案类型:光储充+热泵(光伏 + 储能 + 电制冷机 + 空气源热泵 + 充电桩 + 变压器),电负荷依次由光伏、储能和网购电满足,热负荷由空气源热泵满足,冷负荷由电制冷机满足。项目静态总投资815万,资本金比例为20%,其中,光伏系统装机规模为600kW;储能系统容量为800kW,充放电功率为400kW;空气源热泵1组功率20000kW;电制冷机功率1组功率20000kW;充电桩30台,变压器1台2000kVA,网购电碳排因子0.5568,碳综合价格90元/吨,经计算项目全投资收益率税后为6.21%,全投资回收期税后为12.29年,资本金内部收益率税后为14.5%,资本金回收期(税后)为7.35年,其中,需要购买碳排放指标总计70454.71吨。

那么,在本项目的负荷条件下,如何计算光伏、储能最优的装机规模呢?我们以本项目为例,通过综合能源经济评价及辅助规划设计系统(IEEDS)内置AI优化运算模块来试着求解,步骤如下:

(1)设置最大静态投资限额为815万;

(2)设置优化策略:目标为投资收益最大;

(3)光伏EPC单瓦造价按3.5元/W,储能为1.35元/Wh;

(4)光伏装机规模优化区间设置为0.2MW~1MW,储能容量优化区间设置为0.2MWh~1MWh;

(5)光伏优化精度设置为1/128MW,储能优化精度设置为1/128MW;

(6)设置上网电量占比不超过20%,下网电量占比不超过50%。

经AI算法优化运算,共计算了4989种方案,其中最优的前5种方案分别为:

1.静态投资:813.9141万,光伏容量:0.547MW,风机数量:1台,储能容量:0.930MWh,运营总成本9223.6213万,全投资内部收益率6.35%,投资回收期12.13年,资本金内部收益率14.73%,投资回收期5.75年,上网电量占比0.19%,下网电量占比5.75%。

2.静态投资:814.5391万,光伏容量:0.555MW,风机数量:1台,储能容量:0.914MWh,运营总成本9224.0065万,全投资内部收益率6.34%,投资回收期12.14年,资本金内部收益率14.67%,投资回收期5.78年,上网电量占比0.16%,下网电量占比5.78%。

3.静态投资:809.9297万,光伏容量:0.523MW,风机数量:1台,储能容量:0.961MWh,运营总成本9230.8322万,全投资内部收益率6.33%,投资回收期12.15年,资本金内部收益率14.70%,投资回收期5.73年,上网电量占比0.24%,下网电量占比5.73%。

4.静态投资:803.2109万,光伏容量:0.492MW,风机数量:1台,储能容量:0.992MWh,运营总成本9245.7780万,全投资内部收益率6.27%,投资回收期12.21年,资本金内部收益率14.50%,投资回收期5.76年,上网电量占比0.29%,下网电量占比5.76%。

5.静态投资:801.1016万,光伏容量:0.492MW,风机数量:1台,储能容量:0.977MWh,运营总成本9253.9160万,全投资内部收益率6.22%,投资回收期12.25年,资本金内部收益率14.28%,投资回收期5.83年,上网电量占比0.24%,下网电量占比5.83%。

其中,方案1为最优,为本次计算推荐方案:静态投资:813.9141万,光伏容量:0.547MW,风机数量:1台,储能容量:0.930MWh,运营总成本9223.6213万,全投资内部收益率6.35%,投资回收期12.13年,资本金内部收益率14.73%,投资回收期5.75年,上网电量占比0.19%,下网电量占比5.75%。全投资内部收益率比优化运算之前方案6.21%提高0.14个百分点,管中窥豹,可见AI在综合能源投资规划中的价值。

“AI技术对于新能源领域来说是颠覆性的,提升了行业整体运行效率。”中国人民大学应用经济学院教授陈占明认为,AI不仅能让企业优化管理决策,还能帮助企业降本增效,未来将成为越来越多新能源企业的选择。

优化运算界面

综合能源经济评价及辅助规划设计系统【IEEDS】


北京能耀数字科技有限公司是一家专业的能源数字化方案提供商,国家级高新技术企业,发展愿景:能源数字化先锋,企业使命:让能源创造更大价值,赋能企业低碳转型。目前,可提供的能源数字化解决方案包括:智慧能源经济评价云平台、综合能源经济评价及辅助规划设计系统、智慧能源全周期经济后评价及辅助电力交易系统、碳中和行动计划监测指挥平台、零碳园区(工厂)智慧能源管理系统和数字能源云等。能者先行,耀世而歌,能耀科技愿与您携手为我们地球家园创造更多的绿色能源。

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