​“光储直柔”是建筑“双碳”目标的重要实现手段

2021年10月24日，国务院印发《国务院关于印发2030年前碳达峰举动方案的告诉》，《告诉》中明确要求：加快优化修建用能结构。深化可再生动力修建使用，推行光伏发电与修建一体化使用。活跃推动酷寒、寒冷区域清洁取暖，推动热电联产会集供暖，加快工业余热供暖规模化使用，活跃稳妥展开核能供热演示，量体裁衣推行热泵、生物质能、地热能、太阳能等清洁低碳供暖。引导夏热冬冷区域科学取暖，量体裁衣选用清洁高效取暖方法。进步修建终端电气化水平，建造集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的“光储直柔”修建。到2025年，城镇修建可再生动力替代率到达8%，新建公共机构修建、新建厂房房顶光伏覆盖率力求到达50%。

在低碳开展的布景下，为适应高份额的可再生动力结构，修建电气化已经成为未来的开展趋势。修建电气化不只要进步修建电气化率，还要开展新型修建配用电体系。长时刻以来，修建配用电体系的设计以满足使用者的体会感、保证电气设备的安全性和可靠性为基本要求，一起与修建节能紧密结合。未来为适应可再生动力在电网侧高份额渗透和在修建周边分布式开展的新趋势，修建配用电体系迫切需要开展新技能，其间“光储直柔”是要害。

其间“光”和“储”别离指分布式光伏和分布式储能会越来越多地使用于修建场景，作为修建配用电体系重要组成部分；“直”指修建配用电网的方法产生改动，从传统的交流配电网改为选用低压直流配电网；“柔”则是指修建用电设备应具有可中止、可调理的能力，使修建用电需求从刚性转变为柔性。

修建作为城市电力消费的主体，开展“光储直柔”修建，除了促进修建自身节能、进步修建用电体会外，关于处理城市电网面对的电网增容压力、可靠性提高压力等都有活跃效果。以根据深圳市大型公共修建的用能特点，剖析“光储直柔”修建关于城市电网的效果。

一、减少夏日空调负荷峰值

空调是导致夏日负荷峰值的主要原因之一。根据深圳市公共修建能耗监测平台的数据显现，2019年公共修建的单位面积用电目标为109kWh/㎡。其间，照明与插座的用电量占比最大，达62.7%；空调用电次之，为26.5%，其他的动力用电和特别用电占比为10.8%。

再选取典型日负荷曲线看，照明插座、动力用电和特别用电受季节的影响较小，而空调用电负荷则有显着的季节差异性。以政府办公修建类型为例（其典型日负荷曲线见图1），其夏日空调用电量占比高达40%，而冬季不到10%。假如可以充沛发掘空调体系的灵敏性，一方面配置蓄冷、蓄冰、蓄电等储能设施，另一方面结合修建的用能需求和负荷特性优化空调的运转调度策略，则有或许大幅下降夏日空调的负荷峰值。

与此一起，注意到光伏的发电峰值跟公建用电负荷峰值相重叠，活跃开发修建光伏发电资源也有利于减小修建负荷的日间峰值。季节性上光伏发电峰值也与空调负荷峰值重叠。因此，开展“光储直柔”新型修建配用电体系关于减少夏日空调负荷、缓解空调负荷逐年增加的压力有活跃效果。

图1政府办公类型修建的典型日负荷曲线

二、缓解电网增容压力

近年来深圳市修建用电峰值负荷快速增加，2013~2019年深圳市用电峰值负荷添加了39%，同期用电量只添加了22%。为保证用电负荷需求，2014~2018年南网深圳供电局累计电力基础设施出资到达240亿元，即每添加1kW用电负荷，出资添加4700~5800元。

电力负荷增容快的原因一方面是空调等修建用电负荷的增加，另一方面是电动汽车的数量增加。在有序充电技能没有普及时，电动汽车充电出现显着的随机性和波动性，是典型的波动性负荷。目前，深圳市目前电动车保有量已达20万辆，估计最高充电负荷到达77万kW，未来当到达100万辆时，关于修建配电体系的安全和电网的容量都构成了巨大的挑战。用电峰值负荷增加过快，不只导致电力基础设施资源利用率愈加恶化，也腐蚀了用户用能成本下降的空间。

但是，另一方面也注意到修建变换器普遍长时刻处于低负荷运转状态。有研讨剖析标明，深圳市的国家机关办公修建、商业办公修建、商场修建和宾馆饭店修建4个类型修建的变压器的实践运转负载率超过75%的运转时刻占比别离为0.5%、1.4%、0.8%和0%，而负载率低于25%的运转时刻占比别离为88%、82%、63%和78%。

“光储直柔”新型修建配用电体系以直流配用电网为平台开展分布式动力、分布式储能和需求呼应技能，完成修建电力负荷的灵敏调理，然后减少修建对外部动力的使用量，一起削峰填谷使外部供电负荷曲线趋于平稳，进步既有电力设施利用率的方法，延缓乃至防止配电基础设施的升级改造。在当下增扩容所能带来的边际效益越来越低的情况下，这种方法或许比单纯的电网增容愈加经济。关于深圳市电网而言，假定连续近年增速到“十四五”末期深圳市修建用电峰值负荷达2500万kW，假如通过开展“光储直柔”新型修建配用电体系减少50%的修建用电峰值，则可以减小电网出资50亿~60亿元。

三、增强电网供电可靠性

保证供电可靠性一直都是电网规划、建造和运转调度的要害目标，电网企业在保证供电可靠性方面承当了巨大的社会职责。据统计，2018年我国333个地级行政区均匀供电可靠率为99.826%，其间城市用户均匀供电可靠率为99.946%，即均匀停电时刻为4.72h/户，到达了世界领先水平。但现阶段供电可靠性的完成主要是依托电网侧电力设施冗余配置完成，这不只使电网企业承当了巨大的出资压力，也限制了可靠性进一步进步。

实践上，供电可靠性保证应是电力供需双方的职责，在用户侧添加分布式电源，利用直流微电网接入简略、调控灵敏的优势，可以有效地提高用电的可靠性，而且合作峰谷电价、需求呼应等鼓励政策，还可以下降用户的用电成本。开展“光储直柔”新型修建配用电体系，充沛利用两部制电价和峰谷电价差，可从用户侧进一步下降用能费用。

光储直柔”技能并非全新的技能，但是在修建范畴的集成使用却是全新的探究。尤其在低碳开展布景下，可再生动力高份额渗透，修建节能理念的转变为“光储直柔”技能的开展创造了机遇和场景。但是，“光储直柔”在修建中集成使用仍然面对着技能不成熟、规范不完善、产品不完备等问题，要想完成工程使用和大规模推行，未来还有待更广泛深化的研讨、跨学科跨部门的流程和大量实践经验的积累。