一. 需求背景

能源短缺問題日益嚴(yán)重，同時(shí)傳統(tǒng)能源的消費(fèi)會(huì)帶來排放和污染問題；實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，能源毋庸置疑是主戰(zhàn)場(chǎng)，電力當(dāng)仁不讓是主力軍。

二. 建筑能源現(xiàn)有問題：

• 碳排放強(qiáng)度大，減排壓力大

• 電氣化趨勢(shì)(電動(dòng)車、空調(diào))

• 分布式能源(光伏)

• 供電壓力、反向調(diào)峰

產(chǎn)能與用能時(shí)序上的不匹配仍會(huì)給電網(wǎng)帶來極大負(fù)擔(dān)，針對(duì)該問題清華大學(xué)江億院士提出了“光儲(chǔ)直柔"新型配電系統(tǒng)發(fā)展思路,通過需求側(cè)響應(yīng)的用電模式提高綠色能源利用率及電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。

光儲(chǔ)直柔得到了業(yè)界廣泛認(rèn)同和積極響應(yīng)，國家、各部委、地區(qū)陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)政策支持光儲(chǔ)直柔發(fā)展，形成了良好的政策環(huán)境

三. 光儲(chǔ)直柔基本概念

“光儲(chǔ)直柔"技術(shù)簡(jiǎn)稱PEDF(photovoltaics, energy storage, direct current and flexibility)。是在建筑領(lǐng)域應(yīng)用太陽能光伏、儲(chǔ)能、直流配電和柔性交互四項(xiàng)技術(shù)的簡(jiǎn)稱?！肮鈨?chǔ)直柔"技術(shù)本質(zhì)是一種構(gòu)建碳中和目標(biāo)的新型建筑配電系統(tǒng)

“光"：太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，特別是屋頂光伏和立面光伏。

“儲(chǔ)"：分布式儲(chǔ)能技術(shù)，主要是電化學(xué)儲(chǔ)能電池，用于有效、安全、經(jīng)濟(jì)地存儲(chǔ)可再生能源。

“直"：直流配電技術(shù)，即建筑配用電網(wǎng)的形式發(fā)生改變，從傳統(tǒng)的交流配電網(wǎng)改為采用低壓直流配電網(wǎng)，這種形式簡(jiǎn)單、易于控制、傳輸效率高。

“柔"：柔性交互技術(shù)，即建筑根據(jù)清潔能源的發(fā)電情況，柔性調(diào)節(jié)建筑用電需求，使建筑用電與清潔能源發(fā)電實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)匹配。

四. 光儲(chǔ)直柔典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

4.1 直流母線電壓等級(jí)：

• DC 750V：常采用的電壓等級(jí)。例如，在某些項(xiàng)目中，系統(tǒng)設(shè)置了DC 750V的直流母線電壓，并通過變換器降壓饋出DC 220V的電壓等級(jí)，以供電給LED燈具等負(fù)荷。

• ±375V雙極性母線：在一些系統(tǒng)中，采用±375V的雙極性母線，這樣的設(shè)計(jì)可以提供兩個(gè)供電電壓層級(jí)（即+375V和-375V），有利于簡(jiǎn)化電壓層級(jí)并提高供電靈活性。

• 其他電壓等級(jí)：除了上述常見的電壓等級(jí)外，根據(jù)具體需求和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，還可能采用其他電壓等級(jí)的直流母線，如DC 480V、DC 600V等。

4.2 用電設(shè)備接入電壓等級(jí)

大功率設(shè)備：如空調(diào)、充電樁等，可能接入較高的電壓等級(jí)，如DC 750V或±375V雙極性母線中的某一極。

小功率設(shè)備：如插座、照明燈具等，可能接入較低的電壓等級(jí)，如DC 220V或更低的電壓等級(jí)（如48V以下，以確保安全性）。

4.3 單端單路輻射狀結(jié)構(gòu)：適用于一般直流負(fù)載集中區(qū)，如居民住宅區(qū)、電動(dòng)汽車充電站和功率較大的儲(chǔ)能電站等場(chǎng)所，以及直流配電系統(tǒng)的建設(shè)初期和過渡期宜采用該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

4.4 雙端結(jié)構(gòu)：具備供電范圍大、供電可靠性較高的特點(diǎn)，適用于容量較大、供電可靠性要求較高的場(chǎng)所，如工業(yè)園區(qū)、重要負(fù)荷區(qū)等供電場(chǎng)所。

4.5. 場(chǎng)景分析

從目前現(xiàn)有案例來看，“光儲(chǔ)直柔"項(xiàng)目建設(shè)應(yīng)用場(chǎng)景大致可以分為四類：城市建筑、交通領(lǐng)域、鄉(xiāng)村地區(qū)、工業(yè)臺(tái)區(qū) 。

五.安科瑞光儲(chǔ)直柔解決方案

5.1 平臺(tái)功能簡(jiǎn)介

光儲(chǔ)直柔管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)園區(qū)與建筑光儲(chǔ)直柔及配電采集監(jiān)視，接入“源網(wǎng)荷儲(chǔ)"等全量運(yùn)行數(shù)據(jù)，具備園區(qū)與建筑內(nèi)電能數(shù)據(jù)采集傳輸、存儲(chǔ)展示、狀態(tài)檢測(cè)、運(yùn)行告警等功能，直觀展示系統(tǒng)電量、碳排、設(shè)備運(yùn)行等各類數(shù)據(jù)。

以電力系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)，可分系統(tǒng)、多維度展示光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，優(yōu)化能源消納效率，提高光儲(chǔ)直柔微電網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、安全能源管理與智慧運(yùn)行水平。

接入能力：支持多種協(xié)議與接口設(shè)備接入，如101、103、104、Modbus TCP/RTU、MQTT等，并支持第三方協(xié)議定制。

運(yùn)行監(jiān)測(cè)：支持電站拓?fù)?、設(shè)備監(jiān)控、策略執(zhí)行、態(tài)勢(shì)感知、運(yùn)行評(píng)價(jià)等功能。

功率預(yù)測(cè)：支持分布式光伏、充電站、空調(diào)、常規(guī)負(fù)荷等不同種類能源的分類預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)服務(wù)涵蓋日前及日內(nèi)多個(gè)時(shí)間尺度。

碳排監(jiān)測(cè)：實(shí)現(xiàn)對(duì)碳排放多維度多層次動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及追蹤溯源，挖掘降碳空間，針對(duì)性提出減碳策略，引導(dǎo)用戶高效減排。

優(yōu)化調(diào)度：運(yùn)行策略包括能耗優(yōu)、成本低和碳排放最少的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度以及考慮網(wǎng)供電力平滑與電壓穩(wěn)定的安全運(yùn)行調(diào)度策略、需求側(cè)響應(yīng)等電網(wǎng)互動(dòng)策略。

5.2 典型配套硬件產(chǎn)品

5.3 收益分析

新能源發(fā)電收益：光伏度電成本低，自發(fā)自用可節(jié)省用電成本;多余電量可以銷售給電網(wǎng)，增加發(fā)電收益。

儲(chǔ)能峰谷套利：通過傳統(tǒng)電池儲(chǔ)能，梯次儲(chǔ)能， V2G移動(dòng)儲(chǔ)能，谷期充電、峰期放電，進(jìn)一步降低用電成本

V2G放電賺收益：車主在家充電0.5元/度，峰時(shí)在公司放電1.1元/度，每天放30度電可賺18元差價(jià)，基本賺回電費(fèi)。

環(huán)境效益：以光伏裝100kWp的微網(wǎng)系統(tǒng)為例，每年可貢獻(xiàn)新能源電近12萬度，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤42噸，減少二氧化碳排放120噸，碳粉塵32噸。

節(jié)約電力設(shè)施成本：微網(wǎng)具備光伏與儲(chǔ)能，可節(jié)省充電設(shè)備配電增容費(fèi)用，減少電力投資。

助力國家碳中和目標(biāo)：緩解了充電樁大電流充電時(shí)對(duì)區(qū)域電網(wǎng)的沖擊，真正實(shí)現(xiàn)“零碳"車用“零碳“電，助力“碳達(dá)峰、碳中和"。

六. 結(jié)語

面對(duì)能源短缺、碳排放及建筑能源供需失衡問題，“光儲(chǔ)直柔"（光伏、儲(chǔ)能、直流配電、柔性交互）作為新型建筑配電系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，獲政策支持。其有不同直流母線電壓等級(jí)與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，適配多場(chǎng)景。安科瑞光儲(chǔ)直柔解決方案通過管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、功率預(yù)測(cè)等功能，搭配硬件產(chǎn)品，可帶來新能源發(fā)電等收益與環(huán)境效益，助力 “雙碳" 目標(biāo)。