2022年度中国城市更新和既有建筑改造典型案例

科技创新（二）

 更新缘起

双碳背景下，全国各地陆续出台建筑高比例铺设光伏的要求，而可再生能源的柔性供给和建筑用电的刚性需求并不匹配，导致传统建筑难以消纳可再生能源的问题。“光储直柔”新型建筑电力系统通过更多的利用可再生能源代替传统煤电，并利用“光储直柔”中柔性用电技术赋予建筑大范围调节自身功率的能力，让建筑用电实时地去匹配光伏发电，解决光伏发电波动性大的问题，从而消纳大比例可再生能源、提高建筑电气效率，实现建筑领域碳中和。

 更新亮点

1.设计创新

项目有效融合光电、储能、建筑直流负荷，提升建筑的电气化率，全直流供电提升了电能质量，减少了交直转换，提高了能源利用效率；构建了柔性用电管理系统，最大程度消纳光伏发电、降低电网峰谷差，打破建筑电气向电网单向无序索取电能的现状。

2.技术创新

（1）大比例光伏绿电供应建筑用能，替代火力发电，降低建筑碳排放量；

（2）建筑直流配电和电器直流化可以大幅减少建筑电源端和负载端的“交-直转换”环节，带来可观的能耗节约；

（3）建筑用电设备具备可中断、可调节的能力，建筑用电需求从刚性转变为柔性，既可以充分消纳清洁能源，又能平抑电网需求波动，形成火力发电需求“削峰填谷”的效果，减少可观的化石能源需求和碳排放量；

（4）应用基于人体舒适度的需求侧响应控制策略，缓解暖通、照明系统柔性工况下带来的室内环境变化，保障室内人体舒适度；

（5）以电动汽车代替部分建筑蓄电池，解决建筑蓄电成本高昂、消防安全隐患大的问题；

（6）系统搭建总体柔性能源管理系统，实现能源精细调控功能，实时监测和可视化各设备的能量流动，系统上云，实现在手机、电脑等任意终端上可查、可控。

3.模式创新

市场上缺乏成熟的“光储直柔”解决方案，因此项目中应用的“光储直柔”技术和产品大部分是通过自主研发设计和施工来具体实施。通过成立新的组织形式——联合实验室，组建多元背景、跨专业、产学研融合的研究团队，提升流程与管理效率，研发创新性的关键技术和产品，解决项目工程问题。

4.运营创新

通过搭建总体柔性能源管理系统，实现能源综合调控功能，实时监测和可视化各设备的能量流动、运行状况（功率、发电量、温度）、柔性度、减碳量等；项目远程运营，实现在手机、电脑等任意终端上可视、可查、可控。

 更新效果

项目有机应用了直流配电技术，“光储充”一体化技术，直流空调、照明柔性可控技术，可实现“光伏、蓄电池、直流负荷、市电”协同控制，能源管理平台可视化。更新后可实现光伏就地消纳近100%，减少交直转换环节造成的损耗约7%，为建筑提供办公正常用电量近1/3。经核算，项目年节约电量超过10万。