峰谷套利+碳減排，光儲直柔如何讓建筑成為電網“智能調節器”？

一. 需求背景

能源短缺問題日益嚴重，同時傳統能源的消費會帶來排放和污染問題；實現碳達峰碳中和目標，能源毋庸置疑是主戰場，電力當仁不讓是主力軍。

二. 建筑能源現有問題：

• 碳排放強度大，減排壓力大

• 電氣化趨勢(電動車、空調)

• 分布式能源(光伏)

• 供電壓力、反向調峰

產能與用能時序上的不匹配仍會給電網帶來極大負擔，針對該問題清華大學江億院士提出了“光儲直柔"新型配電系統發展思路,通過需求側響應的用電模式提高綠色能源利用率及電力系統穩定性。

光儲直柔得到了業界廣泛認同和積極響應，國家、各部委、地區陸續出臺相關政策支持光儲直柔發展，形成了良好的政策環境

三. 光儲直柔基本概念

“光儲直柔"技術簡稱PEDF(photovoltaics, energy storage, direct current and flexibility)。是在建筑領域應用太陽能光伏、儲能、直流配電和柔性交互四項技術的簡稱?！肮鈨χ比?技術本質是一種構建碳中和目標的新型建筑配電系統

“光"：太陽能光伏發電技術，特別是屋頂光伏和立面光伏。

“儲"：分布式儲能技術，主要是電化學儲能電池，用于有效、安全、經濟地存儲可再生能源。

“直"：直流配電技術，即建筑配用電網的形式發生改變，從傳統的交流配電網改為采用低壓直流配電網，這種形式簡單、易于控制、傳輸效率高。

“柔"：柔性交互技術，即建筑根據清潔能源的發電情況，柔性調節建筑用電需求，使建筑用電與清潔能源發電實現實時匹配。

四. 光儲直柔典型拓撲結構

4.1 直流母線電壓等級：

• DC 750V：常采用的電壓等級。例如，在某些項目中，系統設置了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，以供電給LED燈具等負荷。

• ±375V雙極性母線：在一些系統中，采用±375V的雙極性母線，這樣的設計可以提供兩個供電電壓層級（即+375V和-375V），有利于簡化電壓層級并提高供電靈活性。

• 其他電壓等級：除了上述常見的電壓等級外，根據具體需求和系統設計，還可能采用其他電壓等級的直流母線，如DC 480V、DC 600V等。

4.2 用電設備接入電壓等級

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

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

4.3 單端單路輻射狀結構：適用于一般直流負載集中區，如居民住宅區、電動汽車充電站和功率較大的儲能電站等場所，以及直流配電系統的建設初期和過渡期宜采用該網架結構。

4.4 雙端結構：具備供電范圍大、供電可靠性較高的特點，適用于容量較大、供電可靠性要求較高的場所，如工業園區、重要負荷區等供電場所。

4.5. 場景分析

從目前現有案例來看，“光儲直柔"項目建設應用場景大致可以分為四類：城市建筑、交通領域、鄉村地區、工業臺區 。

五.安科瑞光儲直柔解決方案

5.1 平臺功能簡介

光儲直柔管理系統實現微電網園區與建筑光儲直柔及配電采集監視，接入“源網荷儲"等全量運行數據，具備園區與建筑內電能數據采集傳輸、存儲展示、狀態檢測、運行告警等功能，直觀展示系統電量、碳排、設備運行等各類數據。

以電力系統監控數據為基礎，可分系統、多維度展示光儲直柔系統運行狀態，優化能源消納效率，提高光儲直柔微電網系統經濟、安全能源管理與智慧運行水平。

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

運行監測：支持電站拓撲、設備監控、策略執行、態勢感知、運行評價等功能。

功率預測：支持分布式光伏、充電站、空調、常規負荷等不同種類能源的分類預測，預測服務涵蓋日前及日內多個時間尺度。

碳排監測：實現對碳排放多維度多層次動態監測及追蹤溯源，挖掘降碳空間，針對性提出減碳策略，引導用戶高效減排。

優化調度：運行策略包括能耗優、成本低和碳排放最少的經濟優化調度以及考慮網供電力平滑與電壓穩定的安全運行調度策略、需求側響應等電網互動策略。

5.2 典型配套硬件產品

5.3 收益分析

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

儲能峰谷套利：通過傳統電池儲能，梯次儲能， V2G移動儲能，谷期充電、峰期放電，進一步降低用電成本

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

環境效益：以光伏裝100kWp的微網系統為例，每年可貢獻新能源電近12萬度，節約標準煤42噸，減少二氧化碳排放120噸，碳粉塵32噸。

節約電力設施成本：微網具備光伏與儲能，可節省充電設備配電增容費用，減少電力投資。

助力國家碳中和目標：緩解了充電樁大電流充電時對區域電網的沖擊，真正實現“零碳"車用“零碳“電，助力“碳達峰、碳中和"。

六. 結語

面對能源短缺、碳排放及建筑能源供需失衡問題，“光儲直柔"（光伏、儲能、直流配電、柔性交互）作為新型建筑配電系統應運而生，獲政策支持。其有不同直流母線電壓等級與拓撲結構，適配多場景。安科瑞光儲直柔解決方案通過管理系統實現數據監測、功率預測等功能，搭配硬件產品，可帶來新能源發電等收益與環境效益，助力 “雙碳" 目標。