一. 需求背景

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

二. 建筑能源現(xiàn)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(wǎng)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(tǒng)發(fā)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(tǒng)穩(wěn)定性。

光儲直柔得到了業(yè)界廣泛認同和積極響應，國家、各部委、地區(qū)陸續(xù)出臺相關政策支持光儲直柔發(fā)展，形成了良好的政策環(huán)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。“光儲直柔"技術本質是一種構建碳中和目標的新型建筑配電系統(tǒng)

“光"：太陽能光伏發(fā)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(jīng)濟地存儲可再生能源。

“直"：直流配電技術，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)，這種形式簡單、易于控制、傳輸效率高。

“柔"：柔性交互技術，即建筑根據(jù)清潔能源的發(fā)電情況，柔性調節(jié)建筑用電需求，使建筑用電與清潔能源發(fā)電實現(xiàn)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(tǒng)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(tǒng)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(jù)具體需求和系統(tǒng)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(qū)，如居民住宅區(qū)、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(tǒng)的建設初期和過渡期宜采用該網(wǎng)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(yè)園區(qū)、重要負荷區(qū)等供電場所。

4.5. 場景分析

從目前現(xiàn)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(xiāng)村地區(qū)、工業(yè)臺區(qū) 。

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(tǒng)實現(xiàn)微電網(wǎng)園區(qū)與建筑光儲直柔及配電采集監(jiān)視，接入“源網(wǎng)荷儲"等全量運行數(shù)據(jù)，具備園區(qū)與建筑內電能數(shù)據(jù)采集傳輸、存儲展示、狀態(tài)檢測、運行告警等功能，直觀展示系統(tǒng)電量、碳排、設備運行等各類數(shù)據(jù)。

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

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

運行監(jiān)測：支持電站拓撲、設備監(jiān)控、策略執(zhí)行、態(tài)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(guī)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(jiān)測：實現(xiàn)對碳排放多維度多層次動態(tài)監(jiān)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(yōu)化調度：運行策略包括能耗優(yōu)、成本低和碳排放最少的經(jīng)濟優(yōu)化調度以及考慮網(wǎng)供電力平滑與電壓穩(wěn)定的安全運行調度策略、需求側響應等電網(wǎng)互動策略。

5.2 典型配套硬件產品

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。

儲能峰谷套利：通過傳統(tǒng)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(huán)境效益：以光伏裝100kWp的微網(wǎng)系統(tǒng)為例，每年可貢獻新能源電近12萬度，節(jié)約標準煤42噸，減少二氧化碳排放120噸，碳粉塵32噸。

節(jié)約電力設施成本：微網(wǎng)具備光伏與儲能，可節(jié)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(qū)域電網(wǎng)的沖擊，真正實現(xiàn)“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(tǒng)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(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測、功率預測等功能，搭配硬件產品，可帶來新能源發(fā)電等收益與環(huán)境效益，助力 “雙碳" 目標。