峰谷套利+碳减排，光储直柔如何让建筑成为电网“智能调节器”？

一. 需求背景

能源短缺问题日益严重，同时传统能源的消费会带来排放和污染问题；实现碳达峰碳中和目标，能源毋庸置疑是主战场，电力当仁不让是主力军。

二. 建筑能源现有问题：

• 碳排放强度大，减排压力大

• 电气化趋势(电动车、空调)

• 分布式能源(光伏)

• 供电压力、反向调峰

产能与用能时序上的不匹配仍会给电网带来极大负担，针对该问题清华大学江亿院士提出了“光储直柔"新型配电系统发展思路,通过需求侧响应的用电模式提高绿色能源利用率及电力系统稳定性。

光储直柔得到了业界广泛认同和积极响应，国家、各部委、地区陆续出台相关政策支持光储直柔发展，形成了良好的政策环境

三. 光储直柔基本概念

“光储直柔"技术简称PEDF(photovoltaics, energy storage, direct current and flexibility)。是在建筑领域应用太阳能光伏、储能、直流配电和柔性交互四项技术的简称。“光储直柔"技术本质是一种构建碳中和目标的新型建筑配电系统

“光"：太阳能光伏发电技术，特别是屋顶光伏和立面光伏。

“储"：分布式储能技术，主要是电化学储能电池，用于有效、安全、经济地存储可再生能源。

“直"：直流配电技术，即建筑配用电网的形式发生改变，从传统的交流配电网改为采用低压直流配电网，这种形式简单、易于控制、传输效率高。

“柔"：柔性交互技术，即建筑根据清洁能源的发电情况，柔性调节建筑用电需求，使建筑用电与清洁能源发电实现实时匹配。

四. 光储直柔典型拓扑结构

4.1 直流母线电压等级：

• DC 750V：常采用的电压等级。例如，在某些项目中，系统设置了DC 750V的直流母线电压，并通过变换器降压馈出DC 220V的电压等级，以供电给LED灯具等负荷。

• ±375V双极性母线：在一些系统中，采用±375V的双极性母线，这样的设计可以提供两个供电电压层级（即+375V和-375V），有利于简化电压层级并提高供电灵活性。

• 其他电压等级：除了上述常见的电压等级外，根据具体需求和系统设计，还可能采用其他电压等级的直流母线，如DC 480V、DC 600V等。

4.2 用电设备接入电压等级

大功率设备：如空调、充电桩等，可能接入较高的电压等级，如DC 750V或±375V双极性母线中的某一极。

小功率设备：如插座、照明灯具等，可能接入较低的电压等级，如DC 220V或更低的电压等级（如48V以下，以确保安全性）。

4.3 单端单路辐射状结构：适用于一般直流负载集中区，如居民住宅区、电动汽车充电站和功率较大的储能电站等场所，以及直流配电系统的建设初期和过渡期宜采用该网架结构。

4.4 双端结构：具备供电范围大、供电可靠性较高的特点，适用于容量较大、供电可靠性要求较高的场所，如工业园区、重要负荷区等供电场所。

4.5. 场景分析

从目前现有案例来看，“光储直柔"项目建设应用场景大致可以分为四类：城市建筑、交通领域、乡村地区、工业台区 。

五.安科瑞光储直柔解决方案

5.1 平台功能简介

光储直柔管理系统实现微电网园区与建筑光储直柔及配电采集监视，接入“源网荷储"等全量运行数据，具备园区与建筑内电能数据采集传输、存储展示、状态检测、运行告警等功能，直观展示系统电量、碳排、设备运行等各类数据。

以电力系统监控数据为基础，可分系统、多维度展示光储直柔系统运行状态，优化能源消纳效率，提高光储直柔微电网系统经济、安全能源管理与智慧运行水平。

接入能力：支持多种协议与接口设备接入，如101、103、104、Modbus TCP/RTU、MQTT等，并支持第三方协议定制。

运行监测：支持电站拓扑、设备监控、策略执行、态势感知、运行评价等功能。

功率预测：支持分布式光伏、充电站、空调、常规负荷等不同种类能源的分类预测，预测服务涵盖日前及日内多个时间尺度。

碳排监测：实现对碳排放多维度多层次动态监测及追踪溯源，挖掘降碳空间，针对性提出减碳策略，引导用户高效减排。

优化调度：运行策略包括能耗优、成本低和碳排放最少的经济优化调度以及考虑网供电力平滑与电压稳定的安全运行调度策略、需求侧响应等电网互动策略。

5.2 典型配套硬件产品

5.3 收益分析

新能源发电收益：光伏度电成本低，自发自用可节省用电成本;多余电量可以销售给电网，增加发电收益。

储能峰谷套利：通过传统电池储能，梯次储能， V2G移动储能，谷期充电、峰期放电，进一步降低用电成本

V2G放电赚收益：车主在家充电0.5元/度，峰时在公司放电1.1元/度，每天放30度电可赚18元差价，基本赚回电费。

环境效益：以光伏装100kWp的微网系统为例，每年可贡献新能源电近12万度，节约标准煤42吨，减少二氧化碳排放120吨，碳粉尘32吨。

节约电力设施成本：微网具备光伏与储能，可节省充电设备配电增容费用，减少电力投资。

助力国家碳中和目标：缓解了充电桩大电流充电时对区域电网的冲击，真正实现“零碳"车用“零碳“电，助力“碳达峰、碳中和"。

六. 结语

面对能源短缺、碳排放及建筑能源供需失衡问题，“光储直柔"（光伏、储能、直流配电、柔性交互）作为新型建筑配电系统应运而生，获政策支持。其有不同直流母线电压等级与拓扑结构，适配多场景。安科瑞光储直柔解决方案通过管理系统实现数据监测、功率预测等功能，搭配硬件产品，可带来新能源发电等收益与环境效益，助力 “双碳" 目标。