1、 中國光儲直柔建筑發展戰略路徑研究(二期)Research on the Strategic Path of PEDF Buildings in China(Phase II)子課題 2:城市建筑光儲直柔系統構建模式與工程示范 Task 2:PEDF Building System Construction Mode and Engineering Demonstration in Urban Area 深圳市建筑科學研究院股份有限公司深圳市建筑科學研究院股份有限公司 2023 年年 12 月月 15 Shenzhen Institute of Building Research Co.,Lt
2、d Dec 15,2023 致謝致謝 本研究由深圳市建筑科學研究院股份有限公司統籌撰寫,由能源基金會提供資金支持。ACKNOWLEDGEMENT This report is a product of Shenzhen Institute of Building Research Co.,Ltd and is funded by Energy Foundation China.免責聲明免責聲明 -若無特別聲明,報告中陳述的觀點僅代表作者個人意見,不代表能源基金會的觀點。能源基金會不保證本報告中信息及數據的準確性,不對任何人使用本報告引起的后果承擔責任。-凡提及某些公司、產品及服務時,并不意味著
3、它們已為能源基金會所認可或推薦,或優于未提及的其他類似公司、產品及服務。Disclaimer-Unless otherwise specified,the views expressed in this report are those of the authors and do not necessarily represent the views of Energy Foundation China.Energy Foundation China does not guarantee the accuracy of the information and data included in
4、this report and will not be responsible for any liabilities resulting from or related to using this report by any third party.-The mention of specific companies,products and services does not imply that they are endorsed or recommended by Energy Foundation China in preference to others of a similar
5、nature that are not mentioned.1 執行執行摘要摘要 一、一、背景與背景與總體進展總體進展 城市建筑逐步成為能源的消費主體。根據清華大學建筑節能研究中心發布的中國建筑節能年度發展研究報告 2022顯示,2020 年全國建筑運行能耗總量為 10.6 億 tce,占全國能源消費總量比重為21%。2020 年全國建筑運行碳排放總量為 21.8 億 tCO,其中直接碳排放占比 27%,電力相關間接碳排放占比 52%。隨著經濟結構調整,上述比例未來還會進一步提高。中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見明確到 2060 年我國非化石能源消費比重達
6、到80%以上。同時,2030 年前碳達峰行動方案明確提出要提高建筑終端電氣化水平,建設集光伏發電、儲能、直流配電、柔性用電于一體的“光儲直柔”建筑。城鄉建設領域碳達峰實施方案也明確提出推動智能微電網、“光儲直柔”、蓄冷蓄熱、負荷靈活調節、虛擬電廠等技術應用,優先消納可再生能源電力,主動參與電力需求側響應。光儲直柔既是建筑實現建筑自身減排、減少間接碳排放的重要技術,更是與電網互動、解決電力平衡的關鍵技術。中國光儲直柔建筑戰略發展路徑研究一期成果表明:目前以煤電為主的電力系統和未來以風光電為主的電力系統,均可通過光儲直柔技術提供柔性負載解決靈活電源嚴重不足的問題,且光儲直柔將著力解決電力日平衡需求
7、。因此,本項目擬開展城市建筑光儲直柔以“柔”為主,從系統構建方法和示范工程應用推廣兩個方面開展研究工作,具體包括城市建筑光儲直柔技術方案、光儲直柔工程方案咨詢和工程案例集編制 2 等三項具體活動。項目執行周期為 2022 年 8 月至 2023 年 9 月。按照任務書約定,項目已完成城市建筑光儲直柔技術方案、完成光儲直柔工程方案咨詢 6 項,并完成光儲直柔案例集的編制和出版。本項目得到了能源基金會和多位行業專家的支持,執行進展順利,完成任務書約定的工作計劃。二、城市建筑光儲直柔技術方案城市建筑光儲直柔技術方案 項目組以形成“只進不出”的城市光儲直柔技術方案為目標,首先以城市片區(配電臺區)為研
8、究對象,分析了不同片區建筑規劃條件下,區域分布式屋頂光伏的安裝、利用潛力,明確了城市高密度的城市形態下,區域屋頂光伏的安裝容量上限和本地消納能力;其次分析了配電臺區負荷形態對配電臺區一次能源利用效率和配電線路損耗的影響,再次針對某城市規劃片區進行了案例分析,確定區域光伏安裝容量和本地自消納能力,確定了區域配電系統架構和需要配置儲能進行光伏消納的重點項目。通過上述研究,明確了城市區域條件下“只進不出”光儲直柔技術方案的光伏消納目標,并結合實際工程項目規劃和設計對區域“光儲直柔”系統應用進行方案規劃,形成經濟合理的光儲直柔配置方案。2 2.1.1 城市區域光伏安裝潛力評估城市區域光伏安裝潛力評估
9、高密度城市形態下屋頂光伏安裝容量受到建筑相互遮擋關系的影響。整體而言,區域開發強度越大,建筑之間的遮擋情況越嚴重,即建筑容積率和建筑密度越大,屋頂可利用布置太陽能光伏的面積越小。在不同太陽能資源區域內受遮擋影響的程度不同,在全年太陽能總輻射量較大的I類區域內,光伏經濟利用比例受遮擋的影響較小,只在容積率大于 2.5 和建筑密度大于 35%的情況下會有輕微的影響。對于全年太陽能總輻射量較小的III、IV類區域,遮擋的影響非 3 常顯著。同時,也發現在相同太陽能資源區內,屋頂光伏經濟利用比例!與太陽高度角呈正相關,即太陽高度角越大,屋頂光伏經濟利用比例!越高。圖圖 1 1 城市形態對典型城市屋頂光
10、伏利用潛力影響城市形態對典型城市屋頂光伏利用潛力影響 2 2.2.2 城市區域城市區域光伏光伏消納能力分析消納能力分析 本項目以深圳市為例,采用深圳市典型建筑模型,通過改變規劃設計參數得到不同城市區域的規劃方案,并對其全年運行進行模擬,計算不同城市規劃方案的光伏自給率與自用率,比較分析城市形態對可再生能源可利用潛力的影響。整體來看,高開發強度的區域太陽能光伏發電量能夠得到充分的利用,而低開發強度的區域通常會由于區域建筑用電負荷同光伏發電曲線的不匹配導致棄電現象或向電網大量返送電力。其中商業型區域的自用率可高達 98%,說明從充分利用光伏發電的角度來看,商業建筑具有明顯的優勢。其次是居住建筑,居
11、住建筑白天負荷較為均勻,并不存在白天大量浪費光伏發電的情形,因此自用率較高。相比其他類型區域,辦公型區域的光伏自用率只有 86%。辦公類型的建筑雖然在天的時間尺度上用電負荷同光伏發電曲線匹配較好,但在周末和節假日時間辦公類型的建筑用電負荷小,因此從全年的角度來看,辦公建筑為主的區域 4 會出現明顯光伏棄電現象。圖圖 2 2 城市形態對辦公型區域的光伏自給率和自用率城市形態對辦公型區域的光伏自給率和自用率 2 2.3.3 城市區域光儲直柔配置案例城市區域光儲直柔配置案例 本研究以深圳市某片區面積約 1.9 平方公里為研究對象,區域建筑面積約 337 萬,其中北區總建筑面積約 41 萬,包含國際會
12、議區及其高端配套酒店、園林會議區和精品會議樓,南區總建筑面積約 296萬,布局高層辦公、特色商業、酒店、文化、居住及配套設施。本研究首先對區域能耗量和負荷時空分布情況進行了情景分析。根據各類建筑用電負荷情況測算得到區域總體用電量為37432萬kWh,北區占區域總用電量 13%;中區占區域總用電量 87%,負荷呈現北低南高的態勢。北區建筑以會展類建筑負荷為主,全年波動性較大。整體從需求側角度評估,在包括充電樁負荷影響下,該片區尖峰負荷特征明顯,20%尖峰負荷運行時間100h,全年時間占比約 1.1%,有較大的削峰潛力和儲能應用潛力。在建筑光伏安裝利用潛力方面,依據規劃情景,綜合考慮經濟性、5 片
13、區低碳規劃要求,可實現片區可再生能源利用率 5.6%。整體來看,區域光伏安裝容量占區域建筑能耗比例較小,光伏發電都可在本地消納。但區域內會展類型建筑,由于屋頂光伏安裝容量大,使用不規律,因此在非空調季節會有現狀的光伏余電。圖圖 3 3 案例片區案例片區負荷波動和負荷波動和建筑光伏消納情況建筑光伏消納情況 通過對區域負荷和光伏發電的規律的分析,根據每個規劃單元或地塊的建筑負荷特征、光伏資源條件、建筑功能特點,綜合考慮電化學儲能的規劃布局,提出了交直流混合的區域新型配電系統方案。方案根據削峰填谷、容量管理、需求響應、備用電源、光伏消納等不同的應用目的,規劃了各規劃單元或地塊的用戶側儲能形式和容量配
14、置。根據深圳市分時電價政策,在目前不同儲能系統成本條件下,靜態回收期約為 7.4 年,后繼結合用戶側儲能峰谷套利與容量管理,隨著電力輔助服務市場的逐步成熟,需求響應次數的增加,系統的靜態回收期將大幅度縮減。6 圖圖 4 4 案例片區配電系統規劃方案案例片區配電系統規劃方案 三、三、光儲直柔示范工程方案咨詢光儲直柔示范工程方案咨詢 本項目依托中國建筑節能協會光儲直柔專委會組建了行業專家庫?;诠鈨χ比峁こ虘冒咐{研,開展了6項工程光儲直柔技術方案研討與論證。針對每一個工程項目特點及光儲直柔建設目標,在技術方案設計階段定期組織專家評審,識別建筑光伏、建筑儲能、直流配電設計、柔性控制策略等技術應用
15、情況與系統方案的適用性、可行性、經濟性等,提出論證意見與方案優化建議,推動項目建設方實現光儲直柔技術落地實踐。3 3.1.1 行業專家庫組建行業專家庫組建 本項目 2022 年 10 月完成“光儲直柔”行業專家庫第一批專家入庫。第一批 33 位專家,其中 52%來自設計研究院、18%來自高等院校、18%來自終端設備廠家、9%來自地產商、3%來自學協會。圖圖 5 5 光儲直柔專委會智庫專家構成光儲直柔專委會智庫專家構成 7 3 3.2 2 光儲直柔工程論證光儲直柔工程論證 本項目分別于 2022 年 10 月、2023 年 4 月和 2023 年 7 月在北京、深圳和青島三地召開了光儲直柔工程技
16、術方案研討與論證會,分別對6項光儲直柔示范工程方案進行了論證,示范工程類型涵蓋了教育建筑、商業建筑、辦公建筑、居住社區、實驗建筑和市政設施等六類城市建筑。圖圖 6 6 光儲直柔示范工程論證項目光儲直柔示范工程論證項目 3 3.3 3 推廣宣傳推廣宣傳 本項目依托直流建筑聯盟公眾號對光儲直柔工程技術方案專家論證會分別進行了推送,得到了行業內外的廣泛關注和支持,對項目落地具有積極的推動作用。除此以外,論證會的成功舉辦激發了社會對光儲直柔的關注和認識。這將鼓勵企事業單位建設以“光儲直柔”為主要特征的新型建筑電力系統,發展柔性用電建筑,推廣可再生能源建筑應用,為實現能源的高效利用和可持續發展做出了積極
17、貢獻。四、四、光儲直柔工程案例集編制光儲直柔工程案例集編制 本項目于 2023 年 3 月面向全國調研處于已竣工或運行階段的光儲直柔工程應用案例,了解工程分布情況、光儲直柔技術應用現狀;8 調研共收集了 69 個建筑“光儲直柔”案例項目信息。本項目重點選取運行階段的 26 個建筑案例和 1 個即將完成施工的建筑案例開展文案調研,收集了 27 個項目的文字介紹資料。綜合考慮項目建筑類型代表性、項目資料完整性、項目運行效果及項目特色等多方面因素,從已收集文字介紹的 27個項目案例中篩選 17個典型案例開展現場調研考察與數據核實,分析工程案例的技術特點與應用方案等,探討了建筑光儲直柔技術發展路徑,同
18、時開展了項目建設者及專家訪談,傾聽建設者及專家對于光儲直柔建筑規?;l展的建議,并于完成建筑光儲直柔技術與工程案例編制和出版,并入選住房和城鄉建設領域“十四五”重點培訓教材。圖圖 7 7 建筑光儲直柔工程與案例集建筑光儲直柔工程與案例集 4.1 4.1 “光儲直柔光儲直柔”系統系統應用應用分布分布 從太陽能資源利用角度來看,“光儲直柔”主要適用于我國大部分地區,尤其是太陽能資源很豐富的北方嚴寒寒冷地區和太陽能資源豐富的夏熱冬冷(除四川盆地)和夏熱冬暖地區。從建筑類型和建筑規模來看,建筑“光儲直柔”系統正在逐步從新建建筑擴展到既有建筑,從城市辦公建筑推廣至商業建筑、校園、產業園區及農村住宅建筑,
19、從中小型的單體建筑向校園、產業園區規?;瘧冒l展。從負載直流化的成熟度來看,建筑中的照明、空調、IT 類辦公設備及監測展示設備、家用電器及充電樁可以率先直流化。9 圖圖 8 8 調研項目類型和氣候區分布調研項目類型和氣候區分布 4 4.2.2 光伏光伏、儲能、儲能技術應用特征技術應用特征 調研的建筑均采用了太陽能光伏技術,并采用與市政電網并網連接方式,光伏系統形式以 BAPV(光伏附著在建筑上)形式為主,主要是由于 BAPV 形式光伏組件及安裝成本較低,但隨著光伏技術的發展進步,光伏組件的效率逐步提高且成本逐漸下降,BIPV(光伏建筑一體化)將成為未來發展趨勢。光伏組件安裝方式以平面安裝(建筑
20、屋頂或地面停車棚)為主,且多采用高效單晶硅雙面組件,主要是由于水平面上接收到的太陽輻射量大,單晶硅雙面組件效率高,單位面積發電量較大,且單晶硅組件成本較低,投資收益高。調研的“光儲直柔”建筑儲能系統以電池儲能為主,電池類型以磷酸鐵鋰電池為主,其次為鈦酸鋰電池,最后是鉛酸電池和鉛碳電池,說明電化學儲能已成為建筑儲能的主要形式,磷酸鐵鋰、鈦酸鋰等鋰離子電池是建筑中應用較廣泛的電化學儲能類型。儲能系統設計時宜根據儲能系統設計目的和應用場景不同,綜合考慮儲能電池的技術性能及經濟性合理選擇電池類型,對于消納光伏、削峰填谷等能量型儲能系統,宜選擇能量密度高、放電時間較長的電池,對于參與調峰調頻電力輔助服務
21、等功率型儲能系統,宜選擇功率密度大、放電時間較短的電池。10 圖圖 9 9 光伏、光伏、儲能應用類型分布儲能應用類型分布 4 4.3.3 直流直流配電系統技術特征配電系統技術特征 調研的建筑直流配電系統拓撲結構以單極系統為主,電壓層級以兩層為主,不超過三個層級。直流配電系統的拓撲結構、電壓層級和電壓等級的選擇,與系統接入的直流電源(光伏、儲能)和直流用電設備的類型、額定功率、工作電壓范圍存在較大的相關性。當建筑直流用電設備的類型較少、額定功率及電壓范圍差異不大時,宜選擇單級拓撲結構,反之,可根據項目實際情況選擇雙極拓撲結構或根據實際情況增加電壓層級??傮w原則:一是用盡可能少的電壓等級滿足盡可能
22、多的用電設備需求;二是大功率用電設備盡可能選擇工作電壓范圍的較大值,降低電流,減小線纜截面積和線路損耗;三是人員活動區域的小功率設備,盡可能選擇工作電壓范圍的較小值,避免電擊事故可能帶來的人身傷害。(a)拓撲結構和電壓層級 (b)不同直流設備額定電壓 圖圖 1 10 0 建筑直流配電系統拓撲結構與電壓分布建筑直流配電系統拓撲結構與電壓分布 11 4 4.4.4“光儲直柔”系統容量配置“光儲直柔”系統容量配置 建筑中儲能系統配置的目的主要是解決日內建筑用電負荷需求與電力供應不平衡的問題,主要的優化目標通常有節能減排(提高光伏本地消納比例)、經濟性(基于分時電價削峰填谷運行)、電網友好性(減小建筑
23、光伏發電上網對電網的影響,參與電力需求響應及輔助服務提高供電可靠性等)。儲能系統設計時,需綜合考慮不同的優化目標,在進行建筑用電負荷、光伏發電功率逐時預測的基礎上,選取典型日進行光伏發電、用電負荷、市政電網及儲能充/放電功率四者的能量平衡分析,按照日平衡原則來配置儲能容量。建筑與電網交互入口 AC/DC 變換器容量與建筑光伏發電量、建筑用電負荷的關系及建筑光伏消納方式有關,對于光伏發電采用自發自用、本地消納方式的城市建筑,AC/DC 變換器容量需根據典型日從電網取電功率來配置,對于光伏發電采用自發自用、上網輸出為主方式的農村建筑,AC/DC 變換器容量需根據典型日光伏發電上網功率來配置。圖圖
24、1 11 1 電網電網、光伏、儲能、直流負載容量配比關系、光伏、儲能、直流負載容量配比關系 Executive Summary 1.Overall Progress Report This research project focuses on the study of PEDF systems for urban buildings and includes two primary aspects:system construction methodologies and the promotion of demonstration projects.Specific project act
25、ivities include formulating urban building PEDF technology solutions for urban buildings,consulting on PEDF engineering plans,and compiling and publishing PEDF case studies.The project is scheduled to run from August 2022 to September 2023.At the current stage,we have successfully completed the deve
26、lopment of PEDF technology solutions tailored to urban buildings,provided consultation on six PEDF engineering plans,and completed the compilation and publication of a collection of PEDF case studies.With the support of the Energy Foundation and various industry experts,the project has progressed sm
27、oothly and met the tasks and timelines outlined in the project brief.Activity Interim completion final completion Activity 1:PEDF Technology Solutions for Urban Buildings Complete regional PV installation and consumption capacity analysis.Completed the case analysis of PEDF system,and completed the
28、preparation of technical schemes.Activity 2:Consultations on PEDF Engineering Solutions 1)Complete the establishment of expert database;2)Completed 4 project consultations for PEDF system solutions.Completed 6 project consultations for PEDF system solutions.Activity 3:Compilation of PEDF Building Ca
29、se Studies 1)Complete the case collection,text research and site inspection;2)Complete the preparation of the first draft of the PEDF building cases collection.Complete the final draft of the PEDF building cases collection,and complete the publication.Activity 1:PEDF Technology Solutions for Urban B
30、uildings.The project team aims to develop a PEDF technology solution for urban buildings that focuses on inflow-only and without outflow.We first targeted specific urban districts(electricity distribution substation areas)as the subjects of our study.The analysis evaluated the installation and utili
31、zation potential of regional distributed rooftop photovoltaic systems under varying architectural planning conditions for different districts.We determined the upper limit of installation capacities and local absorption capacities for rooftop photovoltaics under high-density urban forms.We then anal
32、yzed the impact of load patterns in the distribution substation area on primary energy use efficiency and distribution line losses.A case study focusing on a specific urban planning district was conducted to determine regional photovoltaic installation capacities and local absorption capabilities,as
33、 well as to identify key projects that require energy storage for photovoltaic absorption.Through the above research on the distribution substation level,we have clarified the photovoltaic absorption targets of PEDF technology solutions under urban conditions that operate on an inflow-only and witho
34、ut outflow principle.In conjunction with actual engineering project planning and design,we conducted solution planning for the application of regional PEDF systems,resulting in economically rational PEDF configuration solutions.Activity 2:Consultations on PEDF Engineering Solutions.The project team
35、worked with the Photovoltaic,Energy Storage,Direct Current,Flexible(PEDF)Committee of the China Association of Building Energy Efficiency(CABEE)to establish a multidisciplinary expert think tank.By soliciting industrial demonstration cases,we invited experts from the think tank to deliberate on the
36、technical solutions.We organized three phases of the PEDF Engineering Technical Solution Expert Review Meetings,where six PEDF demonstration projects were reviewed by experts.These six PEDF demonstration projects cover a range of building types,including commercial,educational,residential,and existi
37、ng office building renovations.Collectively,these projects illustrate the challenges of applying PEDF technology to different building types.Activity 3:Compilation of PEDF Building Case Studies.In order to summarize and compile the research and successful implementation experiences in the field of P
38、EDF buildings,and to provide technical support and practical references for the large-scale promotion of PEDF buildings,the project team,in cooperation with the Photovoltaic,Energy Storage,Direct Current,Flexible(PEDF)Committee of the China Association of Building Energy Efficiency(CABEE),undertook
39、the task of collecting,investigating and compiling case studies of PEDF buildings.A total of 17 exemplary case studies were selected for this compilation through a nationwide case collection and focused on-site investigations of key projects.These cases represent PEDF applications in different clima
40、te zones and building types.The compilation process involved more than 80 participants,including project developers and industry experts,ensuring widespread impact and recognition.2.PEDF Technical Solutions for Urban Buildings The project team aims to develop a PEDF technology solution for urban bui
41、ldings that focuses on inflow-only and without outflow.We first targeted specific urban districts(electricity distribution substation areas)as the subjects of our study.The analysis evaluated the installation and utilization potential of regional distributed rooftop photovoltaic systems under varyin
42、g architectural planning conditions for different districts.We determined the upper limit of installation capacities and local absorption capacities for rooftop photovoltaics under high-density urban forms.We then analyzed the impact of load patterns in the distribution substation area on primary en
43、ergy use efficiency and distribution line losses.A case study focusing on a specific urban planning district was conducted to determine regional photovoltaic installation capacities and local absorption capabilities,as well as to identify key projects that require energy storage for photovoltaic abs
44、orption.Through the above research,we have clarified the photovoltaic absorption targets of PEDF technology solutions under urban conditions that operate on an inflow-only and without outflow principle.In conjunction with actual engineering project planning and design,we conducted solution planning
45、for the application of regional PEDF systems,resulting in economically rational PEDF configuration solutions.2.1 Assessment of PV Installation Potential in Urban Areas In high-density urban configurations,the rooftop PV installation capacity is affected by the mutual shading between buildings.In gen
46、eral,the higher the development intensity of the area,the more severe the shading conditions between buildings.In other words,higher plot ratios and building densities result in less rooftop area that can be effectively used for PV installations.The degree of shading impact varies across different s
47、olar resource zones.In Zone I,where annual total solar irradiance is relatively high,the economic utilization rate of PV is minimally affected by shading,but only in cases where the plot ratio exceeds 2.5 and building density exceeds 35%.For zones with lower total annual solar irradiance,such as Zon
48、e III and IV,the impact of shading is significantly pronounced.Moreover,it was also found that within the same solar resource zone,the economic utilization rate of rooftop PV is positively correlated with the solar elevation angle.That is,the higher the solar elevation angle,the higher the economic
49、utilization rate of rooftop PV.Figure 1.Impact of Urban Morphology on the Potential Use of Rooftop PVs in Typical Cities Zone II Xining Zone III Urumqi Zone IV Harbin Turpan Beijing Shanghai Kunming Shenzhen 2.2 Analysis of PV Absorption Capacity in Urban Areas For this study,Shenzhen serves as the
50、primary case,using typical building models from the city.By changing the planning and design parameters,we generated different urban planning scenarios and simulated their year-round operation.We calculated the self-sufficiency and self-consumption rates of PV energy under these different urban plan
51、ning schemes,and analyzed the influence of urban morphology on the potential for renewable energy use.Overall,high development intensity areas can fully utilize solar PV electricity generation.In contrast,areas with low development intensity often face electricity curtailment or large electricity re
52、turn to the grid due to the mismatch between regional building electricity loads and PV generation curves.In commercial areas,self-consumption can be as high as 98%,indicating a significant advantage for commercial buildings in fully utilizing solar PV energy.Residential buildings follow closely,as
53、their daily loads are fairly constant and there is no significant waste of solar PV power,resulting in high self-consumption rates.Compared to other zone types,office space has a PV self-consumption rate of only 86%.While office buildings generally follow PV generation curves well on a daily time sc
54、ale,they experience lower electricity loads during weekends and holidays.As a result,on an annual basis,zones dominated by office buildings are more likely to experience significant wasted or discarded PV energy.Figure 2:Impact of Urban Morphology on the Self-Sufficiency and Self-Consumption Rates o
55、f PV Energy in Office Zones 2.3 Case Studies on PEDF Configuration in Urban Areas This study focuses on a specific area in Shenzhen City,covering about 1.9 square kilometers,with a total built-up area of about 3.37 million square meters.The northern section of this area has a built-up area of about
56、410,000 square meters,which includes international conference zones,high-end supporting hotels,garden conference areas,and boutique conference buildings.The southern section has a built-up area of about 2.96 million square meters,housing high-rise offices,specialty commercial spaces,hotels,cultural
57、venues,residential areas and supporting facilities.This study first conducted a scenario analysis of the areas energy consumption and the spatiotemporal distribution of the electrical load.According to the load profile of various building types,the total electricity consumption for the area is calcu
58、lated to be 374.32 million kWh,with the northern section accounting for 13%of the total and the central section accounting for 87%.The load distribution shows a lower pattern in the north and a higher pattern in the south.The northern section consists mainly of buildings with exhibition-related load
59、s,which show significant fluctuations throughout the year.An overall assessment of the demand side,including the impact of electric vehicle charging stations,shows that this area has 0%10%20%30%40%50%0.250.270.290.310.330.35光伏自給率%建筑密度1.001.451.902.500%20%40%60%80%100%0.250.270.290.310.330.35光伏自用率%建筑
60、密度1.001.451.902.50(a)(b)0%10%20%30%40%50%1.001.251.501.752.002.252.50光伏自給率%容積率0.250.280.310.350%20%40%60%80%100%1.001.251.501.752.002.252.50光伏自用率%容積率0.250.280.310.35(a)(b)Building Density Building Density PV Self-sufficiency Rate(%)PV Self-sufficiency Rate(%)Floor Area Ratio(FAR)Floor Area Ratio(FAR
61、)PV Self-consumption Rate(%)PV Self-consumption Rate(%)significant peak load characteristics-20 percent of the peak load operates for less than 100 hours,or about 1.1 percent of the total annual time,revealing significant peak shaving and energy storage potential.Regarding the potential for PV insta
62、llation in buildings,under planning scenarios that consider both economic feasibility and low-carbon area requirements,the area can achieve a renewable energy utilization rate of 5.6%.Overall,the proportion of installed PV capacity to the areas total energy consumption is relatively low,allowing all
63、 generated PV electricity to be consumed locally.However,exhibition-type buildings in the area pose challenges due to their substantial rooftop PV capacity and irregular usage patterns,leading to surplus PV electricity during non-air-conditioning seasons.Figure 3.Load Fluctuation and PV Absorption i
64、n the Case Area Through an analysis of regional load patterns and PV generation trends,a novel regional power distribution system that employs a hybrid of alternating current(AC)and direct current(DC)has been developed.This design is tailored to the specific architectural load characteristics,solar
65、resource availability,and functional attributes of each planning unit or parcel.It incorporates electrochemical energy storage planning and is versatile,aimed at multiple application objectives such as peak shaving,capacity management,demand response,backup power sources,and PV absorption.Based on S
66、henzhens time-of-use electricity pricing policy,the static payback period of the storage systems under current cost conditions is estimated to be about 7.4 years.In the future,as user-side storage is used for peak-valley arbitrage and capacity management,and as ancillary electricity service 5%of pea
67、k load operates for 17 hours,accounts for 0.2%of the total annual time.20%of peak load operates for 94 hours,accounts for 1.1%of the total annual time.30%of peak load accounts for 5.5%of the total annual time.Loads(MW)Typical Weekly Electricity Load and PV Generation During Air Conditioning Season B
68、uilding Load PV Generation Electricity Load PV Generation Typical Weekly Electricity Load and PV Generation During Non-Air Conditioning Season PV Generation Electricity Load Building Load PV Generation markets mature,the frequency of demand response is expected to increase.As a result,the static pay
69、back period of the system is expected to decrease significantly.Figure 4.Power Distribution System Planning Scheme for the Case Area 3.Consulting on PEDF Demonstration Engineering Solutions This project relies on an expert database assembled by the Photovoltaic,Energy Storage,Direct Current,Flexible
70、(PEDF)Committee of the China Association of Building Energy Efficiency(CABEE).Drawing upon research and investigation into real-world applications of PEDF engineering,six technical solutions were developed and discussed.For the unique characteristics of each engineering project and the objectives of
71、 PEDF construction,expert reviews are regularly organized during the technical solution design phase.These reviews examine the suitability,feasibility,and cost-effectiveness of building photovoltaic installations,architectural energy storage solutions,DC power distribution design,and flexible contro
72、l strategies.Expert opinions and suggestions for system optimization are provided to facilitate the real-world implementation of PEDF technologies by project developers.3.1 Formation of Industry Expert Database The first phase of the PEDF Industry Expert Database was completed in October 2022.The in
73、itial cadre consists of 33 experts,of which 52%are from design and Moyuan Station Xiangmi Lake Hybrid AC/DC Distribution System Xiangmi Lake Station User Transformer Municipal Transformer Virtual Power Plant Management Center Virtual Power Plant Aggregation Platform System 6 DC Flexible Interconnect
74、ion System 5 Municipal Safe Electricity Usage System 4 PV Storage Charging Station System 3 PV Storage Direct Flexibility/Vehicle-grid Interaction System 2 Peak Shaving and Valley Filling/Emergency Guarantee System 1 Photovoltaic Consumption/Cooling and Heating Storage Rooftop PV Ice Storage Cooling
75、/Air Conditioning Rooftop PV Key Load Distributed Energy Storage Distributed Energy Storage Rooftop PV Charging Pile Municipal PV Distributed Energy Storage Charging Pile Municipal PV Municipal Street Lights research institutes,18%from higher education institutions,18%from end-user device manufactur
76、ers,9%from real estate developers,and 3%from academic associations.Figure 5.Composition of Experts in the PEDF Special Committee Think Tank 3.2 PEDF Engineering Evaluation This project organized discussion and evaluation meetings on the technical solutions of the PEDF engineering in Beijing,Shenzhen
77、,and Qingdao in October 2022,April 2023,and July 2023,respectively.In these meetings,6 PEDF demonstration engineering solutions were evaluated.The types of demonstration projects covered six categories of urban buildings:educational buildings,commercial buildings,office buildings,residential communi
78、ties,experimental buildings,and municipal facilities.Figure 6.Expert Evaluation Project for the PEDF Demonstration Engineering 3.3 Promotion and Publicity Design and Research Institutes:52%Higher Education Institutions:18%Device Manufacturers:18%Real Estate Developers:9%Taikoo Li Sanlitun,Beijing Xi
79、ji County Elementary School,Ningxia Haier Demonstration Lab Future City,Jiading Futian Power Supply Bureau Office Building Shenzhen Qiankeng Water Treatment Plant Academic Associations:3%Using the WeChat Official Account of the Direct Current Buildings Alliance(直流建筑聯盟),this project disseminated info
80、rmation about the expert evaluation meeting on the PEDF engineering technical solutions.This garnered extensive attention and support both within and outside of the industry,which actively promoted the projects implementation.In addition to this,the successful conduct of the expert meeting has raise
81、d public awareness and understanding of PEDF systems.This will encourage businesses and public institutions to construct new building power systems that are mainly characterized by PEDF,promote flexible electricity consumption in buildings,expand the application of renewable energy in architecture,a
82、nd make a positive contribution to the efficient use of energy and sustainable development.4.Compilation of PEDF Engineering Case Studies In March 2023,this project conducted a nationwide survey to investigate completed or operational applications of PEDF engineering projects.The goal was to underst
83、and the distribution of these projects and the current status of PEDF technology applications.The survey collected information on 69 building projects that feature PEDF systems.This project specifically selected 26 operational building cases and one building case nearing construction completion for
84、detailed research.Documentation for these 27 projects was collected,including textual descriptions.After comprehensive evaluation of various factors such as the representativeness of the building types,completeness of the project data,operational performance,and unique features,17 exemplary cases we
85、re selected for on-site research,verification,and data analysis.This allowed for a detailed exploration into the technical characteristics and application schemes of these engineering cases.Furthermore,interviews were conducted with both the developers and field experts.The interviews aimed to gathe
86、r insights and recommendations concerning the scaled development of PEDF buildings.Upon completion of this phase,this project compiled and published a book titled PEDF Technology and Engineering Case Studies in Building Applications,which has been included as a key training material for the 14th Fiv
87、e-Year Plan in the field of housing and urban-rural development.Figure 7.Compilation of PEDF Engineering and Case Studies in Buildings 4.1 Distribution of PEDF System Applications From the perspective of solar energy resource utilization,PEDF systems are primarily suitable for most regions in China,
88、especially in the northern regions with harsh cold climates abundant in solar resources,as well as in areas with hot summers and cold winters(excluding the Sichuan Basin)and hot-summer and warm-winter areas.In terms of building types and scales,PEDF systems are gradually expanding from new construct
89、ions to existing buildings,and from urban office buildings to commercial properties,educational campuses,industrial parks,and rural residential architecture.The application is also growing in scale from individual medium and small-sized buildings to larger campuses and industrial parks.Regarding the
90、 maturity level of DC load,building systems such as lighting,air conditioning,IT office equipment,monitoring and display devices,home appliances,and charging stations can be among the first to be converted to direct current(DC).Ningxia Guyuan Taozhuang Village Community Office Building Shanxi Ruiche
91、ng County Zhuangshang Village Golden Cooperate(Shanxi)PEDF Workshop Building Wuhan Terminus Smart Industry Park Legend Average Abundant Very Abundant Most Abundant Dongguan Southern District Bureau Office Building Zhuhai Gree Photovoltaic Future House IBR Future Complex An Office Building in Shenzhe
92、n Hangzhou Gree Factory in the Greater Jiangdong Area Golden Cooperate(Nanjing)Office Building Shanghai Carbon Cable Energy Office Building Yangtze Delta Region Institute Of Tsinghua University,Zhejiang Tsinghua University Energy-Saving Building Resilient Habitat BBBC CCMH Slanting House Training Ma
93、terial Focusing on the 14th Five-Year Plan in the Field of Housing and Urban-Rural Development Technological and Project Case Studies in PEDF Building Prepared by:China Association of Building Energy Efficiency PEDF Specialized Committee China Architecture&Building Press Figure 8.Distribution of Sur
94、veyed Project Types and Climate Zones 4.2 Characteristics of Photovoltaic and Energy Storage Technology Applications All of the buildings surveyed in this study utilize solar photovoltaic technology and are grid-connected to municipal electricity networks.The predominant form of photovoltaic system
95、is Building-Attached Photovoltaics(BAPV),primarily due to its cost-effective installation and component costs.However,as advancements in photovoltaic technology continue to push the efficiency of solar modules higher while driving costs down,Building-Integrated Photovoltaics(BIPV)are poised to becom
96、e the future trend.The main installation methods for solar modules are flat surface installations,such as building rooftops or ground-level carports.The modules employed are mainly high-efficiency monocrystalline silicon bifacial panels.This choice was driven by the greater amount of solar irradianc
97、e received on horizontal surfaces,coupled with the high-efficiency and cost-effectiveness of monocrystalline silicon components,leading to higher returns on investment.Regarding the energy storage systems in these PEDF Buildings,battery storage is primarily employed.Iron phosphate lithium batteries
98、are the most commonly used,followed by lithium titanate batteries,and lastly lead-acid and lead-carbon batteries.This indicates that electrochemical energy storage has become the main form of energy storage in buildings.Iron phosphate lithium and lithium titanate are among New Construction Renovatio
99、n the most extensively applied electrochemical storage types in buildings.When designing energy storage systems,considerations of the batterys technical performance and economic viability shall be thoroughly evaluated based on the purpose and application scenario.For energy storage systems intended
100、to absorb excess photovoltaic output and manage peak shaving,batteries with high energy density and longer discharge times are preferable.For power-based storage systems that participate in peak load and frequency regulation services,batteries with high power density and shorter discharge times are
101、preferable.Figure 9.Distribution of Photovoltaic and Energy Storage Application Types 4.3 Technical Characteristics of Direct Current(DC)Distribution Systems The DC distribution systems in the buildings surveyed predominantly employ unipolar topologies,with voltage levels primarily set at two tiers
102、and not exceeding three tiers.The choices regarding topology,voltage tiers,and voltage ratings of the DC distribution system are strongly correlated with the types of DC sources(photovoltaics,energy storage)and DC load equipment in terms of their types,rated power,and operating voltage range.When th
103、e variety of DC load equipment in the building is limited,and there is little disparity in rated power and voltage range,a unipolar topology is recommended.Conversely,a bipolar topology or additional voltage tiers can be considered based on the projects specific requirements.The overall guiding prin
104、ciples are as follows:Utilize as few voltage ratings as possible to meet the demands of as many electrical devices as possible;for high-power load equipment,opt for the upper range of the operating voltage to Thin Film Polycrystalline Monocrystalline Vertical Surface Flat Surface Installation Locati
105、on System Type Component Type Lithium Iron Phosphatreduce current,thereby minimizing cable cross-sectional area and line losses;and for low-power devices located in areas where people are active,opt for the lower range of the operating voltage to avoid the risk of electric shock and associated injur
106、ies.(a)Topology and Voltage Tiers(b)Rated Voltage of Different DC Devices Figure 10.Topological Structure and Voltage Distribution in Building DC Distribution Systems 4.4 Capacity Configuration of the PEDF System The primary purpose of energy storage system configuration within buildings is to resol
107、ve the imbalance between intraday building electricity load demand and electricity supply.Key optimization objectives typically include energy savings and emission reduction(by increasing the local absorption rate of photovoltaic power),economic considerations(peak-shaving operations based on time-o
108、f-use electricity pricing),and grid-friendliness(minimizing the impact of building photovoltaic power generation on the grid,participating in demand response and auxiliary services to improve supply reliability).During the design phase of the energy storage system,it is essential to consider these v
109、arious optimization objectives collectively.An energy balance analysis of photovoltaic power generation,electricity load,grid supply,and storage charge/discharge rates shall be conducted based on hourly forecasts on building electricity load and photovoltaic power generation for a typical day.The en
110、ergy storage capacity shall be configured according to daily balance principles.The capacity of the AC/DC converter at the building-grid interface is influenced by the relationship between building Voltage Photovoltaic Energy Storage DC Charging Station DC Air Conditioner Outdoor Unit DC Production
111、Line Other High-Power Monitoring and Display Devices DC Air Conditioner Indoor DC Lighting Other Low-Power Device Type photovoltaic power generation and building electricity load,as well as the manner in which photovoltaic power is consumed within the building.For urban buildings where photovoltaic
112、power generation is mostly for self-consumption and local absorption,the AC/DC converter capacity shall be configured based on the power drawn from the grid for a typical day.For rural buildings where photovoltaic power generation is mostly for self-consumption and grid export,the AC/DC converter ca
113、pacity shall be configured based on the photovoltaic power fed into the grid for a typical day.Figure 11.Ratio of Grid,Photovoltaic,Energy Storage,and DC Load Capacities Rural Residence 4 Rural Residence 3 Rural Residence 2 Rural Residence 1 Industrial Park 3 Industrial Park 2 Industrial Park 1 Camp
114、us Commercial 1 Office 6 Office 5 Office 4 Office 2 Office 1 Photovoltaic power generation for self-consumption,primarily grid-export Photovoltaic power generation for self-consumption,primarily grid-export Photovoltaic power generation for self-consumption,complete local absorption,energy storage p
115、articipating in grid peak shaving Photovoltaic power generation for self-consumption,surplus power to grid,local absorption Photovoltaic power generation for self-consumption,complete local absorption DC Load Energy Storage DC/DC Photovoltaic DC/DC Grid AC/DC 1 目錄目錄 一、研究背景與課題任務研究背景與課題任務.2 1.11.1 研究背
116、景研究背景.2 1.21.2 課題任務課題任務.2 二、城市建筑光儲直柔技術方案城市建筑光儲直柔技術方案.3 2.12.1 城市區域光伏安裝潛力分析城市區域光伏安裝潛力分析.3 2.22.2 城市區域光伏消納潛力分析城市區域光伏消納潛力分析.5 2.32.3 城市光儲直柔系統規劃案例分析城市光儲直柔系統規劃案例分析.12 三、光儲直柔示范工程方案咨詢光儲直柔示范工程方案咨詢.35 3.1 3.1 總體執行情況總體執行情況.35 3.2 3.2 工程方案情況工程方案情況.38 四、光儲直柔工程案例集編制光儲直柔工程案例集編制.65 4.1 4.1 案例集編制背景與進展案例集編制背景與進展.65
117、4.2 4.2 光儲直柔建筑案例特征分析光儲直柔建筑案例特征分析.67 4.3 4.3 部分項目情況簡介部分項目情況簡介.78 五、執行情況總結與后期計劃執行情況總結與后期計劃.88 附件附件 1 1:工程方案咨詢會專家意見:工程方案咨詢會專家意見.90 附件附件 2 2:工程案例項目調研清單:工程案例項目調研清單.96 附件附件 3 3:光儲直柔工程案例集封面和目錄:光儲直柔工程案例集封面和目錄.99 2 一、研究背景與課題任務研究背景與課題任務 1.11.1 研究背景研究背景 城市建筑逐步成為能源的消費主體。根據清華大學建筑節能研究中心發布的中國建筑節能年度發展研究報告 2022顯示,20
118、20 年全國建筑運行能耗總量為 10.6 億 tce,占全國能源消費總量比重為 21%。2020 年全國建筑運行碳排放總量為 21.8 億 tCO,其中直接碳排放占比 27%,電力相關間接碳排放占比52%。隨著經濟結構調整,上述比例未來還會進一步提高。中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見明確到 2060 年我國非化石能源消費比重達到 80%以上。同時,2030 年前碳達峰行動方案明確提出要提高建筑終端電氣化水平,建設集光伏發電、儲能、直流配電、柔性用電于一體的“光儲直柔”建筑。城鄉建設領域碳達峰實施方案也明確提出推動智能微電網、“光儲直柔”、蓄冷蓄熱、負荷靈活
119、調節、虛擬電廠等技術應用,優先消納可再生能源電力,主動參與電力需求側響應。光儲直柔既是建筑實現建筑自身減排、減少間接碳排放的重要技術,更是與電網互動、解決電力平衡的關鍵技術。中國光儲直柔建筑戰略發展路徑研究一期成果表明:目前以煤電為主的電力系統和未來以風光電為主的電力系統,均可通過光儲直柔技術提供柔性負載解決靈活電源嚴重不足的問題,且光儲直柔將著力解決電力日平衡需求。因此,本項目擬開展城市建筑光儲直柔以“柔”為主,重點研究“只進不出”柔性調控技術和建筑電力交互模式,分析不同建筑類型根據電網指令柔性調節的潛力和技術經濟可行性,并開展光儲直柔應用工程案例調研。1.21.2 課題任務課題任務 本項目
120、開展的具體研究工作包含三項活動:“只進不出”光儲直柔技術方案;中國光儲直柔工程應用案例集;光儲直柔工程技術方案咨詢。旨在通過研究不同類型建筑“只進不出”柔性調節的潛力和技術經濟可行性,推動城市建筑光儲直柔技術應用;通過光儲直柔應用工程案例調研,了解中國光儲直柔工程應用現狀,更好地支撐建筑領域碳達峰碳中和目標落實?;顒右唬骸爸贿M不出”光儲直柔技術方案 3 主要產出:不同建筑場景“只進不出”光儲直柔技術方案 主要活動:基于高負荷密度的城市建筑和未來新型電力系統的主要特征,研究建筑光伏與不同類型建筑負荷在電量和逐時規律兩個維度的匹配關系,以及光伏就地消納的技術路徑;在建筑光伏自發自用的基礎上,研究不
121、同類型建筑根據電網指令柔性調節的潛力和技術經濟可行性?;顒佣褐袊鈨χ比峁こ虘冒咐?主要產出:中國光儲直柔工程應用案例集 主要活動:面向全國調研處于已竣工或運行階段的光儲直柔工程應用案例,了解工程分布情況、光儲直柔技術應用現狀;分析不少于 10 項光儲直柔工程案例的技術特點與經濟性等,完成中國光儲直柔工程應用案例集?;顒尤汗鈨χ比峁こ碳夹g方案咨詢 主要產出:光儲直柔工程技術方案論證會 主要活動:基于光儲直柔工程應用案例調研,開展不少于 5 項工程光儲直柔技術方案論證。召開專家評審會,識別建筑光伏、建筑儲能、直流配電設計、柔性控制策略等技術應用情況與系統方案的適用性、可行性、經濟性等。二
122、、城市建筑光儲直柔技術方案城市建筑光儲直柔技術方案 2.12.1 城市區域光伏安裝潛力城市區域光伏安裝潛力分析分析 城市建筑群(區域)光伏可再生能源利用潛力和消納能力評估,即通過理想模型分析了不同規劃條件下,區域建筑可利用屋頂光伏潛力和區域光伏本地消納情況。研究城市規劃層面的協同措施,即在同一供配電臺區下通過規劃參數的調整,提出有利于光伏本地消納的規劃原則。2.2.1 1.1.1 城市條件下區域光伏安裝潛力城市條件下區域光伏安裝潛力 在復雜城市條件下,建筑之間的相互遮擋關系對建筑屋頂受到的輻射量有顯著的影響。從光伏經濟性角度考慮,并非所有的空閑屋面安裝太陽能光伏都能夠在系統壽命周期內產生正收益
123、。在受到遮擋的屋面安裝光伏,有可能其發電經濟收益難于覆蓋其設備初投資,或回收期過長,導致內部收益率低于建設的資金成本,使得屋頂光伏在經濟上不可行。因此,影響光伏安裝潛力的因素 4 包括了建筑之間的遮擋關系、光伏系統單位裝機功率發電收益和光伏系統單位裝機功率初投資三個因素。從環境角度考慮,建筑之間的遮擋關系同樣影響著光伏系統在生命周期內的碳減排效果。如果在受到遮擋嚴重的屋面上安裝光伏系統,其生命周期中的發電量難以抵消其在生產過程消耗的能量,其生命周期的減排量有可能是負值。這與利用光伏系統可再生能源的出發點背道而馳。因此,在城市建筑遮擋關系復雜的條件下,屋頂光伏系統的經濟價值和環境價值都將呈現不均
124、勻分布,不同屋頂的光伏系統安裝潛力也并不相同。因此,需要對光伏系統在生命周期內光伏發電量收益和光伏系統投資平衡所需要的全年累計輻射量,即太陽能光伏經濟輻射強度進行計算分析。本文選擇光伏經濟安裝比例作為評價區域光伏可安裝容量潛力的指標,具體如下式所示:=!(1)建筑密度,%;區域場地面積,m2;建筑密度,%;!全年輻射量達到經濟輻射強度的屋頂面積,m2;公式(1)中經濟輻射強度的確定受到光伏轉換效率、組件壽命、初投資和電價機制或補貼程度等多方面的因素。在本文中為了簡化模型,突出城市形態與可安裝潛力的定量關系,將對相關因素做簡化處理。具體來說,光伏組件轉化效率按照普遍行業準入標準為 18%,光伏組
125、件壽命周期為 15 年;采用分布式光伏系統普遍采用的“自發自用,余電上網”模式,光伏發電替代市政電源平均電價為 0.6 元/kWh,光伏系統初投資為 10801800 元/m2。在上述假設條件下,光伏的經濟輻射強度計算為 1112kWh/(m2a)。2.2.1 1.2 2 城市條件下區域光伏城市條件下區域光伏可利用可利用潛力潛力 光伏發電可利用潛力一般采用光伏發電的自用率和自給率兩個指標描述。自給率是在一定時段內,光伏發電直接被建筑利用的量與建筑用電總量的比值;自用率是光伏直接被建筑利用的量與光伏發電總量的比值,如下式。自給率越高,說明建筑用電中光伏占比越大,利用可再生能源的比例越高。自用率越
126、高,說明光伏發電被利用的占比越大,可再生能源利用率越高。5 =$!,$%&%&(2)=$!,$%&$!,&(&)*+&(3)其中 為光伏發電自給率,%;)*,-.為一段時間內光伏發電中被建筑直接利用的電量,kWh;為一段時間內建筑用電量,kWh;光伏發電自用率,%;)*,/.0.12.為一段時間內光伏系統的理論發電量,kWh;結合圖 2-1 所示太陽能光伏系統發電量與建筑負荷曲線之間的關系可更好的理解自用率和自給率兩者之間的關系。其中 c 區域為建筑用電負荷中由電網供電的電量,b 區域為光伏發電被建筑直接利用的電量,a 區域為光伏發電向電網輸送的電量。由于受天氣的影響,光伏發電的出力也會有很大
127、的隨機性和波動性。即使同一天,太陽能輻射強度變化都不一樣。在分布式光伏大規模利用的情景下,向電網輸送波動性的光伏發電會對電網的母線電壓、調頻、潮流、調峰等造成嚴重的影響。因此,在光伏規?;玫那榫跋?,應優先考慮光伏發電在建筑本地消納,盡可能減小向電網的送電,即優先提高光伏發電的自給率。圖2-1光伏發電出力和用電負荷之間的關系曲線 2.22.2 城市城市區域區域光伏光伏消納消納潛力潛力分析分析 本節將以深圳市為例,采用深圳市典型建筑模型,通過改變規劃設計參數得到不同城市區域的規劃方案,用上述模型對其全年運行進行模擬,計算不同城市規劃方案的光伏自給率與自用率,比較分析城市形態對可再生能源可利用
128、6 潛力的影響。對于一個城市區域而言,是多種類型建筑混合分布。不同類型(或功能)的區域建筑密度及容積率也會有差別。例如辦公型和商業型區域,為了增加建筑面積會提高規劃的建筑密度或者容積率。城市區域主要可分為以下四類:1、居住型:以居住建筑為主的區域空間(比例高于 60%),同時為了保障居民生活需求,配套部分辦公建筑(如物業)以及商業建筑(如超市);2、商業型:以商業建筑為主的區域空間(比例高于 60%),同時配套部分辦公建筑以及少量居住建筑;3、辦公型:以辦公建筑為主的區域空間(比例高于 60%),同時配套部分商業建筑以及少量居住建筑;4、混合型:商業、辦公、居住三類建筑面積都比較平均的區域(比
129、例在20%40%)表 5 所示為四種典型區域的規劃設計參數:建筑混合比例、建筑密度、容積率范圍。通過上述模型求解可以得出光伏發電量,從而來分析規劃設計參數對能源應用的影響 表 2-4 區域類型對應的建筑混合比例 區域類型區域類型 建筑密度建筑密度 容積率容積率 混合度混合度 居?。荷虡I:辦公居?。荷虡I:辦公 居住型居住型 2535%1.02.5 80%:10%:10%商業型商業型 2535%1.02.5 10%:80%:10%辦公型辦公型 2535%1.02.5 10%:10%:80%混合型混合型 2535%1.02.5 30%:30%:40%2 2.2.1.2.1 建筑密度對光伏利用潛力的影
130、響建筑密度對光伏利用潛力的影響 圖 2-8 所示居住型區域的光伏自給率和自用率受建筑密度的影響情況??梢钥闯龉夥越o率隨建筑密度增加而升高,自用率隨著建筑密度增加而下降。對于相同的建筑規模,建筑密度越大意味著建筑屋頂面積的增加,光伏安裝面積與發電量隨之增加,提高了建筑光伏發電的自給比例。同時光伏發電量增加意味著光伏發電曲線與負荷不重合的比例進一步提高,更多的發電無法被使用從而導致自用率下降。當容積率為 1 時,光伏自給率隨著建筑密度增加了 2.2%7(從 17.4%到 19.6%),自用率下降了 2.1%(從 22.1%到 19.0%)。當容積率為2.5 時,光伏自給率同樣增加了近 2.5%(
131、從 11.7%到 13.2%),而自用率下降了5.2%(從 37.2%到 32.0%)。圖 2-8 居住型區域的光伏自給率和自用率,曲線代表不同容積率 圖 2-9 所示商業型區域的光伏自給率和自用率受建筑密度的影響情況。對比可以看出商業型的光伏自給率高于居住型,且自用率較高。主要原因是商業建筑的負荷曲線與光伏發電曲線更吻合,因此自給率和自用率更高。自給率最高可達到 47.1%,最低情形自用率也能達到 93.0%。建筑密度對太陽能光伏利用的影響并不顯著,尤其是對容積率很高的情形。當容積率為 2.5 時,自給率提升了 4%,自用率幾乎不受影響。圖 2-9 商業型區域的光伏自給率和自用率,曲線代表不
132、同容積率 圖 2-10 所示辦公型區域的光伏自給率和自用率受建筑密度的影響情況。對比發現辦公型和商業型光伏利用受建筑密度的影響趨勢相同,辦公型的自給率較高且自用率較低。這是因為即使辦公建筑和商業建筑有著相似的負荷曲線(白天負荷高且平穩,夜晚負荷低),而辦公建筑在周末會處于負荷較小的休息狀態,因此總負荷小于商業建筑。該區域可達到 50%以上的自給率,而自用率則為 80%左右。8 圖 2-10 辦公型區域的光伏自給率和自用率,曲線代表不同容積率 圖 2-11 所示混合型區域的光伏自給率和自用率受建筑密度的影響情況??梢钥闯龌旌闲蛥^域既能保持較高的光伏自給率,又能保持光伏自用率不至下降過快。當容積率
133、為 1.0 時,自給率由 34.3%上升到 42.3%,自用率在 65.7%到62.0%之間變化。當容積率為 2.5 時,自給率由 15.5%上升到 19.5%,自用率則不低于 72.0%。圖 2-11 混合型區域的光伏自給率和自用率,曲線代表不同容積率 2 2.2.2.2.2 容積率對光伏利用潛力的影響容積率對光伏利用潛力的影響 圖 2-12 所示居住型區域的光伏自給率和自用率受容積率的影響情況。對比可發現,建筑容積率的影響將遠大于建筑密度,并且光伏自給率隨容積率增加而下降,自用率隨容積率增加而升高。這是因為容積率越大意味著建筑負荷越大,而光伏面積和發電量不發生變化,所以該參數的提高降低了光
134、伏發電自給率,提高了自用率??梢钥闯鋈莘e率的增加降低了 7%左右的自給率,同時提高了 13%左右的自用率。9 圖 2-12 居住型區域的光伏自給率和自用率,曲線代表不同建筑密度 圖 2-13 所示商業型區域的光伏自給率和自用率受容積率的影響情況??梢钥闯錾虡I型區域光伏利用受建筑容積率影響小于居住型區域。這是因為商業建筑的光伏利用率比居住建筑高,建筑負荷的增加對改變這一比值作用不大。因此自用率的增加僅為 7%,幾乎為居住建筑的一半。圖 2-13 商業型區域的光伏自給率和自用率,曲線代表不同建筑密度 圖 2-14 所示辦公型區域的光伏自給率和自用率受容積率的影響情況。值得一提的是該區域的光伏自給率
135、高于 20%,自用率甚至低于 80%。進一步證明了辦公類建筑在周末休息日負荷較小時浪費了大量的光伏發電,可以有針對性的在規劃中降低辦公建筑比例來提高光伏自用率。10 圖 2-14 辦公型區域的光伏自給率和自用率,曲線代表不同建筑密度 圖 2-15 所示混合型區域的光伏自給率和自用率受容積率的影響情況。該類區域光伏自給率大于 15%,自用率大于 62%。隨著容積率的增加,自用率可以達到 71.4%。圖 2-15 混合型區域的光伏自給率和自用率,曲線代表不同建筑密度 2 2.2.3.2.3 混合度對光伏利用潛力的影響混合度對光伏利用潛力的影響 建筑混合度的變化與區域類型有關。分別為每種區域類型選擇
136、兩種不同的混合度組合,因此四種類型共對應有八種案例,具體的建筑比例見表 6 所示。例如案例 1、2 同屬于居住型區域,其中案例 1 表示混合度不高,更偏向居住功能的區域;案例 2 表示居住比例不高,更偏向混合型的區域。定義案例 1 和 2是居住型;案例 3 和 4 是商業型;案例 5 和 6 是辦公型;案例 7 和 8 是混合型。以此類推確定案例中建筑比例,規定區域的容積率為 2.5,通過模擬計算全年區可再生能源利用情況。表 2-5 不同建筑混合度下的區域光伏自給率和自用率 序號 混合度 建筑密度 居?。荷虡I:辦公居?。荷虡I:辦公 0.25 0.30 0.35 自給率 自用率 自給率 自用率
137、自給率 自用率 11 1 1 80%:10%:10%12.6%49.5%13.1%48.4%13.7%47.3%2 2 60%:20%:20%13.6%60.4%14.2%59.5%15.0%58.5%3 3 10%:80%:10%14.2%92.5%15.1%92.3%16.1%92.0%4 4 20%:60%:20%14.4%84.9%15.2%84.5%16.1%84.1%5 5 10%:10%:80%16.6%82.7%17.5%82.0%18.5%81.2%6 6 20%:20%:60%15.7%79.4%16.6%78.6%17.5%77.9%7 7 33%:33%:33%14.6
138、%75.0%15.4%74.3%16.3%73.5%8 8 40%:30%:30%14.4%71.3%15.1%70.5%16.0%69.8%圖 2-16、2-17 分別展示了光伏自給率和自用率受區域建筑混合度的影響??梢钥闯龉夥越o率不超過 35%,且辦公型區域的光伏自給率最高(案例 5、6),這與前文分析結果一致。居住型區域的光伏自給率最低(案例 1、2),這是由于該類型建筑的負荷與光伏發電曲線不一致導致。商業型和混合型區域的光伏自給率受建筑混合度的影響不大。對于光伏自用率而言,除了居住型區域(案例 1、2),其他情形的自用率都在 60%以上。其中商業型區域的自用率可高達 90.4%,說明
139、從充分利用光伏發電的角度來看,商業建筑具有明顯的優勢。其次是辦公建筑,這是因為該建筑也具有白天負荷量大的特點,并不存在大量浪費光伏發電的情形,因此自用率較高。居住建筑白天負荷較低,則會因為光伏發電無法被使用降低其自用率,因此居住型區域的光伏用電只有 37%51%??紤]上述光伏浪費的情形,可以采用儲能對其剩余電能進行儲存,夜間再釋放給用戶從而提高光伏利用率。同時也可以采用上網售電作為解決方案。12 圖 2-16 混合度對區域光伏自給率的影響 圖 2-17 混合度對區域光伏自用率的影響 2.32.3 城市光儲直柔系統規劃案例分析城市光儲直柔系統規劃案例分析 2 2.3.1.3.1 規劃規劃范圍與范
140、圍與市政條件市政條件 示范片區城市設計研究范圍主要包括示范片區北、中兩個片區。北至僑香路、南至深南大道、西至示范片區路、東至香梅路,包括示范片區北區(不含現狀居住區)、中區,面積約 1.9 平方公里,建筑面積約 337 萬,其中北區總建筑面積約 41 萬,南區總建筑面積約 296 萬。北區目標為復合型高端會議交流平臺,包含國際會議區及其高端配套酒店、園林會議區和精品會議樓,總建筑面積 41 萬。會議中心主要用于承接重大國事活動,主席團圓桌會議、會議配套高端酒店,滿足市、區兩會要求。中區功能布局及主導功能分為東、中、西三部分,總占地面積 68.5 公頃。中區目標為“品字形”公共文化設施的三大場館
141、,三大場館包括改革開放博物館、金融文化中心、國際演藝中心,緊鄰深南大道,呈“品”字型在中區排列。中區西側布局辦公、商業、酒店、文化及配套設施。中區東側布局辦公、特色商業、酒店、文化、居住及配套設施;現狀規劃大廈南側布局低密度、特色鮮明的商業活力街區。13 圖 2-18 總體布局 福田區示范片區供電面積 4.9 平方公里,2021 年區域最高用電負荷 75.78兆瓦,均為 A+類供電區域,示范片區電網 CO2 排放量約為 4.09 萬噸,綠電比例約為 75%。片區內部暫無電源,福田區內僅有一座電源,為南天燃氣電廠,裝機總容量為 243MW?,F狀區域供電變電站共計 10 座,實際供電能力1444.
142、5MW。供電中壓網格有 4 個,中壓供電線路 28 回。低壓網格有 39 個,配變 203 臺,配變容量為 192.92MVA。為支撐示范片區發展,總體供電保障策略分為近期和中遠期。近期目標保障過渡期間重點項目高質量供電需求,重點打通現有電力通道堵點,特別是示范片區新金融區外圍主干道、跨主干道、地鐵通道的十字路口等,滿足重要用戶或敏感用戶供電高可靠性要求,保障區域重要用戶和敏感用戶供電電源或線路來自不同路徑。中遠期結合實際發展情況按需及時投產變電站?!笆逦濉逼陂g亟需投產3 座 110 千伏變電站,建議先投產金融街#1 站,其次金融街#2 站,最后投產金 14 融街南站并配套建設電力廊道,以保
143、障近期重要公共建筑安全可靠用電需求和前期開發建設順暢實施;構建清潔低碳、安全高效的能源體系。從“源網荷儲”側挖掘低碳手段,打造新型以新能源為主體的國際領先智慧新型電力系統,持續保障重要用戶或敏感用戶供電高可靠性要求。圖 2-19 變電站分布及電纜路線 片區停車泊位按低值配建,考慮會議會展等特殊的功能需求,部分地塊配建標準相應提高,北區和中區總配建停車泊位約 1.4 萬個。北區停車配建:考慮到滿足國務與政務會議期間停車供應,配建停車位取上限,停車位約為 1500個;中區停車配建:經測算,示范片區中區停車泊位需求在 1.08 萬-1.6 萬之間,考慮周邊軌道公交發展,道路供應有限,建議適度控制停車
144、配建,并通過公共停車場平衡,則示范片區中區停車泊位約為 1.25 萬個泊位。示范片區中區在低配建標準基礎上,利用公共停車場進行調控,以支撐金融街有效運作,建議設公共停車泊位約 600 個,分 2 處設置。15 圖 2-20 各地塊停車位數量規劃 2 2.3.2.3.2 區域區域用用電電負荷測算負荷測算分析分析 2.3.2.1 2.3.2.1 各類建筑用電負荷情況各類建筑用電負荷情況 本項目建筑用電負荷強度主要依據深圳市大型公共建筑能耗監測平臺數據。建筑類型涵蓋了辦公建筑、商業建筑、會議展覽建筑、文化建筑、綜合建筑以及其他建筑等。結合本項目建筑類型特點,分析各類建筑全年能耗情況,如圖 2-21
145、所示。圖 2-21 各類建筑全年能耗指標 從圖 2-21 中可看出,商業建筑全年能耗最高,約 196kWh/;其次為酒店建筑,全年建筑能耗約 127kWh/;住宅建筑全年能耗最低,約 42kWh/?;谏钲谑写笮凸芎谋O測平臺的建筑全年逐時能耗數據,對不同類型 16 建筑的典型日(夏至日及冬至日)及典型日所在周逐時用電負荷特征進行分析,如圖 2-22 所示。圖 2-22a 辦公建筑典型日用電負荷特征 圖 2-22b 商業建筑典型日用電負荷特征圖 2-22c 會議展覽建筑典型日用電負荷特征 17 圖 2-22d 住宅建筑典型日用電負荷特征 圖 2-22e 酒店建筑典型日用電負荷特征 圖 2-2
146、2f 文化建筑典型日用電負荷特征 從圖 2-22 中可看出,辦公建筑夏季典型工作日負荷最高時刻主要在 13點,用電負荷密度約為 29W/,非工作日逐時用電負荷特征曲線與工作日相似,負荷最高時刻用電負荷密度約為 15W/;冬季典型日逐時用電負荷特征曲線相對平緩,整體用電負荷密度約為 5W/。商業建筑夏季典型日負荷最高時刻主要在 19 點,用電負荷密度約為 59W/;冬季典型日逐時用電負荷特征曲線與工作日相似,最高時刻用電負荷密度約為 28W/。會議展覽建筑夏季典型 18 工作日負荷最高時刻主要在 12 點,用電負荷密度約為 50140W/,當有展覽活動時,用電負荷強度較大,無展覽活動時,用電負荷
147、強度較??;冬季典型日逐時用電負荷特征曲線相對平緩,整體用電負荷密度約為 5W/。住宅建筑夏季典型日負荷最高時刻主要在 20 點,用電負荷密度約為 35W/,7 點至 19 點因大部分住宅人員不在室內,基本上無建筑能耗;冬季典型日逐時用電負荷特征曲線與工作日相似,最高時刻用電負荷密度約為 14W/。酒店建筑夏季典型日負荷最高時刻主要在 22 點,用電負荷密度約為 28W/;冬季典型日逐時用電負荷特征曲線與工作日相似,最高時刻用電負荷密度約為 10W/。文化建筑夏季典型工作日負荷最高時刻主要在 9 點,用電負荷密度約為 25W/,非工作日逐時用電負荷特征曲線與工作日相似,負荷最高時刻用電負荷密度約
148、為 20W/;冬季典型日逐時用電負荷特征曲線相對平緩,整體用電負荷密度約為 5W/。整體上各類建筑的峰谷比相對較大,低谷時段負荷較低,有較大的削峰潛力和儲能應用潛力。3 3.2.2.2.2.2.2 區域用電區域用電負荷負荷空間空間分布分布 本項目設計研究范圍主要包括示范片區北、中兩個片區,總用地面積約 52萬,總建筑面積約 358 萬。其中,北區用電面積約 18 萬,總建筑面積約41 萬;中區用電面積約 34 萬,總建筑面積約 317 萬。根據各類建筑用電負荷情況測算得到區域總體用電量為 37432 萬 kWh,北區年總用電量為 4825萬 kWh,占區域總用電量 13%;中區年總用電量為 3
149、2607 萬 kWh,占區域總用電量 87%。項目各地塊建筑用電負荷情況如圖 2-23 所示。19 圖 2-23 各地塊建筑用電強度空間分布 2 2.3.2.3.3.2.3 區域用電負荷時間區域用電負荷時間分布分布 由于項目區域各地塊建設時序不同,國家、廣東省及深圳市等相關綠色低碳政策和規定持續更新,為貫徹落實國家和地方相關政策要求,進一步提升本市建筑節能水平,根據各類建筑用電負荷情況,分析不同情景之下各類建筑用電負荷情況,如表 2-6 及圖 2-24 所示。其中,情景 1 為滿足建筑節能與可再生能源利用通用規范GB55015-2021 要求的區域用電負荷情況,情景 2 和情景3 分別為滿足近
150、零能耗建筑技術標準GB/T 51350-2019 中超低能耗建筑和近零能耗建筑要求的區域用電負荷情況。表 2-6 不同情景下各類建筑全年能耗指標 建筑類型建筑類型 辦公辦公 商業商業 會議展覽會議展覽 住宅住宅 酒店酒店 文化設施文化設施 商業文化商業文化 地下商業地下商業 現狀值現狀值(kWh/)91 196 109 42 127 84 84 196 情景情景1(kWh/)73 157 87 34 102 67 67 157 情景情景2(kWh/)64 137 76 30 89 58 58 137 情景情景3(kWh/)55 118 66 25 76 50 50 118 20 圖 2-24
151、不同情景下各類建筑全年能耗情況 根據不同情景下各類建筑全年能耗情況,分析不同情景下區域建筑用電負荷情況,如表 2-7 及圖 2-25 所示。其中,區域總體監測現狀年用電量為 37432萬 kWh,峰值負荷 122.8MW;情景 1 年用電量為 30103 萬 kWh,峰值負荷98.2MW;情景 2 年用電量為 26418 萬 kWh,峰值負荷 85.9MW;情景 3 年用電量為 22633 萬 kWh,峰值負荷 73.6MW。北區監測現狀年用電量為 4828 萬 kWh,峰值負荷 39.3MW;情景 1 年用電量為 3860 萬 kWh,峰值負荷 31.9MW;情景 2 年用電量為 3377
152、萬 kWh,峰值負荷 27.9MW;情景 3 年用電量為 2895 萬 kWh;峰值負荷 23.9MW。中區監測現狀年用電量為 32607 萬 kWh,峰值負荷 91.5MW;情景 1 年用電量為 26244 萬 kWh,峰值負荷 73.2MW;情景 2 年用電量為 23041 萬kWh,峰值負荷 64.1MW;情景 3 年用電量為 19738 萬 kWh;峰值負荷 54.9MW。表 2-7 不同情景下各區域建筑用電負荷分布情況 地塊分區地塊分區 監測監測現狀值現狀值 情景情景1 情景情景2 情景情景3 北區北區(萬(萬kWh)4825 3860 3377 2895 中區中區(萬(萬kWh)3
153、2607 26244 23041 19738 區域區域總體總體(萬(萬kWh)37432 30103 26418 22633 21 圖 2-25a 不同情景下北區建筑全年用電負荷密度 圖 2-25b 不同情景下中區建筑全年用電負荷密度 圖 2-25c 不同情景下區域總體建筑全年用電負荷密度 根據電力規劃,電力需求持續增長,至 2025 年,示范片區負荷約為 157 兆瓦,至 2035 年負荷約為 305 兆瓦。從需求側角度評估,在包括充電樁負荷影響下,示范片區尖峰負荷特征明顯,20%尖峰負荷運行時間100h,全年時間占比約 1.1%。22 圖 2-26 示范片區建筑負荷時間分布趨勢 圖 2-2
154、7 示范片區全年建筑逐時負荷分布 2 2.3.3.3.3 區域建筑區域建筑太陽能光伏太陽能光伏容量容量和消納分析和消納分析 本項目屋頂光伏安裝面積為 85151(按可利用屋頂面積的 50%),立面光伏安裝面積為 33331(按立面年輻射量大于 850kWh/的立面面積的10%)。根據屋頂及立面的全年太陽輻射模擬分析結果(如圖 2-28 所示),按屋面光伏組件發電效率 20%及立面光伏組件發電效率 15%進行計算,得到項目北區整體光伏裝機容量為 3.67MWp,年光伏發電量為 409.46 萬 kWh;中區整體光伏裝機容量為 13.32MWp,年光伏發電量為 1179.56 萬 kWh;項目整體
155、光伏裝機容量為 16.99MWp,年光伏發電量為 1589.02 萬 kWh。23 圖 2-28a 屋面太陽輻射模擬示意圖 圖 2-28b 立面太陽輻射模擬示意圖 24 圖 2-28c 片區整體太陽輻射模擬示意圖 表 2-8 區域建筑光伏發電情況 北區整體光伏測算情況北區整體光伏測算情況 光伏安裝面積()裝機容量(MWp)光伏發電量(萬 kWh)屋面屋面 20645 4.13 403.06 立面立面 0 0 0 整體整體 20645 4.13 403.06 中區整體光伏測算情況中區整體光伏測算情況 光伏安裝面積()裝機容量(MWp)光伏發電量(萬 kWh)屋面屋面 64506 12.90 12
156、17.49 立面立面 33331 5.00 342.62 整體整體 97837 17.90 1560.11 項目整體光伏測算情況項目整體光伏測算情況 光伏安裝面積()裝機容量(MWp)光伏發電量(萬 kWh)屋面屋面 85151 17.03 1620.55 立面立面 33331 5.00 342.62 整體整體 118482 22.03 1963.17 根據建筑光伏發電情況,結合各地塊深圳市公共建筑節能設計標準(深標情景)及規劃定位要求(規劃情景)要求,分析得到各地塊太陽能光伏裝機容量及可再生能源利用情況,如表 2-8 及圖 2-29、圖 2-30、圖 2-31 所示。25 圖 2-29 各地
157、塊規劃情景下光伏裝機容量 圖 2-30 各地塊規劃情景下可再生能源利用率 26 圖 2-31 各地塊規劃情景下可再生能源潛力布局示意圖 2.3.4 2.3.4 用戶側儲能系統用戶側儲能系統 2 2.3.4.1.3.4.1 儲能儲能應用場景應用場景 用戶側儲能應用場景主要包括:削峰填谷、容量管理、需求響應、備用電源、光伏消納等。示范片區根據每個柔性單元或地塊的建筑負荷特征、光伏資源條件、建筑功能特點,綜合考慮電化學儲能的規劃布局。根據不同的應用場景與目的,儲能主要分為功率型應用、容量型應用、以及作為備用電源的應急保障型應用。表 2-9 用戶側儲能應用場景 商業模式商業模式 應用場景應用場景 應用
158、類型應用類型 削峰填谷 商業/辦公建筑 容量型 需量調節 會展類建筑 功率型 需求側響應 各類建筑 功率型/容量型 新能源消納 用能強度低/光伏容量大 容量型 27 備用電源 各類建筑 功率型/容量型 削峰填谷:2022 年開始深圳的電價增加尖峰期,對應的時間段也進行了相應的調整。峰時段為 10-12 點、14-19 點;谷時段為 0-8 點;其余時段為平段。深圳地區峰平谷比價為 1.53:1:0.32。非深圳地區峰平谷比價為1.7:1:0.38。尖段電價執行時間為 7 月、8 月和 9 月三個整月,以及其他月份中日最高氣溫達到 35及以上的高溫天。執行時段為 11-12 時、15-17 時共
159、三個小時。尖段電價在上述峰谷分時電價的峰段電價基礎上上浮 25%。用戶側儲能系統在電價谷時從電網購買低價電能,在電價峰時或尖峰時供給給負載使用,從而減少企業電費支出。圖 2-32 削峰填谷場景示意 容量管理:容量管理:兩部制電價包含電量電價和容量電價,電量電價根據用戶的實際用電量計算,容量電價可以選擇按照變壓器固定容量計算或者按照變壓器最大需量計算。兩種電費分別計算后相加,即為用戶所應付的全部電費。采用兩部制電價的電費成本計算方法工商業儲能系統功率可以在負載用電峰值時,可以替代變壓器容量,降低變壓器總體容量需求的作用,從而減少變壓器擴容建設成本以及后期的固定容量電費或者最大需量電費。針對電力負
160、荷容量不充足,又有大量充電樁建設的工商業場景,可以免除變壓器擴容帶來的長周期和高昂費用,通過儲能系統即可實現動態擴容。28 圖 2-33 需量管理場景示意 備用電源備用電源:示范片區包含金融總部、國際會議、高端酒店等重點場所,對電網連續性要求較高,用戶側儲能系統在極端情況電網停電時,可以作為備用電源,可以替代傳統的 UPS 電源的功能,為建筑的重點負荷提供后備電源保障,應對突發停電事故。圖 2-34 備用電源場景示意 光伏消納:光伏消納:針對光伏發電出力曲線和負載消耗曲線存在時空上的不匹配,在光伏發電輸出較大時,將暫時無法自用的電能儲存到電池中,在光伏發電輸出不足時,將電池中的電能釋放給電力負
161、荷使用,實現對光伏電源的“削峰填谷”,最大化提升光伏發電的自發自用比例,最大化降低用電成本。圖 2-35 光伏消納場景示意 需求響應:需求響應:片區內用戶側儲能通過一體化負荷聚合平臺,根據需求響應指 29 令,參與電力市場、輔助服務市場等交易,進一步提升投資收益。圖 2-36 需求響應場景示意 2 2.3.4.2.3.4.2 儲能儲能經濟性分析經濟性分析 用戶側儲能系統不同于大規模儲能調峰調頻電站,它的主要目的是利用電網峰谷差價來實現投資回報,主要負荷是滿足自身內部的電力需求,實現光伏發電最大化自發自用,或者通過峰谷價差套利。在全國各地區峰谷價差拉大、增設尖峰電價的政策下,用戶側安裝儲能的經濟
162、性已顯著增強。未來,隨著電力市場的加速構建、虛擬電廠技術的成熟應用,電力現貨交易及電力輔助服務也將成為用戶側儲能的盈利渠道。隨著儲能電池成本的降低,儲能系統的投資成本必然更加優化,用戶側儲能的市場的潛力將會進一步得到激發。圖 2-37 各省市地區峰谷電價差 根據深圳市分時電價政策,結合用戶側儲能峰谷套利與容量管理,隨著需求響應次數的增加,用戶側儲能系統的靜態回收期將大幅度縮減,在目前不同儲能系統成本條件下,靜態回收期約為 7.4 年1.3 年。30 圖 2-38 儲能不同盈利模式(靜態回收期)2 2.3.4.3.3.4.3 儲能系統容量測算儲能系統容量測算 以北區某地塊為例,建筑功能主要為會議
163、中心與酒店,總建筑面積約 37 萬,容積率分別為 4.24 和 1.99。項目太陽能光伏裝機容量約 1.8MW,酒店負荷穩定,基礎負荷有利于光伏消納,可實現光伏本地 100%消納。同時會展典型日負荷峰值高、用電負荷波動性較大,對光伏消納和經濟運行都有不利影響,其尖峰負荷特征如下圖所示,基于削峰容量管理與應急保障需求,建議配置功率型儲能(2MW/2MWh)。圖 2-39 典型地塊尖峰負荷特征曲線 31 圖 2-40 空調季典型周用電負荷與光伏發電 表 2-10 儲能配置建議 20%20%尖尖峰負荷峰負荷 地塊內光地塊內光伏出力伏出力 二期二期 直流柔性互聯直流柔性互聯 儲能配置儲能配置(功率型)
164、(功率型)盈利模式盈利模式 4.7MW 0.9MW 光伏功率支持 儲能功率支持 2MW/2MWh 峰谷套利 容量管理需求響應 1MW 1MW 以北區二期某地塊為例,建筑功能為主為國際會議中心與酒店,總建筑面積約 4.1 萬,容積率分別為 0.45 和 0.57。建筑布局分散、用電強度低,根據太陽能光伏布局潛力分析,該地塊合計規劃太陽能光伏裝機容量 1.8MW,因此對于過渡季、非空調季,光伏發電量高于建筑用電量,需要重點考慮容量型儲能移峰填谷。圖 2-41 空調季典型周用電負荷與光伏發電曲線 32 圖 2-42 非空調季典型周用電負荷與光伏發電曲線 典型日典型日 建筑用建筑用電量電量 KWh/d
165、KWh/d 光伏發光伏發電量電量 KWh/dKWh/d 光伏余光伏余量量 KWh/dKWh/d 直流柔直流柔性互聯性互聯(5G5G 基基站用站用電)電)剩余剩余余量余量 無日照期無日照期間建筑用間建筑用電量電量KWh/dKWh/d 儲能配儲能配置置(容量(容量型)型)盈利盈利模式模式 夏季最大負荷日 15251 7766-646 1600 4479 1MW/2MWh 峰谷套利+需求響應 過渡季典型日 5678 6149-3414 1600 1814 2256 冬季典型日 5582 5571-3208 1600 1608 2869 示范片區中區主要功能為金融總部、商業辦公等,對電網連續性要求較高
166、,用戶側儲能系統在極端情況電網停電時,可以作為備用電源,可以替代傳統的 UPS 電源的功能,為建筑的重點負荷提供后備電源保障,應對突發停電事故。因此對于中區內地塊,通過設置應急保障型電化學儲能,以滿足其備用電源的需求。為保障中區約 10%重點負荷,連續供電 60 分鐘以上,中區合計配置6.4MW/6.4NMh 電化學儲能。結合柔性單元調節需求與配電系統架構,預留儲能配置空間,引導多元儲能場景,片區電化學儲能規劃布局約 9.7MW/10.7MWh。33 圖 2-43 各地塊電化學儲能布局示意圖 2 2.3.4.4.3.4.4 充電樁等效儲能容量測算充電樁等效儲能容量測算 示范片區根據交通規劃將設
167、置 1.4 萬個停車位,北區預計設置 1500 個停車位,包含一個超級快充站和一個光儲充一體化站;中區預計設置 1.25 萬個停車位,包含中區和西區的兩個公共停車場停車位。電力規劃按照 7800 個充電樁進行規劃,我們將 7800 個充電樁分配到每個地塊。充電樁全部按照有序充電樁設計,其中每個地塊 10%的充電樁為 20kW 的雙向直流充電樁;其余 90%的充電樁均為 7kW 的交流充電樁;超級快充站配置有 4 個充電功率為 600kW 的超充樁;光儲充一體化站有 8 個 120kW 的公共交通充電樁和 8 個 60kW 的快充充電樁。充電樁考慮同時使用情況,設置同時使用系數 0.4,即充電樁
168、的峰值充電功率為該地塊總容量的 40%。有序充電最低功率為各類充電樁功率的 50%,放電功率為 100%,各類充電樁充電功率、有序充電功率和放電功率如下表所示。充電樁類型充電樁類型 充電功率充電功率 有序充電最低有序充電最低 功率功率 放電功率放電功率 7kW交流充電樁交流充電樁 7kW 3.5kW-10kW直流充電樁直流充電樁 10kW 5 kW 10kW 60kW社會快充樁社會快充樁 60kW 30 kW 60kW 120kW公共快充樁公共快充樁 120kW 60 kW 120kW 600kW超充樁超充樁 600kW 300 kW 600kW 34 有序充電時間和有序放電時間設置為 8:0
169、0 19:00,假定在電力緊張的峰價時間 1012 時和 1418 時的有序充電功率為最低值 50%,平價時間有序充電功率為 70%;在電力緊張的峰價時間 1012 時和 1418 時的有序放電功率為最大值 100%,平價時間有序放電功率為 70%。示范片區在有序充放電基礎上,試點 V2B/V2G 模式,挖掘充電樁可調資源,規劃可調負荷約 10MW。充分利用建筑變壓器容量資源,通過電動車有序充電、雙向充放電與建筑用電負荷協同,增加建筑用電柔性,并提升建筑用電應急保障、減少電網增容壓力。圖 2-44 有序充電與 V2G 布局示意 2 2.3.5.3.5 區域“光儲直柔”新型能源區域“光儲直柔”新
170、型能源系統系統架構架構 構建城市區域“光儲直柔”新型能源系統,通過技術引領、項目支撐、先行先試、場景示范,體現世界一流未來城市發展理念,推動能源高質量發展。示范片區新型能源系統,通過區域負荷聚集與虛擬電廠建設,聚合片區 50MW 以上柔性資源,消除區域 30%以上尖峰負荷,優化電網峰谷負荷,延緩或減少電 35 網投資建設。l 聚合區域可調資源潛力50MW(消除區域 30%以上尖峰負荷)l 可再生能源利用率達到 5.6%l 主動有效降低度電成本及動態碳排放責任因子 通過對區域負荷和光伏發電的規律的分析,根據每個規劃單元或地塊的建筑負荷特征、光伏資源條件、建筑功能特點,綜合考慮電化學儲能的規劃布局
171、,提出了交直流混合的區域新型配電系統方案。方案根據削峰填谷、容量管理、需求響應、備用電源、光伏消納等不同的應用目的,規劃了各規劃單元或地塊的用戶側儲能形式和容量配置。根據深圳市分時電價政策,在目前不同儲能系統成本條件下,靜態回收期約為 7.4 年,后繼結合用戶側儲能峰谷套利與容量管理,隨著電力輔助服務市場的逐步成熟,需求響應次數的增加,系統的靜態回收期將大幅度縮減。圖 2-45 新型能源系統架構 三、光儲直柔示范工程方案咨詢光儲直柔示范工程方案咨詢 3 3.1.1 執行執行組織組織情況情況 3.1.1 3.1.1 方案論證會組織方案論證會組織 隨著國家雙碳“1+N”政策體系的構建,光儲直柔作為
172、城鄉建設領域綠色節能低碳發展的重要技術日益受到關注。為更好地響應國務院關于印發 2030 年 36 前碳達峰行動方案的通知“提高建筑終端電氣化水平,建設集光伏發電、儲能、直流配電、柔性用電于一體的光儲直柔建筑”的相關要求。截至 2023 年 4月,在能源基金會支持下,中國建筑節能協會光儲直柔專業委員會共組織兩期“光儲直柔工程技術方案專家論證會”,通過征集行業內工程示范案例,邀請專家對技術方案進行論證,推進光儲直柔技術在工程上的應用與推廣。2022 年 10 月 20 日,光儲直柔工程技術方案專家論證會(第一期)在北京召開。論證會由中國建筑節能協會光儲直柔專業委員會郝斌秘書長主持。論證會邀請了
173、9 位行業專家,分別為清華大學江億院士、中國建筑節能協會倪江波副會長、清華大學楊旭東教授、清華大學劉曉華教授、北京交通大學童亦斌副教授、中國中建設計研究院有限公司電氣總工韓占強、北京市建筑設計研究院有限公司副總工逄京、國網能源研究院教授級高工代賢忠、中國建筑節能協會光儲直柔專業委員會郝斌秘書長。圖 3-1 第一期專家論證會現場專家 第一期論證會就北京三里屯太古里北區直流微電網工程項目以及寧夏回族自治區西吉縣偏城鄉中心小學光儲直柔項目的技術方案展開了專家論證。圖 3-2 北京三里屯太古里和寧夏西吉縣偏城鄉中心小學匯報 2023 年 4 月 14 日,光儲直柔工程技術方案專家論證會(第二期)在深圳
174、未來大廈召開。論證會由中國建筑節能協會光儲直柔專業委員會郝斌秘書長主持,能源基金會高級項目專員付穎雨進行了致辭。會議邀請了 9 位行業專家,37 分別為清華大學楊旭東教授、香港理工大學王盛衛教授、北京交通大學童亦斌副教授、中國家用電器研究院劉挺院長、國家發展和改革委員會能源研究所張建國副研究員、中國科學院廣州能源研究所舒杰研究員、中國工程研究院有限公司周輝副所長、中國建筑科學研究院陳曦教授級高級工程師、大金(中國)投資有限公司鐘鳴部長。圖 3-3 第二期專家論證會現場專家 第二期論證會由深圳供電局有限公司技術專家王靜對深圳市福田供電局辦公樓光儲直柔改造項目進行了匯報,萬科集團技術經理吳軼群及技
175、術支撐單位電氣部負責人鄧梓荃對嘉定未來城市光儲直柔項目進行了匯報。各位專家在聽取了項目匯報后,對項目技術方案進行了質詢,項目組與專家充分交換了意見,同時專家對項目下一步工作提出了寶貴的優化建議,為行業提供更多可參考的工程應用經驗,助推光儲直柔行業發展。2023 年 8 月 2 日第三期“光儲直柔工程技術方案專家論證會在青島海爾國創實驗室召開,論證會對“深圳茜坑水廠光儲直柔項目”及“海爾光儲直柔工程示范實驗室”分別進行方案論證。3.1.2 3.1.2 宣傳推廣情況宣傳推廣情況 直流建筑聯盟公眾號對兩期光儲直柔工程技術方案專家論證會分別進行了推送,得到了行業內外的廣泛關注和支持,對項目落地具有積極
176、的推動作用,為光儲直柔技術的實際應用提供了有力的支持和推廣。除此以外,論證會的成功舉辦激發了社會對光儲直柔的關注和認識。這將鼓勵企事業單位建設以“光儲直柔”為主要特征的新型建筑電力系統,發展柔性用電建筑,推廣可再生能源建筑應用,為實現能源的高效利用和可持續發展做出了積極貢獻。38 圖 3-6 光儲直柔工程技術方案專家論證會推送情況 3 3.2.2 工程方案情況工程方案情況 3 3.2.1.2.1 三里屯太古里直流微電網設計三里屯太古里直流微電網設計 (1)項目概況)項目概況 三里屯太古里是由太古房地產開發的商業綜合體項目,位于北京市朝陽區工體北路與三里屯路交匯處,項目占地 5.3 萬平方米,由
177、 19 座低密度的當代建筑布局而成。三里屯太古里的定位是綜合休閑娛樂區,它包括了世界一、二線知名品牌的旗艦店、各國美食以及獨具特色的五星級精品酒店,吸引著來自四面八方的藝術家、文人和游客。三里屯太古里直流微電網項目包含三里屯太古里北區 15#樓、紅館及北區地下車庫直流配電間。其中 15 號樓,建筑高度 16.78 米,地上 4 層,地下 1層,總建筑面積 2141.51 平方米,地上 1727.63 平方米,地下 413.88 平方米,為原址重建商業建筑。紅館地上 2 層,地下 0 層,總建筑面積 989 平方米,為既有建筑。北區地下車庫為二期建設內容包含直流控制室和地下車庫直流雙向充電樁。三
178、里屯太古里直流微電網項目光儲直柔范圍覆蓋兩棟商業建筑和部分地下車庫,配電系統采用交直流混合供電,其中直流系統采用交流電網、光伏、儲能等多種能源接入,為樓宇的供電可靠性提供保障;項目整體定位不僅能實現基本的光伏發電和直流供電功能,還具備開放的控制接口,可根據園區需要靈活設計和調整控制策略來實現園區互聯互通,滿足建筑電網取電與直流配電系統的聯合調度。各組成部分通過直流母線相連,在光儲直柔控制器的協調下運 39 行工作,提升光伏發電就地消納利用率,降低各設備電能變換損耗,且可形成柔性可控的電網微節點,成為未來智能電網的重要組成部分,具有科技示范意義和推廣價值。本項目選取能源資源消費和碳排放相對集中、
179、建筑業態功能多樣、負荷需求波動大及社會影響力大的商業建筑場景,集成應用零碳規劃設計方法、超低能耗建筑技術、可再生能源利用以及“光儲直柔”新型電力系統等零碳建筑關鍵技術,實現運行階段零碳商業建筑建設目標。本項目達到國內首個“光儲直柔”三星級標準的商業示范建筑,同時項目運行按照“峰、谷、尖、平”電價柔性調節,實現用電經濟性建筑與城市電網互動,通過柔性電網取電消納綠色電力。圖 3-7 三里屯太古里項目位置 本項目采用環形聯接園區型直流微電網,進一步提高供電可靠性,后期系統擴展更加靈活。各樓間采用雙向隔離型 DC/DC 進行互聯,將大型直流微網隔離區分為互不直連的小型直流微網,降低一處故障導致全網癱瘓
180、的概率,同時DC/DC 可以精準的控制功率的流向和大小,軟硬件協同充分保障項目可靠運行。(2)光儲直柔架構光儲直柔架構 15#樓直流配電架構如下圖:40 16#樓直流配電系統架構如下圖:園區光儲直柔架構如下:(3)系統配置系統配置 15 號樓直流母線通過七臺 30kW AC/DC 變換器連接交流側三相 AC380V;通過一臺 50kW DC/DC 變換器連接 15 號樓屋頂光伏匯流箱,通過一臺 10kW 41 DC/DC 變換器連接 15 號樓屋頂測試區光伏;通過五臺 30kW DC/DC 儲能變換器連接儲能電源;通過四臺 30kW DC/DC 變換器轉換母線電壓;預留兩臺30kWDC/DC
181、變換器,正向 30kW,反向 30kW,為園區互聯使用。紅館直流母線通過四臺 30kW AC/DC 變換器連接交流側三相 AC380V;通過一臺 50kW DC/DC 變換器連接屋頂光伏匯流箱;通過一臺 30kW DC/DC 變換器轉換母線電壓;預留四臺 30kWDC/DC 變換器,正向 60kW,反向 60kW,為與 15 號樓互聯使用;預留四臺 30kWDC/DC 變換器,正向 60kW,反向60kW,為與北區地庫互聯使用。(4)經濟性分析經濟性分析 根據北京市非居民銷售電價表可知一般工商業 1-10 千伏電壓等級的電價及業主下半年的直購電價,光伏發電時間大部分處于高峰電價時段,可估算本項
182、目自用電價平均約為 0.992 元/KWh;15#樓屋頂安裝太陽能發電組件 240,安裝容量約 46.965 KWp,年發電量5.17 萬 KWh;16#屋頂安裝太陽能發電組件 300,安裝容量約 51.59KWp,年發電量 5.72 萬 KWh??傆嬆旯澕s電費 10.8 萬元。柔性電網取電,靈活運用集中式儲能削峰填谷平抑電價,實現度電成本最低,儲能電池在電價低谷充電,高峰及尖峰供電,按照度電節約 0.611 元估算,年節約電費 6.69 萬元。3.2.2 3.2.2 寧夏回族自治區西吉縣偏城鄉中心小學項目寧夏回族自治區西吉縣偏城鄉中心小學項目 (1)項目概況項目概況 1 棟教學樓,包括#1
183、號教學樓、#2 號教學樓和連廊,建筑面積 3193.26。建筑層數地上 3 層,建筑高度 15.468 米,項目建成后包括 24 間教室,3 42 間辦公室,3 間衛生間,可滿足 600 多名師生日常教學活動及行政辦公。圖 3-8 小學項目外觀 本項目在充分借鑒了傳統建筑的能源利用方式和建造方式的基礎上,擬集成采用六項主要技術,分別為:DC&AC 配電系統、光伏直驅采暖、太陽能+水源熱泵+空氣源熱泵采暖、光伏直流照明、建筑光伏一體化模塊化設計與應用和建筑主體結構關鍵節點模塊化設計與應用。圖 3-9 小學項目技術應用示意圖 六項主要技術的應用的設想主要包括:通過建筑直流配電、儲能和光伏直驅終端設
184、備等技術的應用,不斷提高建 43 筑光伏電力的效率和靈活性,持續挖掘建筑光伏電力的價值幅度;研究適宜于鄉村建設領域應用的光伏建筑一體化產品,通過模塊化設計方式提高建筑光伏一體化工程技術水平、降低建筑光伏一體化綜合建設成本,致力于創造出一種可代替當前鄉村建筑的集成化建筑光伏成套房屋產品,引領一種新的房屋建造和消費理念。(2)主要技術主要技術 本項目擬采用市電交流電源和光伏直流電源相結合、以光伏直流電源為主,配置一定容量儲能電源的供電方式。教學樓配電系統設置為 DC220V 和AC380V 雙母線,DC220V 母線為樓內的主要負荷即直流電暖器和直流燈具供電,AC380V 母線為除主要負荷以外的其
185、他一般設備供電;光伏直流電源(裝機容量約 158.4kW)通過光伏 DC/DC 變換器接入直流母線,儲能電源通過雙向 DC/DC 換流器接入直流母線;光伏電源優先向直流母線供電,多余時可向儲能電源充電或并網發電;本項目儲能容量為 38kWh。圖 3-10 小學項目配電系統示意圖 1)光伏直驅供暖光伏直驅供暖 本項目#1 號教學樓擬全部采用光伏直驅供暖,供暖總面積 1166.5,終端取暖設備為石墨烯直流電直熱器。序序號號 房間房間 房間尺寸房間尺寸長長寬寬()()單間面單間面積積()()房間房間數量數量 采暖設備選型采暖設備選型 供電電壓供電電壓 功率功率 設備設備數量數量 1 教室 9x7.2
186、m 64.8 4間 796*190*670mm DC220-300V 1600w(12-15)12臺 2 會議室 9.0 x10.2m 91.8 1間 796*190*670mm DC220-300V 1600w(12-15)4臺 44 1 教室 9x7.2m 64.8 4間 796*190*670mm DC220-300V 1600w(12-15)12臺 1 教室 9x7.2m 64.8 5間 796*190*670mm DC220-300V 1600w(12-15)15臺 2 教室休息室 9x4.3m 38.7 1間 786*210*526mm DC220-300V 2000w(18-20
187、)2臺 圖 3-11 光伏直驅取暖器產品示意圖 石墨烯直流電直熱器主要由光伏直流電源通過 DC220V 母線向其供電。光伏電站裝機容量 158.4kW,石墨烯電直熱器總功率 72.8kW,光伏輸出效率達到 50%的情況下即可完全滿足光伏直驅供暖的用電需求;同時,通過室內溫控以及同開率等智能化控制方式,可一進步節約供暖電力。按照本項目 2:1 的配置比例,直驅供暖可實現 100%由光伏供給。2)太陽能太陽能+空氣源熱泵空氣源熱泵+水源熱泵供暖水源熱泵供暖 太陽能+水源熱泵+空氣源熱泵清潔供熱系統由平板式太陽能熱水器、水源熱泵及空氣源熱泵組成,平板式太陽能熱水器是系統的主要低溫熱源,空氣源熱泵為輔
188、助熱源。本項目#2 號教學樓擬采用太陽能+水源熱泵+空氣源熱泵供暖,供暖總面積 1165.5,終端散熱設備普通暖氣片。45 序號序號 設備設備/材料材料 規格型號規格型號 單位單位 數量數量 1 平板式太陽能集熱器 2000*1000*85 140 2 水源熱泵 30 匹 臺 1 3 空氣源熱泵 60 匹 臺 1 圖 3-12 太陽能+水源熱泵+空氣源熱泵清潔供熱系統 3)光伏直流照明光伏直流照明 本項目#1 號教學樓、#2 號教學樓、連廊以及應急和消防照明全部采用直流 46 燈具,并使用光伏直流電源供電。直流燈具主要由光伏直流電源通過 DC220V 母線向其供電。光伏電站裝機容量 158.4
189、kW,直流燈具總功率 15.07kW,光伏電站對直流燈具完全可實現 100%的充足電力保證。圖 3-13 光伏直流照明 4)建筑光伏一體化模塊化設計與應用建筑光伏一體化模塊化設計與應用 本項目中,光伏建筑一體化技術是指光伏組件作為建筑材料,替代傳統瓦片與建筑屋面一體化結合。圖 3-14 光伏建筑一體化實現方式 本技術借鑒了傳統瓦片通過搭接方式實現防水功能的特點,通過模塊化設計思路進行了光伏瓦構件的創新設計和產品開發。47 圖 3-15 光伏建筑一體化實現方式 5)建筑主體結構關鍵節點模塊化設計與應用建筑主體結構關鍵節點模塊化設計與應用 為了實現由砌筑式建筑向成套房屋產品的轉變,基于模塊化設計理
190、念,本項目在采用鋼結構作為主體結構的基礎上,擬對結構連接的關鍵節點實施模塊化改造和新產品開發。雙向構件 三向構件 多向構件 異向構件 圖 3-17 建筑主體結構關鍵節點 48(3)經濟性分析經濟性分析 1 1)光伏直驅供暖)光伏直驅供暖 A 建設費用:光伏裝機容量與直流電散熱器功率比為 2:1,即每 2kW 光伏可 100%滿足 1kW 直流電散熱器的電能需求;同時,由于冬季采暖期光伏出力占全年總量的比例為 30%(冬季日照時間約為全年的 30%),即將光伏電站總投資的 30%折算為采暖設備建設投資,則每 1kW 光伏直驅采暖總投資(含配套光伏電站)約為 3300 元,72.8kW 總投資約為
191、 24 萬元。B 運行費用:按照當前光伏電力 0.15 元/kWh 的光伏度電成本,以及學校每天供熱時間 8 小時計算,1kW 電直熱器每天的的運行費用約為 1.2 元,本項目光伏直驅供暖年運營費用約為 1.3 萬元。2 2)太陽能太陽能+空氣源熱泵空氣源熱泵+水源熱泵供暖水源熱泵供暖 A 建設費用:本項目太陽能+空氣源熱泵+水源熱泵總投資約 45 萬元,約為電采暖總費用支出的 1.87 倍。B 運行費用:按照居民電價 0.4486 元/kWh 計算,系統年耗電量約為 3.6 萬kWh,年運行費用約為 1.6 萬元,約為光伏直驅電采暖的 1.23 倍。3 3)建筑光伏一體化模塊化設計與應用建筑
192、光伏一體化模塊化設計與應用 材料和成本優勢:光伏瓦構件選用了 ASA+PVC 材料,強度、使用壽命等完全符合建筑瓦片的要求,但相對于現行的金屬光伏瓦構件,具有顯著的成本優勢。產品名稱產品名稱 關鍵性能指關鍵性能指標名稱標名稱 計劃達到的指標計劃達到的指標指指 材質規格材質規格 備注備注 光伏覆疊瓦 精密精度 150 微米 ASA+PVC/ABS/鋁合金 光伏與建筑實現高精密度一體化結合,防水性能超過傳統建材。光伏豎向導水瓦 精密精度 150 微米 ASA+PVC/ABS/鋁合金 光伏專用連接件 精密精度 150 微米 ABS 4 4)光伏直驅供暖的優勢和發展方向光伏直驅供暖的優勢和發展方向 A
193、 A 本項目兩種供暖方式對比本項目兩種供暖方式對比 對比項目對比項目 技術類型技術類型 建設費用建設費用 運行費用運行費用 對比結論對比結論 49 光伏直驅采暖 24 萬元 1.31.3 萬萬 元/年 光伏直驅采暖建設費用與空氣源熱泵基本持平,約為太陽能+水源熱泵+空氣源熱泵的 55%光伏直驅采暖的運行費用最低,約為空氣與熱泵的 43%,太陽能+水源熱泵+空氣源熱泵的 81%太陽能+水源熱泵+空氣源熱泵 45 萬元 1.61.6 萬萬 元/年 空氣源熱泵采暖 25 萬元 3.03.0 萬萬 元/年 B 光伏直驅供暖運行費用優勢:光伏直驅供暖運行費用優勢:長期來看,能源價格總體上將處于上漲態勢、
194、常規能源價格漲幅將高于光伏電力的上漲比例,光伏電力與常規電力的相對價差將持續擴大,即光伏直驅采暖運行費用的優勢將愈加顯著。C 光伏直驅供暖未來的發展方向:光伏直驅供暖未來的發展方向:空氣源熱泵的輸出效率可以達到 200%(COP 大于 2)以上,未來還將不斷提高,但電直熱轉換效率永遠不可能超過100%。光伏電力的度電成本優勢和空氣源熱泵的效率優勢相結合,將使得光伏直驅動采暖運行費用進一步凸顯,從而成為最具市場前景的清潔能源供熱方式。因此,未來光伏直驅采暖的研究方向將重點聚焦于光伏直驅+直流空氣源熱泵的技術研究和示范應用。(4)社會效益社會效益 本項目所述的六項主要技術不僅適合于公共建筑,更適合
195、應用在鄉村住宅建設領域,多項先進技術集成應用,既可以彌補農村建筑尤其是鄉村住宅在能源利用條件方面的短板,有效提高鄉村住宅的居住舒適性,也可優化我國實施鄉村振興戰略的基礎條件;又可大幅提高建筑本體的質量和安全標準,提升鄉村建筑的資產價值。具有顯著的經濟和社會效益。A 有助于促進鄉村建筑產業的變革:有助于促進鄉村建筑產業的變革:鄉村建筑業可實現由傳統建造方式向可再生能源模塊化建筑成套房屋產品的轉變。B 有助于節約社會資源:有助于節約社會資源:可促使能源、建筑材料等在鄉村建設領域實現集約化、高質量的發展,大幅節約社會資源。C 有助于刺激、釋放社會消費總需求:有助于刺激、釋放社會消費總需求:我國正在全
196、面實施鄉村振興戰略,城鄉經濟差異日益縮小,農村居民文化素質日益提升,具有提高消費水平的潛力和改善生活條件的能力。本產品作為資產類別的家庭開支,能有效刺激社會消費總需求,促進鄉村經濟的發展進步。50 3 3.2.3.2.3 上海嘉定未來城市上海嘉定未來城市項目項目 (1)項目概況項目概況 本項目為上海萬科嘉定未來城市項目 A20 地塊市集,為 2 層公共建筑,建筑面積約 3100 平方米,建筑高度 14.5 米;業態為社區配套商業,主要為餐飲、休閑為主。本工程在地下 1 層設一個直流配電間,一個儲能電池室。圖 3-18 嘉定未來城市項目總平面(2)建設目標建設目標 萬科作為房地產頭部企業在現階段
197、在上海率先實踐實驗光儲直柔商業化應用,回應政府碳達峰政策要求,順應引領行業發展趨勢,同時也為日后規?;瘡娭茟秒A段積累經驗。圖 3-19 嘉定未來城市項目目標 (3)光儲直柔架構光儲直柔架構 51 圖 3-20 嘉定未來城市項目直流配電系統圖 (4)配置清單配置清單 增量增量投資投資 子系統名稱子系統名稱 子系統容量子系統容量 子系統單價子系統單價 子系統估價子系統估價(kW)/項(元)(萬元)直流直流 配電配電 AC/DC 變換器 250.0 300.0 7.5 AC750/DC375 變換器 90.0 500.0 4.5 光伏 DC/DC 變換器 180.0 500.0 9.0 儲能 DC
198、/DC 變換器 40.0 500.0 2.0 DC750 出線柜 2.0 200000.0 40.0 DC375 出線柜 1.0 150000.0 15.0 控制系統 1.0 250000.0 25.0 合計 103.0 (5)系統投資系統投資與收益估算與收益估算 序號序號 增量投資增量投資 金額金額 單位面積單位面積增量成本增量成本 使用壽命使用壽命(萬元)(元/平米)(年)1 直流配電系統 103.0 332 20 52 2 電化學儲能 20.0 65 8 3 直流終端電器(空調、照明、插座)55.8 180 20 4 充電樁 20.0 65 20 5 屋頂光伏 101.4 327 20
199、合合計:計:合計:合計:199 641 備注:投資統計不含光伏系統,光伏按園區統一考慮。表 光儲直柔系統收益估算 投投資資 收收益益 年基礎能耗年基礎能耗電費電費 基本容量費基本容量費 光伏直接上光伏直接上網收益網收益 不含光伏上不含光伏上網后電費網后電費 扣除光伏上扣除光伏上網后電費網后電費 (萬元/年)(萬元)(萬元/年)(萬元/年)(萬元/年)24.0 11.9 6.1 35.9 29.8 儲能減少基本容量費 光伏減少基本容量費 光伏自用收益 蓄能峰谷收益 光儲直柔后電費 合計節約電費(萬元/年)(萬元/年)(萬元/年)(萬元/年)(萬元/年)(萬元/年)1.9 2.9 11.4 5.2
200、 14.6 15.2 3 3.2.2.4.4 福田供電局大樓福田供電局大樓光儲直柔項目光儲直柔項目 (1)項目概況項目概況 深圳福田供電局辦公樓位于福田區中航路 44 號,占地面積 5065 平方米。本次可改造區域為辦公樓 19 層的辦公樓部分(不包括 220kV 變電站設備用房)和宿舍樓一層,可改造區域總建筑面積約 4383 平方米。其中:辦公樓地上9 層,建筑面積為 3996 平方米,其中地上 1 層主要為營業廳,28 層為辦公區域,9 層為展廳及員工活動室。建筑現狀立面圖如圖 3-26 所示。圖3-21 建筑現狀立面圖 53(2)項目目標項目目標 綜合考慮既有建筑近零碳改造技術示范和南網
201、科技項目新技術實驗示范要求,開展光儲直柔近零碳建筑技術、建筑低壓直流配電技術、建與筑電網柔性光儲直柔近零碳建筑技術、建筑低壓直流配電技術、建與筑電網柔性互動技術、電動車與電網互動技術互動技術、電動車與電網互動技術的綜合應用示范和驗證。具體如下:光儲直柔建筑,針對以新能源為主體新型電力系統對城市電網的要求,充分利用城市建筑既有條件,通過增加光伏發電裝機容量和電動車直接消納等通過增加光伏發電裝機容量和電動車直接消納等方式主動降低碳排放方式主動降低碳排放,同時利用電動車充電和空調等負荷的柔性控制,改善建筑負荷參與電網需求響應的性能;低壓直流配用電,采用直流連接光伏、電動車充電樁、儲能和直流電器,發揮
202、直流系統效率優勢,降低光伏發電、儲能和電動車充電等用電環節間的損耗,提高光伏發電利用效率;電網電網-建筑建筑-光伏光伏-電動車多元互動,電動車多元互動,充分發揮低壓直流系統高效和靈活的特點,針對用戶側電網電能質量治理、高品質供電、負荷特性優化等多樣化需求,構建更加簡潔靈活的多元互動關系,提升綜合能源服務內涵和收益;直流安全可靠用電,采用 IT 接地、特低電壓和智能化保護等措施,更好地滿足民用建筑對用電安全性能的要求,利用儲能提高重要負荷的供電可靠性,改善用戶體驗;支持開放接入的直流系統智能控制和保護策略,基于通用變換器模塊采取模塊化方式組合,利用復合節點控制、暫態功率補償和最簡單保護技術,解決
203、開放直流母線系統復雜工況、多變換器功率協調控制和故障保護問題,提高系統的穩定性和可靠性;功率主動響應,利用直流母線電壓變化傳遞功率需求信息,實現分布式發電、儲能和用電設備主動響應,簡化用戶側能量管理和功率調節實現方式,更好地適應建筑場景應用的要求;綜合監控,對系統的總體運行情況進行集中監控,通過指標顯示系統的整體運行狀態,具備控制策略開放接口,滿足建筑負荷柔性控制和 V2G 技術研究和實驗分析要求。(3)預期效果預期效果 光儲直柔系統主要通過采用光伏系統接入直流系統方式,同時接入直流負 54 載可控設備,每年光伏發電量 4.84 萬 kWh,可使建筑總能耗比改造前降低7%,年節約用電量 4.8
204、4 萬 kWh,每年減少二氧化碳排放 22 噸。(4)光儲直柔系統架構光儲直柔系統架構 本項目計劃設計建設一套“光儲直柔”系統,實現建筑低壓直流配用電技術、電動車 V2G 技術,以及建筑與電網柔性互動技術綜合應用,通過實驗示范對相關技術進行檢驗。本項目光儲直柔系統采用單極結構,直流母線電壓采用DC750V/DC375V/DC48V 三級?!肮鈨χ比帷毕到y整體結構如下圖 3-22 所示。圖3-22 光儲直柔系統拓撲結構示意圖(5)系統配置系統配置 本項目擬建設的“光儲直柔”系統以直流組網電源為核心,通過直流連接光伏陣列、分布式儲能、單向和雙向 V2G 充電樁、直流空調、直流照明以及直流展示區的直
205、流電器等設備,其中光伏部分分為兩個區域,辦公樓屋頂光伏組件通過交流逆變器直接與辦公樓交流配電系統相連接,容量為 32kWp,籃球場車頂光伏與消防室西立面光伏接入直流系統中,容量為 21kWp。表3-6光儲直柔系統容量配置序號序號 名稱名稱 規格規格/功能功能 1 直流組網電源直流組網電源 AC380V/DC750V:100kW DC750V/DC375V:60kW 2 光伏發電光伏發電 交流光伏 32kWp 直流光伏 21kWp 3 分布式儲能分布式儲能 13.2kWh/10kW 鈦酸鋰電池 55 4 V2GV2G 充電樁充電樁 單向柔性充電樁,1 樁 2 槍20kW 雙向 V2G 充電樁,1
206、 樁 2 槍20kW 5 直流電器直流電器 直流電器設備總功率:約 53kW DC750V,空調室外機:3*13.02kW DC375V,新風室外機:2*6.2kW DC375V,新風室內機:2*0.35kW DC48V,空調室內機:0.672kW 6 直流路燈智能箱直流路燈智能箱 供電電壓 48V,功率 2.5kW 直流組網電源 直流組網電源是“光儲直柔”各部分單元的能量核心,由直流組網電源建立750Vdc 和 375Vdc 兩級開放式直流母線,電網額定功率 60kW,配置10kW/13.2kWh 鋰離子電池儲能,接入實際光伏 21kWp,滿足 1 個 20kW V2G充電終端、1 個單項充
207、電終端、25.71kW/750V 直流空調、2.5kW/375V 直流照明供電、直流新風系統 6.72kW 要求,并預留 10kW/375V 直流電器供電功率。直流組網電源是“光儲直柔”系統的控制核心,采用一體化設計,利用直流母線實現市電、光伏和儲能等多種電源高效互聯和靈活控制,支持開放直流母線,為直流設備提供安全、可靠和高質量供電。直流組網電源內部集成控制、管理、保護、計量、監測、展示等功能,適應用戶側應用特點,采用功率主動響應技術等實現負荷柔性調節和穩定運行。光伏發電單元 光伏發電單元擬計劃布置于 6 樓透明行政樓屋頂、6 樓花池周圍、籃球場車棚,以及籃球場消防室西立面,布置一定規模的光伏
208、池板,擬計劃接入“光儲直柔”系統的光伏裝機容量為 21kWp,位置采用多組串接入形式,每一組串開路電壓設計為 600VDC650VDC,在光伏池板安裝位置就近布置光伏變換器(PVC),集中匯流后統一接入直流組網電源 750VDC 直流母線,計劃接入交流測系統容量為 32kWp,位置位于 6 樓透明行政樓屋頂、6 樓花池周圍,逆變器布置于支架下端。分布式儲能單元 分布式儲能單元主要用于實現平抑波動和暫態功率調節功能,在孤島情況 56 下,還可以為重要負荷提供應急或后備供電。分布式儲能單元按照“光儲直柔”系統容量的 10%設計,考慮建筑消防安全和平抑波動應用對電池循環壽命的要求,采用戶外安裝方式,
209、優先采用鈦酸鋰電池,容量 10kW/13.2kWh,接入至直流組網電源 750VDC 直流母線。V2G 充電樁 計劃劃出 2 個停車位做為電動車停車位,布置 1 個具備 V2G 功能的充電樁,1 個單向直流柔性充電樁,充電終端功率額定充電功率均為 20kW,合計功率 40kW。單向柔性充電樁為 2 個停車位電動汽車進行充電,單向柔性充電樁均接入至直流組網電源 750Vdc 直流母線,并接受直流組網電源的柔性控制。雙向充電樁具有 1 個充電終端,雙向充電樁為 2 個停車位電動汽車進行充電,雙向充電樁接入至直流組網電源 750Vdc 直流母線,并接受直流組網電源的柔性控制和功率雙向流動。直流空調展
210、示 項目在 3 樓建筑內安裝光伏直驅變頻多聯式空調 3 臺和 1 臺光伏直驅變頻多聯式新風機組,其中:多聯式空調外機功率為 6.79kW*3,直流新風系統最大功率為 6.79kW,合計 27.16kW。直流多聯式空調室外機和直流多聯式新風機組室外機接入直流 750V 母線,與直流用電設備共同實現“光儲直柔”技術目標。直流照明系統 項目在 3 樓建筑內改造 28 棧燈具,采用直流 48V 供電,總共功率約為1.68kW,項目配置 2.5kW 直流照明電源。(6)經濟性分析經濟性分析 本項目光儲直柔系統總投資 362.62 萬元,其中光儲直柔電源設備、儲能、直流照明系統、直流空調、薄膜光伏、傳感器
211、等設備 338.76 萬元,施工安裝費用 23.86 萬元。3 3.2.2.5.5 深圳茜坑水廠光儲直柔項目深圳茜坑水廠光儲直柔項目 (1)項目概況項目概況 深圳市龍華區茜坑水廠綜合樓為茜坑自來水廠新廠區內一棟新建辦公樓,總建筑面積 23163.29 平方米。地上十層,主要為會堂,會議,辦公,值班,食堂等。地下三層,主要為車庫及設備房。建筑效果圖如圖 3-23 所示。57 圖3-23 綜合樓建筑效果圖(2)項目目標項目目標 綜合考慮既有建筑近零碳改造技術示范和南網科技項目新技術實驗示范要求,開展光儲直柔近零碳建筑技術、建筑低壓直流配電技術、建與筑電網柔性光儲直柔近零碳建筑技術、建筑低壓直流配電
212、技術、建與筑電網柔性互動技術、電動車與電網互動技術互動技術、電動車與電網互動技術的綜合應用示范和驗證。具體如下:光儲直柔建筑,針對以新能源為主體新型電力系統對城市電網的要求,充分利用城市建筑既有條件,通過增加光伏發電裝機容量和電動車直接消納等通過增加光伏發電裝機容量和電動車直接消納等方式主動降低碳排放方式主動降低碳排放,同時利用電動車充電和空調等負荷的柔性控制,改善建筑負荷參與電網需求響應的性能;低壓直流配用電,采用直流連接光伏、電動車充電樁、儲能和直流電器,發揮直流系統效率優勢,降低光伏發電、儲能和電動車充電等用電環節間的損耗,提高光伏發電利用效率;電網電網-建筑建筑-光伏光伏-電動車多元互
213、動,電動車多元互動,充分發揮低壓直流系統高效和靈活的特點,針對用戶側電網電能質量治理、高品質供電、負荷特性優化等多樣化需求,構建更加簡潔靈活的多元互動關系,提升綜合能源服務內涵和收益;直流安全可靠用電,采用 IT 接地、特低電壓和智能化保護等措施,更好地滿足民用建筑對用電安全性能的要求,利用儲能提高重要負荷的供電可靠性,改善用戶體驗;支持開放接入的直流系統智能控制和保護策略,基于通用變換器模塊采 58 取模塊化方式組合,利用復合節點控制、暫態功率補償和最簡單保護技術,解決開放直流母線系統復雜工況、多變換器功率協調控制和故障保護問題,提高系統的穩定性和可靠性;功率主動響應,利用直流母線電壓變化傳
214、遞功率需求信息,實現分布式發電、儲能和用電設備主動響應,簡化用戶側能量管理和功率調節實現方式,更好地適應建筑場景應用的要求;綜合監控,對系統的總體運行情況進行集中監控,通過指標顯示系統的整體運行狀態,具備控制策略開放接口,滿足建筑負荷柔性控制和 V2G 技術研究和實驗分析要求。(3)預期效果預期效果 光儲直柔系統主要通過采用光伏系統接入直流系統方式,同時接入直流負載可控設備,每年光伏發電量 36.9 萬 kWh,年節約電費 51.6%,每年減少二氧化碳排放 44%。(4)光儲直柔系統架構光儲直柔系統架構 本項目計劃設計建設一套“光儲直柔”系統,實現建筑低壓直流配用電技術、電動車 V2G 技術,
215、以及建筑與電網柔性互動技術綜合應用,通過實驗示范對相關技術進行檢驗。本項目光儲直柔系統采用單極結構,直流母線電壓采用DC750V/DC375V/DC48V 三級?!肮鈨χ比帷毕到y整體結構如下圖 3-24 所示。圖3-24 光儲直柔系統拓撲結構示意圖 59(5)系統配置系統配置 本項目擬建設的“光儲直柔”系統以直流組網電源為核心,通過直流連接光伏陣列、分布式儲能、單向和雙向 V2G 充電樁、直流空調、直流照明以及直流展示區的直流電器等設備,其中光伏部分分為兩個區域,綜合樓屋頂光伏組件接入直流系統中,容量為 184.8kWp,綜合樓旁沉淀水池光伏組件接入直流系統中,容量為 184.8kWp。表3-
216、7光儲直柔系統容量配置序號序號 名稱名稱 規格規格/功能功能 1 直流組網電源直流組網電源 AC380V/DC750V:300kW DC750V/DC375V:90kW 2 光伏發電光伏發電 直流光伏 369.6kWp 3 分布式儲能分布式儲能 320kWh/80kW 鉛酸固態蓄電池 4 V2GV2G 充電樁充電樁 雙向 V2G 充電樁,10 樁 2 槍20kW 5 直流電器直流電器 直流電器設備總功率:約 567.0kW DC750V,空調室外機:277kW DC375V,新風室外機:13kW DC375V,照明:145kW DC375V,信息機房:120kW DC48V,空調室內機:12k
217、W 直流組網電源 直流組網電源是“光儲直柔”各部分單元的能量核心,由直流組網電源建立750Vdc 和 375Vdc 兩級開放式直流母線,電網額定功率 90kW,配置80kW/320kWh 鉛酸固態電池儲能,接入實際光伏 369.6kWp,滿足 10 個 20kW V2G 充電終端、277kW/750V 直流空調、145kW/375V 直流照明供電、13kW/375V 直流空調供電、120kW/375V 信息機房供電要求。直流組網電源是“光儲直柔”系統的控制核心,采用一體化設計,利用直流母線實現市電、光伏和儲能等多種電源高效互聯和靈活控制,支持開放直流母線,為直流設備提供安全、可靠和高質量供電。
218、直流組網電源內部集成控制、管理、保護、計量、監測、展示等功能,適 60 應用戶側應用特點,采用功率主動響應技術等實現負荷柔性調節和穩定運行。光伏發電單元 光伏發電單元布置于綜合樓屋頂、沉淀池水池上方,接入“光儲直柔”系統的光伏裝機容量為 369.6kWp,位置采用多組串接入形式,每一組串開路電壓設計為 600VDC650VDC,在光伏池板安裝位置就近布置光伏變換器(PVC),集中匯流后統一接入直流組網電源 750VDC 直流母線。分布式儲能單元 分布式儲能單元主要用于實現平抑波動和暫態功率調節功能,在孤島情況下,還可以為重要負荷提供應急或后備供電。分布式儲能單元按照“光儲直柔”系統容量的 20
219、%設計,考慮建筑消防安全的要求,優先采用固態鉛酸電池,容量 80kW/320kWh,接入至直流組網電源750VDC 直流母線。V2G 充電樁 劃出 10 個停車位做為電動車停車位,布置 10 個具備 V2G 功能的充電樁,充電終端功率額定充電功率均為 20kW,合計功率 200kW。雙向充電樁具有 1 個充電終端,雙向充電樁為 2 個停車位電動汽車進行充電,雙向充電樁接入至直流組網電源 750Vdc 直流母線,并接受直流組網電源的柔性控制和功率雙向流動。直流空調展示 項目在每層樓的公共區域設置直流新風機及多聯機,其中:多聯式空調外機功率為 277kw,直流新風系統最大功率為 0.86kW,合計
220、 17.2kW。直流多聯式空調室外機和直流多聯式新風機組室外機接入直流 750V 母線,與直流用電設備共同實現“光儲直柔”技術目標。直流照明系統 項目在建筑內采用全直流照明,采用直流 375V 供電,總共功率約為145kW。(6)經濟性分析經濟性分析 本項目光儲直柔系統總投資 505.37 萬元,其中光儲直柔電源設備、儲能、直流照明系統、直流空調、薄膜光伏、傳感器等設備 470 萬元,施工安裝費用 61 35.37 萬元。3 3.2.6.2.6 國創中心光儲直柔實驗室項目國創中心光儲直柔實驗室項目 (1)項目概況項目概況 國家高端智能家電創新中心位于山東省青島市嶗山區松嶺路 169 號國際創新
221、園。單層面積 1000,本次可改造區域為辦公樓 14 層的辦公樓部分,可改造區域總建筑面積約 4000 平方米。建設光儲直柔實驗室-多功能零碳智慧區域,打造家庭側綠色智慧能源應用展示場景,提供光儲直柔系統和柔性家電等設備的開發驗證平臺,支撐柔性家電產業升級,并為生態鏈伙伴提供高效智慧的能源供應和相關增值服務。建筑現狀立面圖如下圖所示。圖3-25 建筑現狀立面圖(2)項目目標項目目標 項目整體目標是加速 HEMS、光儲、柔性家電等智慧家庭能源關鍵技術的突破,為產業化落地提供有力的支撐。綜合考慮零碳建筑示范和光儲直柔實驗室示范,開展家庭能源管理技術、柔性家電及光儲家電關鍵技術、建筑光儲直柔技術等的
222、綜合開發、應用、示范、驗證。家庭能源管理系統。進行光伏、儲能、負荷預測和控制。搭建模擬家庭實際運行場景,進行光伏、儲能、柔性家電的集控監測及云端調控,實時顯示系統運行狀態,達到建筑負荷柔性控制、從而實現削峰填谷的目的。62 實驗室搭建 HEMS 開發測試平臺,通過 HEMS 實驗室的測試設備與儀器,實現光伏、儲能、柔性家電運行數據采集與分析。柔性家電。研發可蓄能/可時移柔性家電,實現家電柔性調控,也即對柔性可控負荷進行調節(如空調、熱水器等),可以在電力高峰時期減少系統負荷壓力,在電力低谷時期增加負荷,實現電力系統的穩定可靠。同時,實驗室搭建柔性家電開發與控制平臺,對柔性家電的柔性調節功能(蓄
223、能、時移等)進行仿真測試,進行電控板、關鍵部件、整機產品的功能調試和室溫環境下基本性能測試,確保產品性能 光儲家電。光儲家電實現光伏、儲能、家電集成,研究多模式供電控制、安全供電、穩定運行、高效轉換和熱控制等應用技術,開發滿足電壓波動的光儲家電產品并進行關鍵模塊及家電測試。實驗室搭建光、儲技術開發和產品性能評估服務平臺,進行基本性能、安規、環境適應性等測試:使用 Matlab、Simulink 和 Simscape,進行新能源系統架構建模、執行并網規范研究、以及新能源和儲能系統的控制仿真;搭建“光儲直柔”系統實驗室。增加光伏發電裝機容量,電力就地消納(儲能、充電樁等),同時通過電動汽車和可柔性
224、調度負載(空調、熱水器、熱泵、洗衣機等)的響應,實現能源調控,從而達到減碳節能的效果。低壓直流配電。對太陽能光伏、電動車充電樁、儲能設備以及柔性直流家電進行電氣連接。減少供電環節能量損耗,提高光伏用電效率。同時,電系統采用 IT 接地形式,采用直流滅弧、過流、過壓保護技術;儲能、市電、光伏、空氣能等多能互補,共同實現供電的可靠性與安全性。光儲充一體化建設。電網、柔性家電、光伏、充電樁多元互動,共同搭建綜合能源智慧解決方案,實現電網側-用戶側的電能供給品質優化,構建靈活互動關系,獲取能源服務收益。(3)預期效果預期效果 實現多家庭場景模擬設備、家庭、微網多層次關鍵技術開發與檢測。通過電能-儲能-
225、光電-空氣能-光熱-燃氣多能互補,滿足用戶需求的前提下實現新能源高效利用。每年光伏發電量 14 萬 kWh,年節約用電量 14 萬 kWh,每年減少二氧化碳排放 64 噸。63(4)光儲直柔系統架構光儲直柔系統架構 本系統以交流 380V、220V、110V 和直流 750V、375V、48V 進行交直流聯合供電,并通過 HEMS 與家電設備的智慧互聯實現供用能的交互控制。整體能源電氣系統框架如下圖所示:圖3-26 實驗室電氣框架圖(5)系統配置系統配置 本項目擬建設的“光儲直柔”系統以家庭能源管理系統和柔性家電為核心,通過直流組網電源連接光伏陣列、分布式儲能、充電樁以及示范運行區的直流電器等
226、設備,實現家庭場景的能源供給與調控。表 3-8 光儲直柔系統容量配置 序號序號 名稱名稱 規格規格/功能功能 1 直流組網電源直流組網電源 AC380V/DC750V:100kW DC750V/DC375V:40kW 2 光伏發電光伏發電 直流光伏 100kWp 光儲家電 10kWp 3 分布式儲能分布式儲能 30kW/60kWh 磷酸鐵鋰電池 64 4 充電樁充電樁 DC/DC 30kW 5 直流家電直流家電 DC375V直流家電 約26.7kW DC48V直流家電 約2.7kW 直流組網電源 直流組網電源由 750Vdc 和 375Vdc 兩級開放式直流母線組成,電網額定功率 40kW,配
227、置 60kWh 鋰離子電池儲能,接入實際光伏 100kWp,滿足 1 個 30kW 充電樁、32.7kW 直流家電等功率要求,并預留一定的 DC375V 直流電器供電功率。直流電源利用直流母線實現市電、光伏和儲能等多種電源高效互聯和靈活控制,為直流設備提供安全、可靠和高質量供電。伏發電單元 光伏發電單元擬計劃布置于國創樓頂,擬計劃接入“光儲直柔”系統的光伏裝機容量為 100kWp,用于直流家電等設備供能。計劃單獨接入光儲家電側裝機容量為 10kWp。分布式儲能單元 分布式儲能單元主要用于實現平抑波動和暫態功率調節功能,在孤島情況下,還可以為重要負荷提供應急或后備供電。選用 60kWh 磷酸鐵鋰
228、電池,接入至直流組網電源 750VDC 直流母線。充電樁 充電終端功率額定充電功率 30kW,接入至直流組網電源 750Vdc 直流母線,并接受直流組網電源的柔性控制。直流家電展示 項目在示范運行區安裝直流設備及功率如下表,總功率 29.38 kW。其中,吊燈、筆記本電腦等采用 48V 直流供電,總計 2.68kW;空調、油煙機,電磁爐等采用 375V 直流供電,總計 26.7kW。表 3-9 示范運行區家電及功率 65 序號序號 供電電壓供電電壓 家電家電 總總功率功率/W W 1 DC48V 吊燈 1080 2 筆記本電腦 100 3 吸塵器 1500 4 DC375V 油煙機 220 5
229、 電磁爐 3400 6 電飯煲 600 7 烤箱 3280 8 咖啡機 1450 9 冰箱 300 10 空調 7000 11 電視機 190 12 飲水機 1475 13 電熱水器 3300 14 洗衣機 500 15 熱泵 5000 (6)經濟性分析經濟性分析 本項目光儲直柔的光伏、儲能、直流家電、測試設備等設備概算 400 萬元,總體費用(含基建費:光伏、充電樁、實驗室施工等工程費)共計 1000 萬。四、光儲直柔工程案例集編制光儲直柔工程案例集編制 4.1 4.1 案例集編制背景與進展案例集編制背景與進展 4 4.1.1.1.1 編制背景編制背景 構建以新能源為主體的“光儲直柔”建筑新
230、型能源系統是實現建筑能源系統轉型升級的重要方向,也是實現我國“雙碳”戰略目標的關鍵技術途徑。近年來,國家出臺了關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見、2030 年前碳達峰行動方案等一系列支持“光儲直柔”建筑發展的政策,為“光儲直柔”建筑的發展指明了方向,全國各地也陸續開始了“光儲直柔”建筑項目建設,建成了一批“光儲直柔”建筑示范工程。為了解我國“光儲直柔”建筑技術研究和實踐探索的動態,總結梳理“光儲直柔”建筑技術研究和成功案例實踐經驗,為規?;苿印肮鈨χ比帷苯ㄖl展提供技術支撐和實踐經驗參考,項目組依托中國建筑節能協會光儲直柔專業委員會開展了建筑“光儲直柔”案例征集、調研及
231、案例集編寫工作。4 4.1.2.1.2 編制進展編制進展 66 案例集編制過程與進展情況如下:2022 年 3 月-5 月,開展了建筑“光儲直柔”案例網絡問卷征集,共收集了69 個建筑“光儲直柔”案例項目信息,其中:運行階段 26 個、施工階段 12個、設計階段 13 個、意向階段 18 個。問卷征集的光儲直柔建筑案例基本信息詳見附件 2。2022 年 6 月-8 月,重點選取運行階段的 26 個建筑案例和 1 個即將完成施工的建筑案例開展文案調研,收集了 27 個項目的文字介紹資料。2022 年 8 月-9 月,綜合考慮項目建筑類型代表性、項目資料完整性、項目運行效果及項目特色等多方面因素,
232、從已收集文字介紹的 27 個項目案例中篩選17 個典型案例開展現場調研考察與數據核實。2022 年 10 月-12 月,開展建筑光儲直柔技術與工程案例書稿撰寫,包括背景與意義、現狀與趨勢、方法與技術、探索與實踐四個章節,重點對 17 個典型建筑案例特征進行分析,總結建筑光儲直柔工程案例建筑與技術應用特征,探討了建筑光儲直柔技術發展路徑,同時開展了項目建設者及專家訪談,傾聽建設者及專家對于光儲直柔建筑規?;l展的建議,完成建筑光儲直柔技術與工程案例(征求意見稿)。2023 年 1 月-3 月,開展建筑光儲直柔技術與工程案例征求意見及修改完善,完成建筑光儲直柔技術與工程案例(送審稿),并提交出版社
233、。2023 年 3 月-6 月,開展建筑光儲直柔技術與工程案例出版校審與排版設計,并于于 2023 年 6 月底在中國建筑工業出版社出版,書籍封面及目錄見附件 3。67 圖 4-1 案例集編制進展 4.2 4.2 光儲直柔建筑案例特征分析光儲直柔建筑案例特征分析 4 4.2.2.1 1 建筑分布特征建筑分布特征 (1)項目位置項目位置分布分布 從太陽能資源分布來看,位于太陽能資源很豐富地區的建筑占 24%,太陽能資源豐富地區的建筑占 76%;從氣候區域分布來看,嚴寒寒冷地區的建筑占47%,夏熱冬冷地區的建筑占 29%,夏熱冬暖地區的建筑占 24%??梢娊ㄖㄖ肮鈨χ比帷边m用于我國大部分地區,
234、尤其是太陽能資源很豐富的“光儲直柔”適用于我國大部分地區,尤其是太陽能資源很豐富的嚴寒寒冷嚴寒寒冷地區地區和太陽能資源豐富的夏熱冬冷地區和太陽能資源豐富的夏熱冬冷地區(除四川盆地)(除四川盆地)及夏熱冬暖地區。及夏熱冬暖地區。圖 4-2 光儲直柔建筑案例位置分布 圖 3-25 項目氣候區域分布 豐富嚴寒寒冷,24%夏熱冬冷,29%夏熱冬暖,24%很豐富嚴寒寒冷,24%68(2)建筑建筑類型分布類型分布 從建設類型來看,新建“光儲直柔”建筑占 47%,既有建筑直流化改造的“光儲直柔”建筑占 53%;從建筑功能來看,辦公建筑數量最多,占 53%,其次是農村住宅建筑,占 24%;再次是產業園區(廠房
235、+辦公),占 12%,校園建筑和商場建筑各占 6%??梢?,建筑“光儲直柔”系統正在逐步從新建建筑擴展到既有建筑、從城市辦公建筑推廣至商業建筑、校園、產業園區及農村住宅建筑。圖 4-3 光儲直柔建筑類型分布(3)項目規模分布)項目規模分布 建筑面積500m2的建筑數量占 24%;建筑面積在 500 m23000m2的占35%;建筑面積在 3000 m25000m2的占 12%;建筑面積在 5000 m210000m2的占 18%;建筑面積10000 m2的占 12%??梢?,雖然目前“光儲直柔”建筑項目以中小型示范建筑為主,但已有部分產業園區、大型商業綜合體建筑開始應用“光儲直柔”系統,建筑規模達
236、幾十萬平方米數量級,說明“光儲直柔”建筑應用規模正在從中小型單體建筑向校園、產業園區規?;瘧冒l展。69 圖 4-4 光儲直柔案例建筑面積分布(4)直流負載類型)直流負載類型 調研的“光儲直柔”建筑案例中,88%的建筑采用了直流空調、直流照明,71%的建筑采用了直流監測展示設備(大功率展示屏、服務器等)及其他小功率直流設備(直流辦公設備、冰箱、飲水機、電風扇、無線充電器等),65%的建筑采用了其他大功率直流設備(微波爐、電磁爐、燒水壺等),59%的建筑采用了直流充電樁,12%的建筑采用了直流生產線設備(主要是工業園區廠房建筑)??梢?,建筑中的照明、空調、IT 類辦公設備及監測展示設備、家用電器
237、及充電樁可以率先直流化,主要是由于這些用電設備的內部結構本身是直流驅動的或者變頻器是直流驅動的,具備直流化的良好基礎條件。圖 4-5 建筑直流用電設備類型分布 綜上所述:從太陽能資源利用角度來看,“光儲直柔”系統對我國大部分0%20%40%60%80%100%直流充電樁直流空調室外機直流生產線其他大功率設備監測展示設備直流空調室內機直流照明其他小功率設備建筑直流設備類型分布建筑直流設備類型分布 70 區域都適用,尤其是太陽能資源很豐富的北方嚴寒寒冷地區和太陽能資源豐富的夏熱冬冷(除四川盆地)及夏熱冬暖地區。從建筑類型和建筑規模來看,建筑“光儲直柔”系統正在逐步從新建建筑擴展到既有建筑,從城市辦
238、公建筑推廣至商業建筑、校園、產業園區及農村住宅建筑,從中小型的單體建筑向校園、產業園區規?;瘧冒l展。從負載直流化的成熟度來看,建筑中的照明、空調、IT 類辦公設備及監測展示設備、家用電器及充電樁可以率先直流化。4 4.2.2.2 2 技術特征分析技術特征分析 (1)光伏技術應用特征)光伏技術應用特征 調研的建筑全部采用了太陽能光伏技術,并采用與市政電網并網連接方式。從光伏組件安裝位置來看:平面安裝(建筑屋頂或地面停車棚)的比例為100%,同時在建筑屋頂和立面安裝(玻璃幕墻或外墻)安裝的僅 12%。主要是由于屋面接收到的太陽輻射量大、光伏發電量大,且屋面光伏組件成本較低,投資收益高。從光伏系統
239、形式來看:71%的建筑采用 BAPV(光伏附著在建筑上)的形式,53%的建筑采用了 BIPV(光伏建筑一體化)形式。主要是由于 BAPV 形式光伏組件及安裝成本較低,但隨著光伏技術的發展進步,光伏組件的效率逐步提高且成本逐漸下降,BIPV(光伏建筑一體化)將成為未來發展趨勢。從光伏組件類型來看:82%的建筑采用了單晶硅雙面高效組件,18%的建筑采用了多晶硅組件,12%的建筑采用了碲化鎘薄膜組件。主要是由于單晶硅雙面組件效率較高,單位組件面積發電量較大;薄膜組件主要是為了兼顧建筑屋頂或立面玻璃采光及色彩的需要,單位組件面積發電量較低。71 圖 4-6 光伏技術應用特征(2)儲能技術應用特征)儲能
240、技術應用特征 采用電池儲能的建筑有 15 棟,占建筑總數量的 88%;采用冰蓄冷的建筑有1 棟,占 6%;有 1 棟建筑未采用儲能系統。在采用電池儲能的建筑中,53%的建筑采用磷酸鐵鋰電池,24%的建筑采用鈦酸鋰電池,6%的建筑采用鉛酸電池,6%的建筑采用鉛碳電池和鈦酸鋰電池??梢?,電化學儲能已成為建筑儲能的主要形式,磷酸鐵鋰、鈦酸鋰等鋰離子電池是建筑中應用較廣泛的電化學儲能類型。磷酸鐵鋰的電池額定容量在 20kWh717kWh 之間,額定功率在8kW400kW 之間,額定充放電小時率在 0.5h5h;鈦酸鋰電池的額定容量在6.6kWh1600kWh 之間,額定功率在 3.3kW560kW 之
241、間,額定充放電小時率在0.1h3h;鉛碳電池的 20 小時率額定容量為 140kWh,最大放電功率為120kW,充放電小時率在 1h20h;鉛酸電池的 10 小時率額定容量為 150kWh,最大放電功率為 120kW,充放電小時率在 4h10h。因此,儲能系統設計時宜根據不同的儲能系統配置目的,綜合考慮儲能電池的技術性能及經濟性合理選擇電池類型,對于消納光伏、削峰填谷等能量型儲能系統,宜選擇能量密度高、放電時間較長的電池;對于參與調峰調頻電力輔助服務等功率型儲能系統,宜選擇功率密度大、放電時間較短的電池。圖 4-7 儲能系統應用類型分布 72 圖 4-8 不同儲能電池的額定容量、功率及平均放電
242、時間(3)直流配電系統技術特征)直流配電系統技術特征 建筑直流配電系統拓撲結構以單極系統為主(占 80%),個別建筑采用了雙極系統用于實驗探索研究。建筑直流配電系統的電壓層級以兩個電壓層級為主(73%),不超過三個電壓層級,且電壓主要集中在三個區間段,即:第一個層級在 375V750V,主要為光伏、電池儲能、直流充電樁、直流空調室外機及直流生產線設備等大功率設備供電;第二個層級在 220V375V,主要為其他大功率直流設備(主要指微波爐、電磁爐、燒水壺等)、直流監測展示設備(大功率展示屏、服務器等);第三個層級在 48V220V,主要為直流空調室內機、直流照明及其他小功率設備(直流辦公設備、冰
243、箱、飲水機、電風扇、無線充電器等)供電??梢?,直流配電系統的拓撲結構、電壓層級和電壓等級的選擇與系統接入的直流設備的類型、額定功率及電壓范圍存在較大的相關性。當建筑直流用電設備的類型較少、額定功率及電壓范圍差異不大時,宜選擇單級拓撲結構;反之,當建筑直流用電設備的類型較多、額定功率及電壓范圍差異較大時,可選擇雙極拓撲結構或根據實際情況增加電壓層級??傮w原則是:一是用盡可能少的電壓等級滿足盡可能多的用電設備需求;二是大功率用電設備盡可能選擇工作電壓范圍的較大值,降低電流,減小線纜截面積和線路損耗;三是人員活動區域的小功率設備,盡可能選擇工作電壓范圍的較小值,避免電擊事故可能帶 73 來的人身傷害
244、。(a)拓撲結構和電壓層級 (b)不同直流設備額定電壓 圖 4-9 建筑直流配電系統拓撲結構與電壓分布 4 4.2.3.2.3 發展路徑討論發展路徑討論 圖 4-10 是建筑光伏本地消納率(光伏年發電量中供建筑本地消納的電量/光伏年發電量)、光伏自給率(光伏年發電量中供建筑本地消納的電量/建筑年用電量)分布圖。從圖可知:城市辦公、商場建筑的用電負荷需求大,建筑屋頂空間資源有限,光伏年發電量通常小于建筑年用電量,光伏發電采用自發自用、本地消納方式,“光儲直柔”系統設計時需重點關注“儲”和“柔”,充分利用建筑分布式儲能、電動車及柔性負荷等靈活性資源,跟隨電網需求主動調節建筑負荷,降低市政電網用電負
245、荷峰谷差,在保障電網供電安全性、可靠性和穩定性的同時,提高建筑光伏本地消納比例。農村建筑由于用電負荷需求較小,且有大量的建筑屋頂及庭院空間鋪設太陽能光伏板,建筑光伏年發電量通常大于建筑年用電量,光伏發電采用自發自用、余電上網方式?!肮鈨χ比帷毕到y設計時需重點關注建筑光伏本地消納和上網輸出問題,針對光伏本地消納問題,可通過推動農村用能電氣化,發展光伏+電動車、農用電機具等“光伏+”系統,促進本地光伏消納,助力實現零碳建筑,針對余電上網輸出問題,可通過建設村級直流配電網和蓄電蓄熱設施,實現不同臺區之間的電力優化調度,優化匹配不同用戶的發電資源與用電需求,將多余的光伏電力在電網需要的時候集中上網,不
246、僅有助于提高電網可靠性,提高電網中綠色電力比例,還能使用戶獲得一定的電力需求響應經濟激 74 勵。產業園區工業廠房及辦公建筑,由于存在 24h 運轉的生產線負荷,單純采用光伏系統無法滿足建筑用電負荷需求,完全采用儲能來平抑供需差異的經濟性較差,通常需要從電網取電,但光伏發電量是否上網取決于光伏發電量與建筑用電量的大小。對于中小型廠房建筑由于有大量的建筑屋頂空間鋪設光伏板,光伏年發電量遠大于建筑年用電量,光伏發電采用自發自用、余電上網消納方式;大型工業廠房園區由于用電負荷需求大,光伏年發電量遠小于建筑年用電量,光伏發電采用自發自用、本地消納方式。圖 4-10 建筑光伏本地消納率、光伏自給率分布
247、圖 4-11 是建筑與電網交互入口 AC/DC、光伏 DC/DC、儲能 DC/DC、直流負載的容量配比關系。從圖 4-11 可知:城市辦公、商業建筑中光伏發電采用自發自用、本地消納方式,配置儲能系統的目的主要是解決日內建筑用電負荷需求與電力供應不平衡的問題,具有的目標包括促進建筑光伏本地消納、電力負荷削峰填谷經濟運行或參與電網柔性調節。因此,對于城市辦公、商業建筑的儲能 DC/DC 容量配置,需要根據不同的儲能配置目的和優化目標,在進行建筑用電負荷與光伏發電功率逐時預測的基礎上,進行典型日光伏發電、用電負荷、市政電網及儲能充/放電功率四者的能量平衡分析,按照日平衡原則來配置儲能容量。建筑與電網
248、交互入口AC/DC 變換器容量需根據典型日從電網取電功率(從電網取電功率=建筑用電 75 負荷功率-光伏發電功率-儲能放電功率)來配置,在合理配置儲能容量的情況下,可以適當降低 AC/DC 變換器容量,本次調研的辦公和商業建筑案例的AC/DC 變換器容量比直流用電設備功率降低 0%65%,平均降低了 39%。農村住宅建筑光伏發電采用自發自用、上網輸出為主方式,儲能配置的目的也是為了解決日內供需不平衡問題,促進建筑光伏本地消納,減少大量光伏發電上網對電網的影響。因此,儲能 DC/DC 容量也需要根據典型日光伏發電、用電負荷、市政電網及儲能充/放電功率四者的能量平衡分析,按照日平衡原則來配置。由于
249、農村住宅建筑光伏發電以上網輸出為主,建筑與電網交互入口的 AC/DC 變換器容量需要根據典型日光伏發電上網功率(光伏發電上網功率=光伏發電功率-建筑負荷功率-儲能充電功率)來配置。產業園區建筑需要綜合考慮園區可用于安裝光伏的空間資源和用電負荷特性,分析典型日光伏發電功率與建筑用電負荷的關系,合理確定光伏消納方式。儲能 DC/DC 容量根據典型日光伏發電、用電負荷、市政電網及儲能充/放電功率四者的能量平衡關系來配置。AC/DC 變換器容量與建筑光伏發電量、建筑用電負荷的關系及建筑光伏消納方式有關,當園區光伏發電量遠大于建筑用電量時,光伏發電以上網輸出為主,AC/DC 變換器容量需要根據上網的光伏
250、功率來配置;當園區光伏發電量遠小于建筑用電量,光伏發電采用“自發自用、本地消納”方式時,AC/DC 變換器容量需根據典型日從電網取電功率來配置,在合理配置儲能容量的情況下,可以適當降低建筑 AC/DC 變換器容量。76 圖 4-11 電網、光伏、儲能、直流負載容量配比關系 4 4.2.4.2.4 案例小結案例小結 通過對調研的“光儲直柔”建筑案例數據分析,得出以下結論:(1)“光儲直柔光儲直柔”系統系統的的適宜適宜應用場景應用場景:從太陽能資源利用角度來看,“光儲直柔”主要適用于我國大部分地區,尤其是太陽能資源很豐富的北方嚴寒寒冷地區和太陽能資源豐富的夏熱冬冷(除四川盆地)和夏熱冬暖地區。從建
251、筑類型和建筑規模來看,建筑“光儲直柔”系統正在逐步從新建建筑擴展到既有建筑,從城市辦公建筑推廣至商業建筑、校園、產業園區及農村住宅建筑,從中小型的單體建筑向校園、產業園區規?;瘧冒l展。從負載直流化的成熟度來看,建筑中的照明、空調、IT 類辦公設備及監測展示設備、家用電器及充電樁可以率先直流化。(2)光伏技術應用特征:)光伏技術應用特征:調研的建筑均采用了太陽能光伏技術,并采用與市政電網并網連接方式,光伏系統形式以 BAPV(光伏附著在建筑上)形式為主,主要是由于 BAPV 形式光伏組件及安裝成本較低,但隨著光伏技術的發展進步,光伏組件的效率逐步提高且成本逐漸下降,BIPV(光伏建筑一體化)將
252、成為未來發展趨勢。光伏組件安裝方式以平面安裝(建筑屋頂或地面停車棚)為主,且多采用高效單晶硅雙面組件,主要是由于水平面上接收到的太陽輻射量大,單晶硅雙面組件效率高,單位面積發電量較大,且單晶硅組件成本較 77 低,投資收益高。(3)儲能技術應用特征:)儲能技術應用特征:調研的“光儲直柔”建筑儲能系統以電池儲能為主,電池類型以磷酸鐵鋰電池為主,其次為鈦酸鋰電池,最后是鉛酸電池和鉛碳電池,說明電化學儲能已成為建筑儲能的主要形式,磷酸鐵鋰、鈦酸鋰等鋰離子電池是建筑中應用較廣泛的電化學儲能類型。儲能系統設計時宜根據儲能系統設計目的和應用場景不同,綜合考慮儲能電池的技術性能及經濟性合理選擇電池類型,對于
253、消納光伏、削峰填谷等能量型儲能系統,宜選擇能量密度高、放電時間較長的電池,對于參與調峰調頻電力輔助服務等功率型儲能系統,宜選擇功率密度大、放電時間較短的電池。(4)直流直流配電系統技術特征:配電系統技術特征:調研的建筑直流配電系統拓撲結構以單極系統為主,電壓層級以兩層為主,不超過三個層級。直流配電系統的拓撲結構、電壓層級和電壓等級的選擇,與系統接入的直流電源(光伏、儲能)和直流用電設備的類型、額定功率、工作電壓范圍存在較大的相關性。當建筑直流用電設備的類型較少、額定功率及電壓范圍差異不大時,宜選擇單級拓撲結構,反之,可根據項目實際情況選擇雙極拓撲結構或根據實際情況增加電壓層級??傮w原則:一是用
254、盡可能少的電壓等級滿足盡可能多的用電設備需求;二是大功率用電設備盡可能選擇工作電壓范圍的較大值,降低電流,減小線纜截面積和線路損耗;三是人員活動區域的小功率設備,盡可能選擇工作電壓范圍的較小值,避免電擊事故可能帶來的人身傷害。(5)“光儲直柔”系統容量配置:)“光儲直柔”系統容量配置:建筑中儲能系統配置的目的主要是解決日內建筑用電負荷需求與電力供應不平衡的問題,主要的優化目標通常有節能減排(提高光伏本地消納比例)、經濟性(基于分時電價削峰填谷運行)、電網友好性(減小建筑光伏發電上網對電網的影響,參與電力需求響應及輔助服務提高供電可靠性等)。儲能系統設計時,需綜合考慮不同的優化目標,在進行建筑用
255、電負荷、光伏發電功率逐時預測的基礎上,選取典型日進行光伏發電、用電負荷、市政電網及儲能充/放電功率四者的能量平衡分析,按照日平衡原則來配置儲能容量。建筑與電網交互入口 AC/DC 變換器容量與建筑光伏發電量、建筑用電負荷的關系及建筑光伏消納方式有關,對于光伏發電采用自發自用、本地消納方式的城市建筑,AC/DC 變換器容量需根據典型日從電網取電功 78 率來配置,對于光伏發電采用自發自用、上網輸出為主方式的農村建筑,AC/DC 變換器容量需根據典型日光伏發電上網功率來配置。(6)建筑“光儲直柔”系統發展路徑:建筑“光儲直柔”系統發展路徑:由于城市和農村建筑的用電負荷需求和可再生能源資源條件的差異
256、,決定了其“光儲直柔”系統設計時的關注點應有所不同。城市建筑用電負荷需求量大,建筑屋頂空間資源有限,建筑光伏年發電量通常小于建筑年用電量,光伏發電宜采用自發自用、本地消納方式。城市建筑“光儲直柔”系統設計時需重點關注“儲”和“柔”,充分利用建筑分布式儲能、電動車及柔性負荷等靈活性資源,實現“荷隨源動”,在保障電網供電安全性、可靠性和穩定性的同時,提高建筑光伏本地消納比例,并通過參與電力市場交易獲得額外經濟收益。農村建筑用電負荷需求量較小,建筑屋頂及庭院為光伏敷設提供了充足的空間,光伏年發電量通常大于建筑年用電量,光伏發電宜采用自發自用、余電上網方式。農村建筑“光儲直柔”系統設計時需重點關注建筑
257、光伏本地消納和上網輸出問題,一方面可通過推動農村用能電氣化,發展光伏+電動車、農用電機具等“光伏+”系統,促進本地光伏消納,助力實現零碳建筑,另一方面可通過建設村級直流配電網和蓄電蓄熱設施,進行不同臺區之間的電力優化調度和不同用戶的發電資源與用電需求的優化匹配,將多余的光伏電力在電網需要的時候集中上網,提高電網可靠性和綠色電力比例,同時使用戶獲得一定的電力需求響應經濟收益。4.3 4.3 部分部分項目情況簡介項目情況簡介 4 4.3.1.3.1 典型辦公建筑典型辦公建筑南京國臣辦公樓南京國臣辦公樓 (1)項目概況)項目概況 南京國臣辦公樓位于江蘇省南京市江寧高新園區福英路 1001 號聯東 U
258、谷,共 2 棟建筑(9 號-10 號樓),建筑高度約 20 米,地上 3 層,總建筑面積約2000 平方米,地上 2000 平方米,地上 1 層為展廳,2 層和 3 層為辦公區域。79 圖 4-12 項目實景圖(2)建設目標)建設目標 本項目以實現建筑低碳和全直流運行為目標,通過對樓宇交流配電系統及用電設備進行直流化改造,開展了樓宇直流配電系統的網絡架構、系統保護、傳輸能效、電能質量、安全防護、潮流控制及直流設備優化控制等方面的應用研究與探索,實現了樓宇全直流配電及負荷全直流用電。同時,在 9 號樓及 10號樓建筑屋頂安裝分布式光伏系統降低建筑碳排放,并增加電池儲能系統和充電樁調節建筑用能供需
259、平衡,是對建筑“光儲直柔”系統進行的一次較為全面的應用探索,為后續實際推廣應用“光儲直柔”系統提供了理論支撐和實踐經驗參考。(3)建設內容)建設內容 本項目“光儲直柔”系統的建設內容包括:建筑光伏系統、儲能系統、直流配電系統和柔性控制系統。直流配電系統采用交流電網、光伏、儲能多種能源接入,為樓宇的供電可靠性提供保障;母線電壓采用 DC600V,新能源發電直接消納,減少能量變換層級、降低線路損耗,實現高效消納;通過雙向直流充電樁、分布式儲能,平抑建筑用電峰谷波動、提高供電可靠性,同時具備電網側需求響應能力;通過電壓帶調節,實現了無通訊、自適應的控制;系統運行數據可觀、可測、可控,給樓宇智能化提供
260、基礎條件。項目建設內容及規模見圖 4-13。80 圖 4-13 項目建設內容 (4)光儲直柔系統架構)光儲直柔系統架構 直流配電系統采用單級母線架構,配電系統設計容量為 80kW。太陽能電池陣列經匯流箱匯流后,通過光伏 DC/DC 變換器接入 DC600V 直流母線;鉛酸電池儲能系統通過雙向 DC/DC 換流器接入 DC600V 直流母線;光伏發電優先供直流負荷消納,光伏發電剩余時可給儲能充電或是并入 AC380V 低壓母線側供交流負荷消納;光伏發電不足時,由市電、儲能補充供電。4 臺 12kW 的空調設備通過主動式保護裝置或一體化直流配電單元接入 DC600V 直流母線。直流充電樁通過 DC
261、/DC 變換器接入 DC600V 直流母線。直流 DC600V 母線通過DC/DC 變換器轉換為 DC220V 直流電,為室內照明、辦公電腦、投影儀、冰箱、電磁爐、飲水機等用電設備供電。圖 4-14 配電系統拓撲結構示意圖 4 4.3.2.3.2 典型辦公建筑典型辦公建筑上海碳索能源辦公樓上海碳索能源辦公樓 81(1)工程概況)工程概況 上海碳索辦公樓“光儲直柔”改造工程位于上海市閔行區春光路 99 弄,項目占地面積 2000 平方米,建筑面積 1287 平方米,建筑高度約 12 米,地上三層,其中一層為會議室及展廳,二層三層為辦公室。本項目“光儲直柔”系統應用范圍為整棟大樓,應用建筑面積 1
262、287 平方米,其中一層照明系統和空調系統為全直流系統,二層三層用電為光伏發電逆變成交流電供電。圖 4-15 項目實景圖(2)建設目標建設目標 本項目“光儲直柔”系統建設積極響應國家“雙碳”發展戰略,遵循“以人為本、安全健康、綠色低碳、智慧高效”的基本原則,采用“光儲直柔”新型電力系統關鍵技術,實現建筑樓宇高效消納可再生能源、低壓安全直流用電、精準響應電網需求,推動城市能源互聯網建設,形成“光充儲用”一體化及多能互補協同優化的全直流智慧建筑應用輻射示范。具體建筑目標為可再生能源滲透率(可再生能源配置功率與市電功率配置比例)不低于 25%,年節電率(年可再生能源供電量占全年建筑用電量之比)不低于
263、 15%,綜合節能率(設備改造前后節能量與改造前設備電耗量之比)不低于 10%。(3)建設內容建設內容 本項目“光儲直柔”系統的建設內容包括:建筑光伏系統、風電系統、儲能系統、建筑直流配電系統、直流用電設備及“光儲直柔”監控系統,建設內容示意圖見圖 4-16。82 圖 4-16 項目建設內容(4)光儲直柔系統架構光儲直柔系統架構 本系統采用電能路由器集成方案,電能路由器提供三級母線電壓,一級母線為 DC750V,二級母線為 DC375V,三級末端供電系統為低壓 DC48V。對于光伏、儲能、風力發電機及電動車充電樁等大功率設備,接入 DC750V 母線,分體式空調設備接入 DC375V 母線,室
264、內照明及直流辦公設備接入 DC48V 母線。圖 4-17 直流配電系統拓撲結構圖 4 4.3.3.3 3 典型產業園區典型產業園區大江東杭州格力產業園大江東杭州格力產業園 (1)項目概況)項目概況 大江東杭州格力產業園位于杭州市大江東產業集聚區臨江高新技術產業園 21.6kW 光伏 2kW 風電 2 臺 40kW 充電樁 設置于 1F 儲能 50kWh 83 內,園區總用地面積 908354.95m2,建筑總面積 796591.86m2,地上建筑面積794307.36m2,地下建筑面積 2284.50m2。園區建筑功能以生產廠房為主,配套建設辦公樓、員工宿舍及食堂等功能。本項目依托江東柔直示范
265、工程,搭建了杭州直流配電網示范區的主干網架“一套主干”,在此基礎上不斷擴建和規劃,并結合杭州大江東產業集聚區格力電器(杭州)有限公司產業園和氫電耦合示范等項目和工程,打造直流配網應用“四大場景”:直流寫字樓場景、直流工廠場景、直流家居場景、氫電耦合場景,覆蓋了直流技術在日常生產生活應用的各個領域。目前,直流寫字樓、直流工廠、光伏小屋已初步建成并投入運行。表 4-1 項目基本信息表 建設分期建設分期 土地面積(土地面積(m2)土地面積(畝)土地面積(畝)建筑面積(建筑面積(m2)一期一期 343022 514.53 127241 二期二期 230482 345.72 234469 2.5期期 1
266、58508 237.76 188026 三期三期 176343 264.51 246856 合計合計 908355 1362.52 796592 (2)建設目標建設目標 杭州格力產業園依托“五環五化”的建設指導思想,全力打造技術領先、品質卓越、綠色生態、人文關懷、生產智造的行業領先的“自動化、敏捷化、智能化、定制化、信息化”的“智慧直流工廠”,建設浙江首個直流樓宇及工廠全區應用示范系統。(3)建設內容建設內容 本項目“光儲直柔”系統建設內容包括:柔性直流配電系統、分布式光伏系統、分布式儲能系統、光儲充驛站、光儲空高效空調系統,打造直流辦公、直流工廠、直流家居及氫電耦合四大直流應用場景。84 圖
267、 4-18 項目建設內容示意圖(4)光儲直柔系統架構光儲直柔系統架構 本項目由江東高壓直流變電站引直流專線到園區,建設 10KV/DC375V 直流變電站,在園區內搭建柔性直流供電配網及直流末端負荷應用,實現工業園區直流配網應用示范。主要建設內容包括:A.建設一座直流 10kV 轉DC375V 的 2MW 變流站。B.搭建園區DC375V/DC 200V/DC 24V 直流配電工程,主要包含直流暖通系統、直流照明系統、直流辦公系統。園區直流配電系統采用雙極母線架構,光伏系統、儲能系統、直流空調室外機、直流生產線等大功率用電設備接入DC375 V 直流母線,通過 DC/DC 變換器轉換成DC20
268、0V,供戶用儲能、分體空調和 DC400V 插座等中等功率用電設備使用,再通過 DC/DC 變換器轉換成DC24V,供 DC48V 插座、展廳低壓直流電器、空調內機和直流照明使用。C.建設直流“零碳健康家”生態體驗展廳。D.與氫電直流系統互通互濟。85 圖 4-19 柔性直流配電網拓撲結構圖 4 4.3.3.4 4 典型農村住宅典型農村住宅R R-CELLSCELLS 小屋小屋 (1)項目概況)項目概況“R-CELLS:一生的健康生態住居”為天津大學參加 2022 年第三屆中國國際太陽能十項全能競賽的作品,項目榮獲綜合排名第一名、能源能效第一名、互動體驗第一名、能源自給第一名、室內環境第一名、
269、清潔取暖/制冷第一名、宣傳推廣第一名、建筑設計第一名、工程建造第一名、市場潛力第二名、成功挑戰 48 小時離網的好成績。項目位于張家口市張北縣德勝村,占地面積 400 平方米(含室外平臺和景觀),建筑面積為 160 平方米,地面上一層。建筑功能為住宅,并基于“定制+預制”的模塊化設計,具有適應不同功能的潛力?!肮鈨χ比帷毕到y應用于整棟建筑,并在場地東南角設有雙向直流充電樁。86 圖 4-20 項目外立面實景圖(拍攝者:黃維旻)(2)建設目標建設目標 本項目“光儲直柔”系統建設積極響應國家“雙碳”發展戰略,采用“光儲直柔”的新型建筑能源系統,以第三屆中國國際太陽能十項全能競賽評分標準為評價指標,
270、實現零碳建筑可再生能源高效利用,源荷儲靈活互動運行,建設集“產、學、研、用”于一體的“光儲直柔”零碳建筑。(3)建設內容建設內容 本項目“光儲直柔”系統的建設內容包括:建筑光伏系統、儲能系統、直流建筑光伏系統、儲能系統、直流配電系統和能源管理系統。配電系統和能源管理系統。建筑光伏系統建筑光伏系統采用 BIPV 和 PV-T 光伏系統,采用單晶硅、碲化鎘光伏組件,安裝于建筑屋頂,光伏系統總裝機容量 35.4 kWp。儲能系統儲能系統采用電化學儲能,電池采用磷酸鐵鋰儲能電池,儲能容量為 99.84kWh,充放電功率 20kW,放電深度 90%。直流配電系統直流配電系統采用單級母線架構,建筑分布式光
271、伏通過DC/DC 變換器接入 DC240V 直流母線,儲能系統通過 DC/DC 雙向變換器接入,外部電網通過 AC/DC 變換器接入直流母線。用戶側設置 87 DC220V/DC48V/AC220V 三種電壓等級,通過整流/逆變設備為交直流用電設備供電。能源管理系統能源管理系統主要監測“光儲直柔”系統的電流、電壓、功率等運行狀態數據、電量及碳排放和室內溫度、相對濕度、二氧化碳濃度及照度等環境參數,可以實現根據設定的能源調度策略自動進行設備狀態遠程控制。圖 4-21 光儲直柔系統應用范圍 (4)光儲直柔系統架構光儲直柔系統架構“光儲直柔”系統采用單級母線架構,光伏和儲能系統經 DC/DC 變換后
272、可直接接入 DC240V 母線,給空調、計算機及部分辦公設備供電;DC48V 為屋內照明和部分辦公設備供電;部分交流負荷通過逆變電源 220VAC 供電。系統采用浮地設計,DC240V 側配置低壓直流主動安全監控裝置(LAP)進行直流絕緣及漏電流監測,并配置了直流集中式微機保護和漏電流保護裝置。系統具備監測和計量功能,系統的運行情況可通過網口或者串口通訊方式傳送到展廳和其它顯示終端。光儲直柔系統在雙向變換器內配置相應保護設備,可實現直流過壓保護,直流短路保護,交流過壓保護,極性反接保護以及模塊溫度保護。同時配備直流漏電流保護器,保護時間(工頻)10ms。88 圖 4-22 交直流配電系統拓撲示
273、意圖 五、執行情況總結執行情況總結 本課題圍繞城市建筑光儲直柔系統的研究,從系統構建方法和示范工程應用推廣兩個方面開展研究工作,具體包括城市建筑光儲直柔技術方案、光儲直柔工程方案咨詢和工程案例集編制等三項具體活動。項目執行周期為 2022 年 8月至 2023 年 9 月,目前已完成城市建筑光儲直柔技術方案、完成光儲直柔工程方案咨詢 6 項,并完成光儲直柔案例集的編制和出版。本項目得到了能源基金會和多位行業專家的支持,執行進展順利,完成任務書約定的工作計劃?;顒右怀鞘薪ㄖ鈨χ比峒夹g方案。項目組以形成“只進不出”的城市光儲直柔技術方案為目標,首先以城市片區(配電臺區)為研究對象,分析了不同片區
274、建筑規劃條件下,區域分布式屋頂光伏的安裝、利用潛力,明確了城市高密度的城市形態下,區域屋頂光伏的安裝容量上限和本地消納能力;其次分析了配電臺區負荷形態對配電臺區一次能源利用效率和配電線路損耗的影響,再次針對某城市規劃片區進行了案例分析,確定區域光伏安裝容量和本地自消納能力,確定了需要配置儲能進行光伏消納的重點項目。通過上述配電臺區層面的研究,明確了城市條件下“只進不出”光儲直柔技術方案的光伏消納目標,并結合實際工程項目規劃和設計對區域“光儲直柔”系統應用進行方案規劃,形成經濟合理的光儲直柔配置方案?;顒佣鈨χ比峁こ谭桨缸稍?。項目組依托中國建筑節能協會光儲直柔專 89 業委員會,組建了跨行業的
275、專家智庫,通過征集行業內工程示范案例,邀請專家庫內專家對技術方案進行論證,共組織三期“光儲直柔工程技術方案專家論證會”,分別對 6 項光儲直柔示范工程進行了專家論證。該 6 項光儲直柔示范工程分別對應了商業建筑、教育建筑、居住建筑和既有辦公建筑改造等建筑類型,從多方面反映了光儲直柔技術在不同類型建筑中應用的難點?;顒尤鈨χ比峤ㄖ咐幹?。為了總結梳理“光儲直柔”建筑技術研究和成功案例實踐經驗,為規?;苿印肮鈨χ比帷苯ㄖl展提供技術支撐和實踐經驗參考,項目組依托中國建筑節能協會光儲直柔專業委員會開展了建筑“光儲直柔”案例征集、調研及案例集編寫工作。通過全國范圍內的案例征集和重點項目的現場調
276、研,本次共選擇了 16 個案例示范工程,分別代表了不同氣候區、不同建筑類型的光儲直柔應用案例。案例集編制邀請了項目建設者和行業內專家總計 80 余人參與案例集編制,形成了廣泛的影響力。整體來說,本項目得到了能源基金會和多位行業專家的支持,執行進展順利,完成任務書約定的研究任務。后繼,將進一步結合實際工程應用,凝練研究成果,擴大研究成果影響力。90 附件附件 1 1:工程方案咨詢會專家意見:工程方案咨詢會專家意見 91 92 93 94 95 96 附件附件 2 2:工程案例:工程案例項目項目調研清單調研清單 序序號號 項目名稱項目名稱 建筑類型建筑類型 建設階段建設階段 項目地點項目地點 建筑
277、面建筑面積積(m)1 深圳未來大廈 辦公建筑 運行階段 廣東深圳 6259 2 東莞南區局辦公樓直流樓宇改造 辦公建筑 運行階段 廣東東莞 1950 3 上海市科委直流微電網技術的智慧建筑能源系統應用示范 辦公建筑 運行階段 上海市 2000 4 中建湖濱設計總部 辦公建筑 運行階段 四川成都 78700 5 深交所廣場(營運中心)辦公建筑 運行階段 廣東深圳 270000 6 國家能源集團 BIPV中心 辦公建筑 運行階段 北京 1063 7 直流負荷艙 辦公建筑 運行階段 江蘇南京 200 8 聯東 U谷園區光儲直柔樓宇 辦公建筑 運行階段 江蘇南京 1200 9 五方零碳樓 居住建筑 運
278、行階段 河南鄭州 400 10 雄安淀上翡翠直流零碳健康家 居住建筑 運行階段 河北雄安 150 11 深圳國際低碳城光伏未來屋 居住建筑 運行階段 深圳龍崗 15 12 江蘇同里智慧直流別墅 居住建筑 運行階段 江蘇蘇州 500 13 杭州蕭山直流智慧家居體驗館 居住建筑 運行階段 浙江杭州 80 14 南京江北新區人才公寓 居住建筑 運行階段 江蘇南京 2400 15 莊上村光儲直柔示范 居住建筑 運行階段 山西芮城 7000 16 泰州經濟開發區總部經濟園 其他(工廠、辦公)運行階段 江蘇泰州 6000 17 芮城新能源裝備產業園 其他(工廠、辦公)運行階段 山西芮城 8000 18 上
279、海長三角可持續發展研究院 科教文衛建筑 運行階段 上海 1000 19 清華大學建筑節能研究中心 辦公建筑 運行階段 北京 3000 20 北京首都體育學院田徑館“光儲直柔”示范項目 科教文衛建筑 運行階段 北京 3000 21 北京昊天碳中和公園“光儲直柔”示范項目 其它公園 運行階段 北京 64000 22 深圳未來大廈 R1“光儲直柔”辦公建筑 運行階段 廣東深圳 6000 23 廣州光使者科技應用有限公司智慧光伏驛站 科教文衛建筑 運行階段 江西景德鎮 64 24 大同未來能源館 科教文衛建筑 運行階段 山西大同 29998 97 序序號號 項目名稱項目名稱 建筑類型建筑類型 建設階段
280、建設階段 項目地點項目地點 建筑面建筑面積積(m)25 寧夏自治區固原市原州區頭營鎮陶莊社區項目 其它 運行階段 寧夏固原 200 26 大江東格力光儲直柔示范工廠 其他(工廠、辦公)運行階段 浙江杭州 796638 27 菡恬書屋光儲直柔項目 科教文衛建筑 施工階段 江蘇江陰 100 28 光合能源 5.8MW智能微電網與柔性直流供電系統裝備示范 其它工業產業園 施工階段 湖北咸寧 42420 29 鼓浪嶼大德記開關電站智慧直流 辦公建筑 施工階段 福建廈門 200 30 浙江湖州魯能公館“光儲直柔”酒店公寓 施工階段 浙江湖州 4000 31 武漢特斯聯智慧產業園光儲直柔示范項目 科教文衛
281、建筑 施工階段 湖北武漢 5000 32 蘇州陽澄湖科創園“光儲直柔”示范項目建設 辦公建筑 施工階段 江蘇蘇州 2755 33 大上海時代廣場辦公樓 辦公建筑 施工階段 上海 30000 34 中石油西南總部大樓 辦公建筑 施工階段 四川成都 125000 35 臨沂市河東區文體教育中心 科教文衛建筑 施工階段 山東臨沂 50396 36 華為數字能源技術有限公司安托山園區 其它辦公建筑+酒店公寓 施工階段 廣東深圳 126300 37 人民銀行光儲直柔項目 辦公建筑 施工階段 山西芮城 1600 38 東夭村光儲直柔項目 辦公建筑 施工階段 山西芮城 1200 39 國網延慶基地綜合能源項
282、目 其它科研樓,中央廚房,實驗室等 設計階段 北京 設計中 40 某高速公路服務區辦公樓 辦公建筑 設計階段 某高速 2000 41 杭州格力光儲直流屋項目 其它辦公、早餐點 設計階段 浙江杭州 252 42 貴陽光儲直柔零碳示范空間項目 商業建筑 設計階段 貴州貴陽 600 43 蘇州東吳黃金建筑光儲直柔 辦公建筑 設計階段 江蘇蘇州 31800 44 雄安未來城市科技發展中心 辦公建筑 設計階段 河北雄安 12000 45 橫琴供電局線路工區大樓直流供用電系統建設工程 辦公建筑 設計階段 珠海 13962 46 中節能富陽環保產業園 辦公建筑 設計階段 浙江杭州 3770 98 序序號號
283、項目名稱項目名稱 建筑類型建筑類型 建設階段建設階段 項目地點項目地點 建筑面建筑面積積(m)47 青島奧帆中心博物館直流改造 科教文衛建筑 設計階段 山東青島 3500 48 哈工大(深圳)校區原研究生院 B棟光儲直柔零碳建筑 科教文衛建筑 設計階段 廣東深圳 5000 49 三里屯太古里北區直流微電網工程 15號樓 商業建筑 設計階段 北京 2141.51 50 國網江蘇電科院科研實驗用房工程 科教文衛建筑 設計階段 江蘇南京 29195 51 負碳廠區綜合能源耦合技術研究和示范驗證 其它光伏車棚 設計階段 天津 1836 52 潞電低碳智慧園區建設 其它 意向階段 北京 13000 53
284、 北京煤熱院西單辦公區“光儲直柔”示范項目 商業建筑 意向階段 北京 3000 54 國網新能源云電碳協同示范工程 科教文衛建筑 意向階段 浙江湖州 1000 55 香洲 商業建筑 意向階段 廣東珠海 500 56 深圳萬科中心 商業建筑 意向階段 廣東深圳 1000 57 深圳翠湖零碳文體公園 科教文衛建筑 意向階段 廣東深圳 1500 58 東莞國際商務區中心公園 科教文衛建筑 意向階段 廣東東莞 300 59 廣州太古匯 辦公建筑 意向階段 廣東廣州 1800 60 昌平供電局數據中心 其它 意向階段 北京 1800 61 沈陽別墅 居住建筑 意向階段 遼寧沈陽 203 62 萬科商業廣場光儲直柔 居住建筑 意向階段 上海 待定 63 芮城縣整縣分布式光伏 居住建筑 意向階段 山西芮城 待定 64 永濟市園區分布式光伏 居住建筑 意向階段 山西永濟 待定 65 蔚縣整縣分布式光伏 居住建筑 意向階段 河北蔚縣 待定 66 南樂縣整縣分布式光伏 居住建筑 意向階段 河南南樂 待定 67 南中軸國際文化科技園 商業建筑 意向階段 北京 待定 68 頤堤港二期光儲直柔 商業建筑 意向階段 北京 待定 69 深圳示范片區國際交流中心 商業建筑 意向階段 廣東深圳 待定 99 附件附件 3 3:光儲直柔工程案例集封面和目錄:光儲直柔工程案例集封面和目錄 100 101 102