中国光储直柔建筑战略发展路径研究.pdf

中国光储直柔建筑 战略发展路径研究 综合课题 中国光储直柔建筑战略发展路径研究 项目组 2022年7月 2 !“#$% !“#$%?@AB6-./?:; 9@AB()*CDEFG-HIJ’9KLM6NOB()PQ-RSTUV L? W - XYEZ[\]^_‘Eabc’d97efghij:;klmnop’nqr sYE-tuvw\]^_‘Eab?W Disclaimer - Unles otherwise specified, the views expresed in this report are those of the authors and do not necessarily represent the views of Energy Foundation China. 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BCDE+“&FGH”I8 充 利用建筑 ¸ 光伏˜建筑¥¢设 式 电˜光伏‚ 电池‚ 近 £车场的充电桩和建筑的电 设Æ直 入建筑¥的直 配电网˜¨ 直 配电网 与 电网的AC/DC 调ı直 ª电 ·ˇ 电网取电 的调ı和 制。 电池‚充电桩以 ˝直 ª 的各种用电设Æ都 Ł直 ª电 的变 ˝ 调ı˝Ø的用电或充/‚电 ˜ˇ Œ个建筑ˇ电网取电 的调ı。º 了 ‚会展中心‚体 场§Ł 的 屋顶光伏的建筑˜ æ城镇建 筑都 以是“只 æ˙”˜ 电网的ª电光电。光储直柔建筑 成为 电网和有序充电桩之 的ı ˜ ł˝ ¿»的新型电˛系统中 到“ ‚调 ‚ ” 体的重要 用。如果 中 城镇建筑中350亿¨ 的 ⁄建筑和100亿¨ 的˚公建筑都成为 种配电模式˜与3亿辆私ø电动车 配 7 合˜就 以 40亿kWª电光电的调 和 。 就 了我 œß的70 亿kWª光电的60%的 问题。 我 建筑年 电量4万亿kWh˜私家车0.7万亿kWh˜农村 0.5万亿kWh˜农村为 电网˘供1万亿kWh˜ 6.2万亿kWh˜为œß的ª电光 电 量9万亿kWh的70%。 图 1 我国实现碳中和目标时电力系统的构成 （注：图中“a亿/b万亿”是指“a亿kW/b万亿kWh”） 图 1˜˙œß的我 »中和œ的电˛系统 成。其中¡西¢ß 主要是依 Ł胡焕庸ª˜ ˝个别•有所修订。中 的四个 块为主要的电˛— 。其中中¡ ¢制›业和市政 交¨供电依靠 核电‚ª光电‚水电和调 电˘供的电˛供应˜ 依靠水电和调 电 完˚ 调 的 要Ø中¡¢农村的屋顶光伏˝ ˝ 电 ˛ »的基础 ˜将剩余0.8万亿kWh电˛经 调 ˝指 œ 段ˆ˙˜为电˛主 干网供电Ø 城市建筑 与其 的私家电动车…要依靠˝ 屋顶光伏˜ 承担中 ¡¢集中的ª电光电（20亿kW˜ 2.6万亿kWh）的 ´ˆ。因 城乡建筑光储 直柔成为我 以ª电光电为主要电源的¿»电˛的主要´ˆ˜是 与调 ª电光电的主要 。 述 标是涉 城乡建筑‚车辆‚农机‚和电˛系统的巨型工程˜ 要30到40 年的œ ‚15万亿的投资‚以 ˚ 会用电文 ¶• 变 才能 。¯ 就是 围绕 标˜尝试其 ˜œß技术 ª˜厘清 标的技术‚政策‚ 机制‚ 业‚金融‚文 Ł各个 ¸的障 ˜ ¨ 几个æø类型的典型工程的策 8 ß与 程探索克currency1 些障 的途 ˜ˇ 初 œß˙我 述 标的 ª 图。为 个宏` 标的 初 探讨其 ˜是¯ 的主要 的。 1.4. JKLM 按照 „的思 ˜2021年5月启动的“光储直柔” 期 设 了13个课题˜ 如 1‑1所示。各课题已完成 题技术报告˜报告摘要见第5¢ 。 表 1‑1光储直柔一期项目（2021年6月到2022年6月）课题 课题编号 课题名称 所属类别 承担单位 1 综合管理、总报告、宣传推广 综合 清华大学，深圳建科院 2 宏观规划研究 规划 深圳建科院，清华大学 3 光储直柔与电网的关系 技术 南方电网深圳供电局 4 光储直柔配电系统 技术 南京国臣 5 建筑电器的直 与柔 技术 力电器 6 光储直柔 关技术标 系 标 国网电科院 7 光储直柔 中科华 网研究院 8 电 系统 、技术 清华大学 9 建筑光储直柔 清华大学，深圳建科院 10 建筑光储直柔 国臣，清华大学 11 ¡ ¢光储直柔 清华大学，国网 电力 £ 12 ⁄¥ƒ§中currency1光储直柔 “ 清华大学，⁄¥ƒ§中currency1 13 深圳«‹大›光储直柔 技术 深圳建科院 组课题设 的基¯思 是¨ 课题3‚45 ·光储直柔的 技术 研 ˜弄清其中的逻辑 系‚技术难点‚ 能的突破 。课题13…是围绕中 第 ¸˚¸按照¯ 理念建成的光储直柔建筑 的测试 和 验˜说明¯ 标的 和 要 的各种问题。 四个技术研 课题既为示 9 范工程˘供技术 ˜øœŒ为 家有 ¢门设立 重 科研 初 探明技术 向。课题9~12…是æø场合的示范工程研 ˜ 别 括农村以屋顶光伏为基础的 新型农村能源系统（10）˜中小县城级¨ 光储直柔有 ¢ª电光电ˇ ¿»电˛的 能 （9）˜新建商⁄综合体的光储直柔（11）‚以 既有公建‹› ˝‹›中øœ 光储直柔（12）。 四个示范工程的初 探讨试图¨ fi入 研 ˝各类工程 立 初期˜如何¨ 技术‚经济和绿 发展愿景Ł 为推动˛ 光储直柔技术的落地˜梳理˙˝æø场合 推动光储直柔的动˛和阻˛‚ 落地的 ‚障 ˜ 能的融资机制和经济回报。 智能有序充电桩成为光 储直柔建筑 主要的储能资源˜所以`专门设置了课题8研 充电桩 的技术‚ 推广机制‚以 如何‹变 —的充电文 ˜ˇ 能充 挖掘利用电动车车§电池的 储能潜˛。课题2…是以我 个机 —˘˙的中 »能源œß˜研 和 œß光储直柔˝ »能源系统中的 用˜尤其是˝建立¿»的新型电˛系统中˜· 挖掘 ‰ 能源开发所 要的 资源‚ ª电光电有 所 要的电˛调 能˛所具有的重要 用。øœœß˙ 要与我 能源系统…型ø 的建筑光储 直柔 ª图。希望 个 的˚¸完成能 科学地回答发展光储直柔·我 »能源…型的意义和 用˜初 厘清发展中fi须 的 技术政策和机制问 题˜ˇ 汇集各种资源˜有 ß有 的地 些问题˜调动 ˚ 会各 的 积极 ˜¨ ˚¸利用各种资源˜ 建筑的光储直柔被˚ 会 受˜ 入正常的 研 ‚发展和推广轨道。 10 2. )!*+,- 2.1. NKOPQRS ˝2021年5月正式启动˜ 新冠抗疫的要»˜ 数交 和研讨 动只 能˝ª 开展˜ 各个课题克currency1困难˜基¯ 按照原 ß ˜完成了原 ß中 的各 工 。围绕¯ 的开展˜综合组协调组织了 展交 会和专题技术讨 会˜疫 期 主要以ª 会 式 ˜主要的ª 交 动如 2‑1。 表 2‑1 项目fi题fl 与 –† 时‡ ·题 · ¶题与成• 2021年5月21‚ 项目„”† 项目„”与»理研究…划 20218 20 fi题学术‰ 直 ¿网 构与技术 系 2021年11月 8`9 ‚ ´课题ˆ˜ –† ´课题¯报研究…划与ˆ˜ 20222 23 ‚ fi题学术‰ ˘ 电 关˙技术fi题研 2022年3月 2 fi题学术‰ 光储直柔关˙技术与 项目 20223 16 ‚ fi题学术‰ 建筑配电系统关˙技术fi题研 2022年4月 14 fi题学术‰ 标 系和 2022616‚ fi题研 项目研究ˆ˜总¨与研究˜ 2022年6月23 fi题研 项目研究关˙总¨与˚¸ ˝˛…划 2.2. TUVWXY5 ¯ 依 的示范工程之 是山西 城县。 县 县政 正式 ¯研 承担 城˚县¿»œß。 Ł·˚ 能源¿»…型研 的认识˜˘˙¿»能源的 指标。 个区域 能源 用 的» ‚应为区域¥直 ” 的 » ‚和 入 电˛ 的 » ‚之和。 城˚年的光电和ª电发 电量已高 ˚年的用电量˜ Æ 调 能˛˜ 40%的用电量依fl ˝ 山西 电网˜其主要成 为 电˜因 æ能认为其 了¿»。只有¨ 城乡建筑 的“光储直柔”和˚县车辆电气 与有序充电˜获得 的储能和调ı能˛˜ ˚县 æ‰依靠电网的 电˜ 电˛˝˜˜才能 正成为¿»。 明 了˚县¨ ˚¸推广光储直柔技术要 的 标 ˝2025年 » ˜2035年 »中 和˜ ¨ 能源 »…型 动经济发展˜ ˚县ø GDPˇæ到˚ ¨ 水¨的 50%˘高到˚ ¨ 水¨。 个œß˝2021年9月˝ 城组织了专家 查 会˜ ¥电˛‚能源‚建筑Łº域的专家和中 有 ¢ ‚山西 地 政 ¢门ø ·œß 了˚¸研讨和 ˜高 认 了¨ 光储直柔 »中和 标 发展 11 思 和 ª。依Ł¯ 课题9和10的成果˜ œß˘˙„农村¨ 光储直 柔建设成˝ ˝ ˚¸电气 的基础 · 输˙电˛的基地˜ 县镇`依 靠农村电˛和 种储能 ˜以 调 电厂 电˛供˜的¿»和¨ 。 以认为是如何依靠光储直柔 Œ个区域能源¿»˜ æ依靠CCS或CCUS的 个具体 ¡。 围绕有序充电桩系统建设˜研 œß了¢£ 电˛系统的¿» ¡˜˘˙¨ 建成˚ 的有序充电桩网⁄ ˚ 车辆电气 ˜就 以 核电承担基 ‚ ª电光电¥¡电量˜车§电池 储能和调ı˜ ˚ 电˛¿»和˝˜。 ¡ ˝2021年4月˝¢ “ƒ车§ø currency1” 初 ˘˙˜˝2022年4月¢£绿 金融 currency1 fi入 述˜ 几 向¢£ 有 ¢门汇报。2021年11月应“˝«‹市›fifl 就«‹市建设智能有序充电桩系统 汇报˜ –成›fifl专门建 ˜ 报«‹市政 。 2.3. Z[\]^_ （1） 光储直柔专业 会 ˝¯ 的 直 建筑†‡ 开展 动˜ ˝中 建筑ı能协会的 ˜成立了“光储直柔”专业 会˜˚¸组织光储直柔的技术交 ‚标准制 ‚以 宣传‚推广工 。2021年5月˝成都的˚ 绿建 会 组织了专场报告会˜ 受到›会 的高 ·。 （2） 直 †‡公众 直 建筑†‡公众 ˝2018年4月发 以 ˜ 推ˆ直 建筑技术‚建筑电气 ‚建筑柔 ‚光储直柔‚专家报告 ¶Ł文• 323‚˜其中原 文•177‚˜ „ ”»量40余万ø （…‰2022年6月）。 （3） 重要会 报告 就光储直柔的发展 其·建设新型电˛系统的重要意义˜ Ł¯ 研 果˜ 已 别 入中 工程¿和中 科学¿组织的中 » »中和 的 个重 `´ 中˜ 为建 ˘交 ˆ¿。 ˝2021年5月¯ 开题以 ˜£亿Łˆ后˝ 家和 的电˛¢门‚建筑¢门 和科技 理¢门组织的各种会 和˜¯– 了˘˙ 报告（每 20 ¨到2小 12 œ）（配电 会21.9.14˜22.4.27˜中 村 currency121.11.25˜¢£绿 金融 currency122.4.15˜ 电˛系统光储直柔 currency1(£ 电网主 )22.4.11˜山¡科协 » currency122.5.26˜¢£ 21.9.15˜˚¸ ¿»能源22.6.13˜中 建筑ı能协会22.6.14˜‹能集 22.4.29˜ ˛ 科协22.5.21˜˝˛集 ¢21.12.11˜˚ 政协常 会˘¡ 会学ˇ会22.3.23˜ —道 金融学¿22.4.22˜清˝经 学¿22.5.12˜新˝网绿 投资22.4.25˜电机工 程学会21.12.15˜ 市21.12.9）。 2.4. \]^_‘a+bcde ¨ ¯ 的各 动˜ 各级政 和有 ¢门开 · 技术。2021 年10月 ˆ¿ 2030年—» 动 ¡ 文 中明 明“˘高建筑 电气 水¨˜建设集光伏发电‚储能‚直 配电‚柔 用电 体的“光储直柔”建筑”。2022 年5月 家发‹ ı能中心ß专门 了“光储直柔技术宣 与推广会”˜ 各 地 市 级发‹ — ø ›‡˜宣 和学ˇ讨 光储直柔技术。 经 年ł˛˜ 家科技¢Œ已经„光储直柔正式 入“˘四—”的重 科技 ˜ —已经发¨ 集科研 ˜2022年将ˆ 建筑电 直 ˜ — 有系 的建筑直 问题˜2023‚2024年将 立 光储直柔的 与调 理 研 ‚以 示范工程建设。 网公 ‚£网公 Œ ˝2021‚2022年启动光储直柔重点研 ˜组织 电˛系统¥ 的科研 合 ˜重点 光储直柔系统的 ‚调 ‚Æ 和 ˚¥ Ł问题。各地政 和ª业Œ积极 应 ˆ¿文 要»˜ ß 些光储直 柔工程示范 。如 «‹公交集 ˚公 ‹› ‚ 原机场T3 Ł ‚Ø Œ机场 ‚º 网综合currency1ˆ公 ¢ ‚山西 城县Œ村示范‚¥ 市 水 庄村 ‚ 县 Ł。 ˝˚ 积极 应中 的 » 的–æ ˜发展光储直柔建筑配电系统已成为 建筑 »发展的 个重要 。 13 3. )!#$./ ¸· „的–æ˜ „能科学地 调˜æ›成 ı 式的“ˆ是 ł ˜ fl后 地øœ”˜就 要建立标准 体系˜ 应的技术 ˜ ¨ 各种示范工 程ß示 类工程所 能 到的技术‚政策‚资金‚文 Ł各种问题˜˜˙·策与 ¡。 3.1. fgh0 ¯ 课题6围绕光储直柔的标准 体系开展研 。梳理了 ¥ º域的 技术标准˜ Ł光储直柔发展 要˜˘˙应 开发研 的光储直柔技术标准体系˜ 以 按照 重 急 的标准体系发展 ª图˜˙标准 问题的系统 ¡˜ 为科学地‚系统地发展光储直柔工 奠 了基础。˝ 标准体系œß的指 ˜ 标准工 Œ˝紧锣密鼓地开展。 民用建筑直 配电设 标准 已正式发 ˜ 准Æ˝2023年开 更新修订。 Ł发展 要˜` fifl建科¿为主 ˜开 光储直柔建筑 能 法 的编 ˜将˝2022年¥完成。 ˜‡·光储直 柔系统的核心 元各类电˛变换 ˜˘˙¨用变换 ¨台的思 ˜ « 交 主 编 建筑光储直柔系统变换 ¨用技术条 的标准。 3.2. OPh0 ‡·光储直柔系统 要 的技术问题˜¯ 课题3‚4‚5 别ˇ与电网的 协调 式˜光储直柔系统 和 ˚与调 ˜建筑直 电 和 调ı手段 ¸ 梳理˜ 协 各个示范工程中˙ 的 问题。 课题3¨ · 些典型区域和工程用电 的 ˜说明电网¸·的是 类æ ø的扰动 ˝用电侧 »的变 和ª电光电 电源侧的变 。 类变 æø˜ 要¸·的调 ´ˆŒ有很 æø。 —ª电光电˝电源中的 很小˜所 以主要问题 ˝ — 侧。 随着ª电光电占 的增‡˜问题将˙ 的变 。 ˝ 要研 的是能 øœ应· 类 »的机制˜以 得我们˘˙的电网与 之 的协调 法能 。研 了 网和£网 —推 的各种 »侧 应模式‚虚 拟电厂模式以 ¨ 第 ˝电˛交易¨台 交易的模式。 果 明˜ 的各种协调模式都æ能有 光储直柔系统与电网的有 沟¨和协调˜æ能 ¨ 光储直柔为电网˘供柔 —§˜ˇ ª电光电后的有 问题。 14 ˝电 和交易机制 纠 ˜ 能永远Œæ能找到有 的 ¡。fi须利用˚ 会 »发展的新 »˜设 新的 以有 地 œ´映˙电网供 系状况和电源» ‚状况的›数˜ 光储直柔建筑 以 Ł ›数˝主地调 。 将是光储直柔 其 标的技术 。 课题4详细研 ¡了光储直柔系统 。ˇ系统的基¯ 成˜电源‚变换 ‚ 光伏和各类直 —§的 能到 成系统‚ 之后的 互 ˜都 了fi入 。 ˜˙系统的基¯ 制策 ˜ 括 †协调 制模式和依靠 ª电 变 调 的模式。 ˚¥ 和用电 ˚是电˛系统首要 标˜· 直 系统˜ 能的故障‚ ¥ 式‚ 地 式Ł都有所æø˜ ł 有 ¿点切断触头ß ˝电弧 象。 设 合理 靠的¥ 系统˜是¥¡光储直柔系统能 正常 ˇ 被 会所 受的 基¯条 。课题4· 了fi入研 ˜ 合研 ˝ º域 年的研 和工程 †˜˚¸梳理了基础 ¨台的各 ¸问题和经验˜· 些 问题˘˙独到的 法˜既 ˚ 靠要»`具有突˙的经济 。‡·˚公与商业建筑‚ ⁄建 筑和制›工厂 种æø的应用场合˜课题4 别˘˙推荐的光储直柔 ˜ ˜˙ ›数和 置的建 。˝课题4的基础 ˜ ¨ 量工程 场 测和仿 ¨台的模拟 ˜将系统地建立光储直柔系统 和工程设 法˜完成各类光储 直柔工程的 …‚指£和标准。 课题5…是突˙˝建筑直 电 式和“交‹直”的 ˜为建筑电 º 域 直 ˆ期工 。 明˜随着建筑电 电子 和智能 的发展˜直 供电是fifl的发展趋æ。ˇ电梯‚ 调和ª机水泵˜到照明‚冰箱‚炊具和各类小 家电˜直 都 以降 成¯˜˘高 能˜ ł¨ 减 电量变换环 ı 减 损 。¸·技术发展 趋æ˜只有积极地ˇ ‚标准‚调 式Ł各 ¸ 建筑电 的直 ˜主动地发展直 ˜ æ是 传统˜守旧‚ 极地 Ł待市场 »的变 ˜才能¥ 我 ˝建筑电 º域 —的ºˆ状态˜Œ才能 家电 发展到家电强 。 极Ł待‚贻误 机˜很 能会 直 变¶ 失去机会˜失掉建筑电 市场。课题5具体研 了æø ‚æø电 Ł级 直 电 的 要»˜ 探讨了¨ 直 电 ‹变其用电 的 能 和具体 法˜ 以 电 用 ›与 设Æ柔 调ıfi 的 式。课题5‡· 问题˘˙系 的标准建 。 课题13是利用建成 2019年12月的fifl –· 述研 果的˚¸检 验。 –是已建成的完Œ的光储直柔 。¨ ˚¸测试系统 能˜ 括各环 15 ı损 ˜¨ 种 和 验检验其用电 ˚ ‚ 靠 ‚电能 量˜按照æø的 调 策 检验其调 果˜ 考察 用 受 ‚经济 ‚和 会 益。研 果 明 （1） 靠 和供电 量。 † 明˜光储直柔 种新型配电 式 了 更好的供电 靠 和更高的供电 量。˝孤网到 网 的 互…换‚ 设Æ的启£Ł…换操 œ˜ 电池‚光伏‚AC/DCŁ主要 系统状 态的¢ ˝ 重新 配 ˜ 系统˝0.1~0.6秒¥ …换‚恢复Æ ˜ ł电 波动范围小 5%Ø˝ 电网£电œ˜系统˝动…为孤网 ˜·用 电侧无´何干扰Ø （2） 各种用电¥ 。¥ 系统所采用的 地 式˜几种短 ¥ ‚触电 ¥ ‚灭弧Ł 都˘ 有 。当按照œ 法严格 各环ı的 ˚¥ œ˜直 系统 以获得优 交 系统的 ˚ Ø （3） 系统的电量损 。¨ 仔细测试˜发 系统主要的能量损失 ˝ 电池 理模块˜每 充‚电电量«高 15%~30%。 主要是æ适当的电池 理 制 式所›成。‹ 电池 制 理模块电 ˜‹善其算法˜„充‚电环ı 律‹为电 制˜ 以 降 ¢ 损 。 ˜就是˙ 较 光 象˜ Œ与 电池 制 理逻辑有 ˜ 要˘—预测˙ 能 要储 的光伏电量˜˝ 电池留 的储能容量。各个变换 的损 占 用电量的7%˜其中 半是入 AC/DC所 。 是 入 容量为 2×100kW˜ ¨ 输入 æ到40kW˜Œ 基¯ •˝20%左右的— 状态 ˜待机电 ·就高。仔细选 各变换 容量˜ ˝小—§œ主 动切断 些回 ˜ 各工 环ı都•˝较高的— ˜是减 变换 损 的重要 。˝优 各变换 容量‚优 制调ı各个变换 后˜光储直柔 系统 的损 以 制˝5%以¥˜优 交 系统。 （4） 直 电 Ł级。 ¥采用±375V和48V 种电 Ł级˜375V为 调Ł 设Æ供电˜48V… 入工 区˜ 各种小 用电设Æ的 入。 † 明 ›375V 是增‡了系统复 无优æ˜所以 以‹为 ›375V或 ›750V。48V 配电 ˘高了˚公fl用电 ˚ 和 ˜受到 用 的 。 （5） 系统的柔 调ı能˛。主要·利用˝Æ 电池和 †机 调的 »侧 应模式 个 调 设Æ的调 能˛ 了测试‚ 验和 Ø研 个 16 设Æ有 光伏电˛的能˛和按照电网调 动态调ı入 的能˛。 验和 明˜ 系统 入2×75kWh储能˜ 为其 电 量的 20%˜ 与 »侧 应 式 的 调系统 配合˜已具有很强的·入 的调ı 用。 以 如 模式调ı a) 取电模式˜ Ł预测的˚ ˛光伏和 要的用电量˜ ˚˛ 要的用电 量˜按照 式ˇ 电网取电Øb) Ł œ电 ˜只˝ “电 œˇ网 取电˜ 开高电 œ段˜ ˇ ˝ 条 获得 的经济 益Øc)按照电网调 ˘— ˛˜ 的 ˚˛取电 ªˇ电网取电˜›与电网调ı。 种 式都 了 验˜ ˙ 的主要问题ß是储能容量æ 。 ˝已经 个 向有序充电桩˜ 如果˝70%的œ ¥有 辆电动车与其 ˜˘供100kWh的储电容量˜ … 以完˚ 述 类调ı要»。 （6） 与电网的协调。 — 系统已 与fifl供电 调 的 œ¨ ˜ 以 随œ 应电网调 要»的各种调ı。 是˜ „ Ł电网供 矛盾的变 和 ª电光电的 要·其 调 ˜ — ˜˙适当的原…和策 。 当光储直柔建筑 量 建˜其拥有的调 能˛已经超 水 能电Łœ˜ 与电网的协调问题就将成为发展光储直柔要 的核心问题了。 3.3. WXij 课题9~12是˝ 述技术研 基础 的示范工程。¯期的示范工程研 是¨ 考察各类æø 的工程立 和 程˜研 光储直柔 程中 能 到 的各种障 ˜ 能破 些问题的途 ˜ ˙ 的政策‚机制‚经济和技术 。 课题9和10 都是以山西 城县˚县的¿»能源系统为 标˜是˚县 2025年» ‚2035年»中和要完成的 系 ´ˆ中的核心´ˆ。课题9的 标 是˚县电˛系统 „ ¿»。¨ 的» ‚ 法˜¯研 指˙˜当 æ ˝ 正有 的»汇资源或CCSœ˜ 正的»中和æ能 是电量的¨ （˚年 ¿»电˛的 量 ˚年用电量）˜ fi须是每个 的电˛¨ （每个 ¿» 电˛系统˘供的 æ小 态—§ ）。˝区域 电网 æ能 »中和œ˜ 独 个区域的电˛系统»中和æ 要 ˝ ¿»电˛ 量 用电量˜ß 要 ¨ 的电˛调 能˛ 每个 的电 »。 课题9 了当ª电光 电发电 量 用电 量之后˜„电源与预测的用电— 之« 为 ¢ 年 17 ¥ ı 变 ˜主要是 Œ 的 ı 变 和用电 »的 ı 变 所 Ø ”¥ 的变 ˜主要 ˛气变 ‚” ı 所 Ø ˛¥的变 ˜ Œ 的 范围变 和用电变 所 。光储直柔¨ 充电桩利用车§电池资源和建 筑¯ 的柔 用能˜ 以¨ 和协调 ˛¥的源与 之«˜øœß 以为 ” ¥的æ¨ 问题 ˙ 的 。‡· 城县具体的资源和 »状况˜…设 œß 了利用其 水 能资源‚ 电厂和¢ 中断工业用电 年¥和”¥的æ¨ 问题。¨ ˚¸的¨ ˜指˙中心县城 主要的储能资源是电动车。 是 收入县˜ 拥有私ø车辆将超 10万辆˜具有 储电能˛500万kWh˜只 要开发利用其70%即 完˚ ¨ 电˛ “«的要»。 „与电动车的发展 ø 地发展有序充电桩˜ 桩‚车‚电˛¨ 有机协ø‚ø 发展成为问 题的 。为 œß设 ˙几种充电桩的建设模式˜ 其既 以currency1ˆ 当—状态˜ ` ˚¸发展所˘˙的 要。· 建筑˜ 投资问题很难·城区 ⁄建筑 光储直柔‹›。建筑光储直柔‹›的重点是¢ 公 建筑。 为开 ˜ˆ以县 政 为示范¡ ˜研 œß了 高的‹› ¡˜ ¨ 光伏‚‹变 照明 具‚˝£车场 “ 桩”˜ 光伏和工程‹› 用 以较 地回收。 课题10 是农 的光储直柔。经 ˝ 城几个村庄的 测˜发 每户农户 利用的屋顶Ł ¸积˝200¨ 以 ˜每户 屋顶光伏20~40kW˜年发 电2.5~4.0万kWh˜是 —农 ˝ 用电量的10倍以 。即 ˚¸电气 ˜ 括炊 fi‚采 和˚¢ 用能‚各类交¨和农机用能以 ˚¸电气 之后的农业 用 能˜ Œ将有发电 量1/2到2/3的电量要 ˆ 网˜成为农户的经济收入。 完 ˚依靠屋顶光伏 ˝ 用能 » 有 网ˆ电的 `是要有 的调储能˛。 每户3~5kWh储电能˛ 以 ˝ 用能（æ 括采 ）ب 电 ‡ 体的 式˜Œ 以用 ¡¢ 电ˇ Œ能光伏采 。为 ˝5户农 了2021-2022年˚£ 的 验 ˜ 果 明 种 式适应农 的 用状况˜ 基¯ 以 采 ⁄适要»Ø˝ 有配置 电池的条 ˜£ ¥˛˙ 了 flƒ 近10§的 况。 œ如果配有20kWh的 电能˛˜将 以 currency1 种 象˙ 。 农村能源¶• 的´ˆ是农机的˚¸电气 。 各种农机 Æ 年 用小œ数 æ高˜所以 以采用换电模式˜发展标准 电池模块˜ 用 ´何 农机和农用车辆。˝æ 用的œ ˜…„电池‚置 户¥的电池箱中˜成为户¥直 网的 电 元。每户农户‰ 以拥有60kWh以 的 电池˜ 就成为户¥和 村¥直 网正常 和 靠供电的¥障。其主要 用为 18 1. 为农户用电˘供¥障。尤其是˝£ 采 ı˜˙ ¥˛˜利用 电池 以 2~3˛的采 要电量˜ £ 为农 期˜各类农机 用 ˜正好 以˘供 的 电容量Ø 2. 破º农电 网 。按照 —户 20kW光伏的 机容量˜即 ˚¸ 农机和交¨电气 ˜每户每年ß剩余电量1~1.5万kWh˜ 要 网ˆ 电。 — 数农网的变 配电容量是5~6kW/户˜如果每户 20kW 光伏 直 网˜…只能 1/4农户的 要˜“…就 变 §。 当每个农户¨ 拥有60kWh的储电能˛˜就 以¨ 调 充 利用变 容量。¨ 与电网协商˜选 合适的œ 段 网ˆ电˜以 电网调 的 要。 „˝æ·农网 ‹动的—˘ ˜就 以 农村ˇ电˛的 到 的…变˜ 农村成为“只发æ收”的电˛ 。 3. ¨ 村¥的直 网和«村«台区的互†互¨˜ß 以˝各户‚各村用电 »æ œ˜ 互调用˜ 各户的电池资源充 发‹ 用。 为 述 标˜ 要户¥‹为户级直 网˜村¥各个变 台区 ‹为村 级直 网˜农户的用电设Æ˚¢‹为直 供电。¨ ˝ 城县庄 村的 †˜ 点都已›利 。家用电 直 的困难 原 设fi的小˜经 fl 的 ‹› 就 入直 。 民的 受程 Œ 预fi好。直 ‹›困难æ ˜只是 —市场 有 应的直 ˜ 得 民˝采 新的家用电 œ˙ ˘˙。 建立直 家电 标准 推˙ 种的直 ˜是光储直柔能 正落地的基¯条 。 ˚– 系统是直 配电fi须 的` 问题。为 课题承担小组获得 发明专 利˜既 高 靠的– ˜` 成¯ ˜ —已成为正式 †量 。 庄 村100户20kW光伏和户¥配电系统（æ 括 电池）投资617.525万元˜ ¨ 每户 6万元。如果配5kWh储能 为用电 靠¥障˜…每户投入7万元。每 户˚年发电2.5万kWh。如果currency1 用电0.5万kWh˜ ˙‡电˛2万kWh˜收 入0.8万元以 （按照0.4元/kWh 算）˜¨ ·光伏 ¶˜˘年 完成߯• ·。 100户 网系统的村级直 配电网‹›投入282万元（ 括300kWh的储 能电池和变换 ）。 以 村¥公 设 用电 »˜ 余电 网。如果 拥有 的电动车和移动式电动农机具˜100户将具有6000kWh的储电能˛˜… æ 以为 些电动农机具和车辆currency1 充电˜ ł依靠其储电能˛ 以 村¥其 ‚各种公 设 用电 »˜ ˝电网公 调 ˝ 要电˛的œ 段ˆ电 网。如 19 果˝指 œ 段 网的 网电 为0.6元/kWh˜每年剩余的 网电量为180万kWh （车辆currency1 充电20万kWh）˜ 网‡电收入100万元˜„ß各户余电 网 80万˜ 余20万˜ • 括2” 理技工˝¥的 理 用。 „˜只要 村¥ 300万/100户的村级直 电网建设 用˜ ˚¸ 农机电气 ˜就 以 完成农村光储直柔系统建设˜ł 理。 ˜农机的˚¸电气 成为˝农村 光储直柔新型能源系统的 。 —电动 移动农机设Ƈ »…高 ‰农机˜ Œ是 ¿的电池所 。 数电动农机æ 括电池的`机 格都 ø 能的 ‰农机。 „˜¨ 采用 换电 式 推广电池标准 就 以´着 电动 的成¯问题。 每户60kWh的 电池 — 要10万元左右˜成为 农机电气 和农村新能源系统的核心。如果按 照家电 乡的政策˜ 家 半˜ 当 每户 5万元˜将极 地推动农村 电气 和新能源建设的发展。 课题11是¢£ ⁄¥供电公 与ƒ能集 †合建设的ƒ能公§新建商业综合 体。主要是38户 公ˆ和商业配˜。电网公 为了尝试光储直柔¯念˜投资充电 桩‚储能和直 配电Ø 建设 投资光伏和˘屋¯体。 — 正˝建设中˜ 预 ˝˙年年¥¨建完工˜明年 半年开 和调试。研 与业主 ˝光储 直柔系统 ¡ 中 到很 矛盾˜主要是 配电系统系统容量的 。按照常œ设 法˜按照˚¢用电设Æ的 之和‰‡ ¥ 系数˜ 的入 就会超 1000kW（2000¨ 公ˆ235kW˜ 1000¨ 商业340kW˜ 景照明33kW˜28个充电桩420kW）。 按照光储直柔 系统的思 ˜充电桩应 ˝用电 “和光伏¶˚œ充电˜æ应 占用入 Ø 配Æ了2¸300kWh储能˜` 以利用储能¿掉短期 能˙ 的 — 。 了 180kW光伏˜˚年发电20万kWh˜ ˘供Œ个 半以 的电量˜因 即 入 取200kW˜年 小œ数Œæ 1000小œ˜¨ 储能 完˚应·短 期 —§的 要。入 1000kWß是200kW将 配电系统投资的巨 « 别。经 讨 ˜ 后 采用2¸400kW入 的配电容量。 就æ ›成投资 高æ ˜ ł变 和 入 的AC/DC长œ ˝10%以 的 —§工况 ˜ ˜待机电 高。 如何充 用好充电桩˜是 光储直柔 标的 。要充 开发利用车§电池 资源˜就要采用 向充/‚电 式˜ 车§电池成为光储直柔主要的储能容量。充电 20 桩 以设 为 向 能˜ ˝开 œ 向充电˜¨ currency1 充电 式 ˝建立 新的充电文 ˜ ˝ ˛到 向充/‚电。28个充电桩如果能充 利用˜·应的储电 容量是1400kWh˜是 — 独设 的 电池容量的2倍以 。 当æøœ段电 «˝2倍œ˜如果每˛ “期充电50kWh˜车辆 ˇ用电15kWh (100公—)˜高 段 ‚30kWh˜电池充‚电损 5kWh˜… ¨ “«电 获益。 “电 «将˝4倍以 ˜因 fi须„智能有序充电桩 为重要环ı 以充 重 。 如何利用光储直柔系统的柔 —§的 点˜与电网配合˜ 收益 是 光储直柔 “发‹其 用‚ 经济收益的 。 组 Ł几种 的调 政 策 ˜发 æø的调 模式·应的经济 «别巨 。 个 的光伏 ˘供 半以 的用电量˜充 利用˝ 和车辆的储能资源˜æ 光‚æ 网„ˆ电˜就 以减 半以 的 电量。如果‰设法 网 所 电˛都发 ˝电˛ “期˜ 当电˛的 “电 « 到4倍œ˜ 个光储直柔系统 要•˙的电˛ 为 常œ 式的1/5。如果 “¨ 电 为0.75元/kWh˜…每年 ı 电 18万元˜考 态10年回收投资的 ˜光储直柔系统增‡的成¯应æ超 180万元。 原 ¡ 常œ投资增‡670万元˜´fl 无经济 。 其原因是光伏‚储能 和充电桩预算的 高（光伏4.5元/W˜ 降 到3元/WØ储电3.5元/Wh˜ 降 到2.5元/WhØ充电桩3万/个˜ 降 到1.5万/个）Ø配电系统容量 （ ˇ2¸400kW降 到2¸150kW）˜减小容量后配电系统 常œ系统减 100~150 万投资Ø综合核算˜投资增量 ˇ —的670万降 到 200万元˜ 常œ 式 增‡了28个充电桩˜按照 “电 «的 式 ˜15年¥ 回收增‡的投资和利 ·。如果æ 入充电桩投资˜…10年¥ 回收增‡的投资和利·。 应 采用何种调 策 ˇ 和电网配合˜协 电网˝ —ª电光电占 小的状 态 — 侧的¿ “˜˝ ª光电œ有 ª电光电 成为 光储直柔 制 的 问题。 个 的建设 之 是电网公 。 能˜˙合适的 模式和调 策 。· 种 几§ 的—§˜Œ难以 电˛调 直 指‹调 。因 要找到 个直 ´映电˛系统供 系的›数˜˝ª œ 发 ›数˜ ˝各•的光储直柔—§˝ 应‚˝动调 。 ł 个›数 能 即适应 — 电为主的电源 ‚Œ适应 ª电光电为主的¿»电源 ˜ ˇ 调ı策 ¥ 。 应 是光储直柔 向 研 的重点之 。 ¸·的` 困难是Æ 适 的 直 配电 和建筑直 电 ˜ 21 专门 制的 `æ 合采 标œ程。市场 Æ 系 的直 几Æ 的 ª。因 “ø ”ß是“ ø”的问题˜‡强直 的开发和标 准 ˜ 短 ˜是光储直柔fi须 的问题之 。 课题12是currency1 “«中心既有公 建筑的光储直柔更新‹›研 ˜ 的是‡· 量 ¸广的140亿¨ 既有公 建筑研 ˝ ı能‚˘ 能 的基础 ˜能 “¨ 光储直柔技术应用˜ 降 程能源 的» ‚˜为既有公 建筑光储直柔‹› 索经验。 研 选取“«中心¥的“« § 为·象˜首ˆ¨ 电 数Ł Ł选 ˙适合 配电系统光储直柔更新的主要—§˜ 括¢水源 泵机组‚变Ø水泵‚ 调箱变ت机Ł 范围 调ı的设Ƙ以 LED Œ‚LED照明Ł适 合直 直供的—§。˝ 光储直柔系统 和主要电˛电子设Æ容量Ł›数 œ˜意识到