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推动光储直柔发展 促进建筑零碳用电
发布时间:2023-08-03 【字体:

发布日期:2023.8.1      来源:北极星


       光储直柔系统是集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体,以源荷互动方式实现与电网友好交互的新型建筑配用电系统。海量的光储直柔建筑作为用户侧灵活性资源,是解决高比例可再生能源接入电网的波动性和随机性问题的有效路径。

       7月6日~7日,以“光储直柔助力实现零碳用电”为主题的首届中国光储直柔大会在内蒙古自治区赤峰市召开。大会由中国建筑节能协会光储直柔专业委员会、中国电力科学研究院有限公司、中国可持续发展研究会气候变化工作委员会主办,深圳市建筑科学研究院股份有限公司承办,清华大学建筑节能研究中心、中国建筑学会建筑电气分会等协办。与会专家从拓扑配置、关键产品研发及选型、安全保护、协同控制、柔性互动、工程设计与应用等方面系统梳理了光储直柔系统应用情况及发展现状,为光储直柔全面推广和高质量发展献计献策,助推城乡建设领域绿色低碳发展,助力“双碳”目标实现。

光储直柔等负荷资源有巨大灵活调节潜力,可支撑新型电力系统运行

       2021年3月15日,中央财经委员会第九次会议首次提出构建新型电力系统。今年7月召开的中央全面深化改革委员会第二次会议强调,“加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统,更好推动能源生产和消费革命,保障国家能源安全”。国家能源局组织编制和发布的《新型电力系统发展蓝皮书》提出,随着分布式电源、多元负荷和储能的广泛应用,大量用户侧主体兼具发电和用电双重属性,终端负荷特性由传统的刚性、纯消费型,向柔性、生产与消费兼具型转变,源网荷储灵活互动和需求侧响应能力不断提升,支撑新型电力系统安全稳定运行。“发电端和用电端的不确定性使电力供需平衡问题日益突出,新型电力系统对用户侧灵活性可调节资源的需求更为迫切,建筑内空调、屋顶光伏、新能源汽车充电设施、储能等大规模柔性负荷蕴藏着巨大的灵活调节潜力。”中国电科院副总经理、党委副书记卢和平在首届中国光储直柔大会上表示。

       他认为,亟须提升建筑供用电系统的灵活性、安全性、可靠性和高效性,实现建筑与城市电网的深度融合,推动构建电网友好型绿色建筑。光储直柔作为用户侧可调节资源参与电网互动,为分布式可再生能源电量就地就近消纳利用提供了创新性技术模式,将进一步提高新型电力系统调节能力,提升终端电气化水平,带动直流供用电产业技术创新,加速推动建筑用能绿色升级。

       光储直柔作为新型电力系统在建筑领域的新形态,推广应用前景广阔

       在大会上,中国工程院院士、清华大学教授江亿表示,随着我国电力系统结构的转变,电力系统在电源、可调性、稳定性、调节等方面面临着重大变化,而光储直柔是挖掘利用建筑柔性资源的有效手段。他针对光储直柔的发展与推广路径提出建议:一是由农村地区逐渐向城市推广,二是建立电力动态碳排放责任因子的发布、计量系统,使柔性用电与电力碳排放责任直接挂钩,从而使光储直柔的应用效果可观察、可计量。

       在中国工程院院士、天津大学教授王成山看来,建筑光储直柔供电系统是典型的微电网系统,发展潜力巨大。装备模块化、接口标准化、控制芯片化、运维智能化将是该技术市场化的关键。

       中国21世纪议程管理中心主任黄晶建议,从满足我国减排需求、全面评估温室气体排放现状的角度出发,分析碳减排技术需求,构建由节能提效低碳、零碳电力能源、零碳非电能源、燃料/原料替代、碳捕集利用与封存、碳汇、集成耦合与优化、非二氧化碳温室气体消减等八大类技术组成的碳中和技术体系。“光储直柔作为多种新能源的集成耦合方式,可以优化和丰富建筑中的能源系统,实现能源系统的生产、消费、调蓄,推动建筑用能转变。”他说。

       山东大学教授马钊认为,源荷储变化给配用电系统带来了挑战,直流配用电能够提供安全、灵活、高效的供电服务,新一代低压直流供用电系统为可再生能源电量的有效消纳、发储用灵活协调提供了新的发展契机。光储直柔建筑是该系统的典型应用场景,而柔性负荷是这一应用场景中的核心元素。柔性负荷的调度和调节是缓解供需侧矛盾的重要手段之一,柔性负荷的柔性调节能力改变了负荷单向、被动接受调节的历史。“建筑已经具备发电、储能、可调节负荷等多重元素的新型用能特点。”全国工程勘察设计大师、中国建筑东北设计研究院有限公司首席总工程师郭晓岩在大会上说。他提出,利用城乡居住建筑屋顶安装光伏发电系统,在新建工程项目中可考虑试点应用直流配电技术,在相应的居住建筑和公共建筑中采用光储直柔技术。

       中国能源研究会副理事长、秘书长孙正运则建议,探索分布式光伏用户与新能源汽车、可控负荷及储能储热等设备的深度融合、灵活互动,增强电力系统的灵活调节能力;利用光储直柔技术实现微电网自平衡,促进电力系统源荷互动能力提升,支撑电网应对高比例新能源电源并网,保障电网安全稳定运行。

       光储直柔技术研究应用正在加快,助力构建电网友好型绿色建筑

       7月21日,中国电科院光储直柔团队成员在实验室验证和研讨光储直柔建筑负荷互动响应系统自协同控制算法模型。

       近年来,国家电网有限公司坚决贯彻党中央决策部署,扎实推进新型电力系统建设,服务“双碳”目标。近日召开的公司贯彻习近平总书记重要指示批示精神推进高质量发展工作会议提出坚决打赢迎峰度夏电力保供战,要求落细负荷管理措施,发挥新型电力负荷管理系统作用,加强负荷实时监测和调控,更高水平、更高质量地做好节能工作。

       中国电科院作为公司直属科研单位,近年来在用电领域,围绕负荷管理、用电互动、多能互补与综合能源、终端电气化、新能源汽车充换电等业务方向,开展了大量的理论研究、技术攻关、标准制订和修订工作,全力支撑电力保供,助力打造新型电力系统建设用户侧样板。

       在此过程中,中国电科院围绕光储直柔技术研究,形成了光储直柔建筑负荷互动响应系统、光储直柔一体化控制系统、光储直柔仿真实验及实训系统等一批科研成果,主动参与相关标准制订工作。在这些科研成果的支撑下,浙江温州供电公司七都岛供电所近零碳实验室、台州供电公司典型园区光储直柔试点工程计划年内开工建设,力争实现建筑光储直柔系统与城市电网的深度融合,为电网提供需求侧管理和辅助服务支撑,推动构建电网友好型绿色建筑,进一步促进分布式能源高质量发展和电量就地消纳,提高用户侧需求响应能力。



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