GREEN雙碳背景下新型電力系統(tǒng)的應(yīng)用創(chuàng)新——“光儲直柔”微電網(wǎng)洞察施耐德電氣出品/cn前言前言達成碳達峰、碳中和目標，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系是第一要務(wù)，而清潔電力則是能源轉(zhuǎn)型的“牛鼻子”。在能源轉(zhuǎn)型的過程中，電力系統(tǒng)的安全性是保障中國能源安全的重中之重，為適應(yīng)新能源的大規(guī)模接入，保障電力系統(tǒng)安全可靠，新型電力系統(tǒng)應(yīng)運而生。為了保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、適應(yīng)新能源發(fā)電比例和終端電氣化率的快速提升，提升電力系統(tǒng)靈活性至關(guān)重要，每一個環(huán)節(jié)都將在構(gòu)建的過程中發(fā)揮重要作用光儲直柔”技術(shù)使建筑在能效提升的基礎(chǔ)上進一步實現(xiàn)電能替代與電網(wǎng)友好交互的新型建筑能源系統(tǒng)。使建筑從傳統(tǒng)能源系統(tǒng)中剛性消費者的角色轉(zhuǎn)變?yōu)槲磥碚麄€能源系統(tǒng)中具有可再生能源生產(chǎn)、消費、能量調(diào)蓄功能“三位一體”的復(fù)合體，這也是建筑面向構(gòu)建未來低碳能源系統(tǒng)應(yīng)當發(fā)揮的重要功能?；谑┠偷码姎忾L久以來在電力行業(yè)的深耕，同時收集了業(yè)界各科研院的一線專家、深耕前沿技術(shù)的研發(fā)工程師、參與行業(yè)政策和標準制定的專家學(xué)者等的調(diào)研中進行價值提煉。我們希望通過這份報告，對新型電力系統(tǒng)下的光儲直柔微電網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)其中的挑戰(zhàn)與機遇，探索光儲直柔完整解決方案、新一代直流產(chǎn)品及柔性控制技術(shù)，幫助客戶實現(xiàn)減碳目標，邁向零碳未來。目錄 機遇-光儲直柔與電力交互 3發(fā)展光儲直柔的必要性與價值 4光儲直柔的戰(zhàn)略發(fā)標 5探索-光儲直柔發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) 光儲直柔的市場及商價值 布式電能并網(wǎng)帶來的諧波 缺乏光儲直柔的整體技術(shù)標準體系 缺乏對柔性負載的全生命周期的整體控制 路徑-助力實現(xiàn)高效用能與清潔低碳 系統(tǒng)可行性規(guī)劃-MGDT為光儲直柔規(guī)劃投資中規(guī)避風(fēng)險 系統(tǒng)預(yù)測調(diào)優(yōu)控制–EMA應(yīng)用于光儲直柔微網(wǎng)系統(tǒng)咨詢顧問 建筑設(shè)備管理系統(tǒng)(BMS)–協(xié)同構(gòu)建柔性負載 22配電系統(tǒng)設(shè)計–ETAP諧波計優(yōu)化系統(tǒng)電能質(zhì)量 25光儲直柔系統(tǒng)–DCSystems解決方案 27直流母線配電系統(tǒng) 32實踐-SEMW光儲直柔微電網(wǎng)示范基地 34結(jié)語 關(guān)于作者 38致謝 39序言開啟新型建筑電氣系統(tǒng)新篇章與施耐德電氣結(jié)緣已有二十余年，施耐德電氣在中低壓配用電及建筑智能化系統(tǒng)解決方案中一直處于技術(shù)和標準的引領(lǐng)位置。年向全世界莊重承諾“3060”5-10了新型建筑電氣系統(tǒng)的四個基本要素。LED多的被行業(yè)內(nèi)提及。ETAPCurrentOS的DCSystemsSpaceLogicAI樓宇節(jié)能盒

機遇—光儲直柔與電力交互莫理莉華南理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司-建筑設(shè)計三院電氣副總工程師中國建筑節(jié)能協(xié)會光儲直柔專委會委員機遇——光儲直柔與電力交互發(fā)展光儲直柔的必要性與價值政策支持20211024碳中和工作的意見》指出：到2060年我國的非化石能源比重達80%以上，并著重指出大力發(fā)展低碳建筑，深化可再生能源建筑應(yīng)用；202110262030年前碳達峰行動方案》性用電于一體的“光儲直柔”2025年，城鎮(zhèn)建筑可再生能源替代率達到8%，新建公共機構(gòu)建筑、新建廠房屋頂光伏覆蓋率力爭達到50%，為“光儲直柔”建筑的發(fā)展目標指明了方向。20211231(2021-2025)》提出：發(fā)展智能光伏建筑，在有條件的城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)，統(tǒng)籌推進居民屋面智能光伏系統(tǒng)，鼓勵新建政府投資公益性建筑推廣太陽能屋頂系統(tǒng)，開展以智能光伏系統(tǒng)為核心，以儲能、建筑電力需求響應(yīng)等新技術(shù)為載體區(qū)域級光伏分布式應(yīng)用示范；提高建筑智能光伏應(yīng)用水平，積極開展光伏發(fā)電、儲能、直流配電、柔性用電于一體的“光儲直柔”建筑建設(shè)示范，進一步細化了“光儲直柔”建筑發(fā)展的技術(shù)路徑。20223月1十四五建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》提出：“十四五”累計新增建筑光伏裝機容量0.5億千瓦；建設(shè)以“光儲直柔”為特征的新型建筑國家各部委出臺的相關(guān)政策對發(fā)展建筑“光儲直柔”系統(tǒng)、建筑側(cè)需求響應(yīng)、建筑層面的儲能利用、建筑光伏利用等均提供了有利條件，這些政策支持為“光儲直柔”建筑的推廣應(yīng)用提供了重要支撐，也對合理構(gòu)建“光儲直柔”系統(tǒng)、開發(fā)系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備、開展工程應(yīng)用等提出了具體要求[1]。發(fā)展光儲直柔技術(shù)可以降低對進口能源的依賴，提高能源供應(yīng)的安全性，同時推動能源結(jié)構(gòu)向可再生能源轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。光儲直柔技術(shù)可以提高能源轉(zhuǎn)換效率和利用率，降低能源浪費。光伏發(fā)電可以在陽光充足的時光儲直柔技術(shù)可以提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。儲能技術(shù)可以平衡電網(wǎng)負荷波動，解決因光伏發(fā)電的間歇性帶來的電網(wǎng)不穩(wěn)定問題，從而保障能源供應(yīng)的穩(wěn)定性。

發(fā)展?jié)摿薮蟮奶柲苜Y源：中國地域廣闊，太陽能資源豐富，適宜大規(guī)模發(fā)展光伏發(fā)電。光伏發(fā)電可以利用分布式的方式在城市和農(nóng)村實現(xiàn)能源生產(chǎn)，滿足不同地區(qū)的能源需求。技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級：光儲直柔技術(shù)的發(fā)展需要涉及光伏發(fā)電、儲能和智能電網(wǎng)等多個領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。中國政府大力支持清潔能源技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)升級，為光儲直柔技術(shù)的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境和市場前景。電力市場改革：中國正在進行電力市場改革，推動能源市場逐步實現(xiàn)市場化運作。光儲直柔技術(shù)的發(fā)展可以促進電力市場的競爭，提高市場效率，同時為用戶提供更加穩(wěn)定和可靠的電力供應(yīng)。國際合作與影響力：中國在清潔能源領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)獲得國際認可，發(fā)展光儲直柔技術(shù)可以增強中國在國際能源領(lǐng)域的影響力，促進國際合作，共同應(yīng)對全球能源和環(huán)境挑戰(zhàn)。綜上所述，光儲直柔技術(shù)在中國的發(fā)展具有明顯的必要性，其對于推動能源轉(zhuǎn)型、提升能源供應(yīng)的安全性和穩(wěn)定性，減少能源浪費和排放有著關(guān)鍵作用；同時光儲直柔技術(shù)也具備巨大的發(fā)展?jié)摿Γ侵袊鍧嵞茉搭I(lǐng)域的重要支柱之一。光儲直柔的戰(zhàn)略發(fā)展目標“光儲直柔”photovoltaics,energystorage,directcurrentandflexibilit,PEDF是指通過光伏等可再生能源發(fā)電、儲能、直流配電和柔性用能來構(gòu)建適應(yīng)碳中和目標需求的新型建筑配電系（或稱建筑能源系統(tǒng)儲儲能系統(tǒng)屋頂光伏光充電樁直直流設(shè)備柔屋頂光伏—直流建筑[1]“儲儲能系統(tǒng)屋頂光伏光充電樁直直流設(shè)備柔屋頂光伏—直流建筑利用建筑表面敷設(shè)光伏板、充分利用建筑作為光伏等可再生能源的生產(chǎn)者是實現(xiàn)建筑低碳發(fā)展的重要途徑；儲能是實現(xiàn)建筑能量蓄存、調(diào)節(jié)的重要手段，需要建筑層面整體考慮儲能方式，包括建筑周圍停靠的電動車等都可以作為有效的儲能資源；直流化是實現(xiàn)建筑內(nèi)光伏高效利用、高效機電設(shè)備產(chǎn)品利用的重要途徑，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備通過DC/D（直流變換器連接到直流母線，在建筑內(nèi)打造出直流配電系統(tǒng)；“光儲直柔”建筑的最終目標是實現(xiàn)建筑整體柔性用能，使得建筑從傳統(tǒng)能源系統(tǒng)中僅是負載轉(zhuǎn)變?yōu)槲磥碚麄€能源系統(tǒng)中具有可再生能源生產(chǎn)、自身用能、能量調(diào)蓄功能“三位一體”的復(fù)合體，也是建筑面向未來低碳能源系統(tǒng)構(gòu)建要求應(yīng)當發(fā)揮的重要功能[2]。1.2.1“光”太陽能光伏發(fā)電是未來主要的可再生電源之一，而體量巨大的建筑外表面是發(fā)展分布式光伏2018年建筑面積超過600億m2100億m2，估計可安裝超過800GW的屋頂光伏，年發(fā)電量超8000億kWh件成本的快速下降使得光伏建筑一體化變得更加可行。與10年前相比，晶體硅光伏組件的效率提6%，2018年已有超20%效率的產(chǎn)品實現(xiàn)商業(yè)化；同期光伏組件價格降低了94%，2018年已不到2元/Wp筑屋面上，可以節(jié)省土地租賃等一系列建設(shè)維護費用，比集中式光伏電站更具經(jīng)濟優(yōu)勢。在新材料方面，碲化鎘、銅銦鎵硒等新型光伏電池技術(shù)在國內(nèi)外也正處于快速發(fā)展階段，未來光伏的轉(zhuǎn)換效率和經(jīng)濟性有望進一步突破。考慮到低碳發(fā)展機遇和技術(shù)拐點的即將到來，未來光伏將會越來越多[3]。

.2.“儲”2018年，我國已投運的電化學(xué)儲能項目規(guī)模達107kWh2050年的電化學(xué)儲能容量有望達到3.2kWh。（behind-the-meterenergystorage以用戶內(nèi)部配電網(wǎng)系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征，通過物理儲能、電化學(xué)電池或電磁能量存儲介質(zhì)進行可循環(huán)未來儲能電池技術(shù)呈現(xiàn)出成本降低和收益增加的趨勢，因此未來建筑對于儲能電池的需求會越來越大。成本上得益于電動汽車和電源電網(wǎng)側(cè)儲能的快速發(fā)展，儲能電池的成本在近年快速降低。例如目前磷酸鐵鋰電池的初投資價格已經(jīng)低1.5元/Wh，考慮使用壽命和效率后的單位度電儲存成本已經(jīng)低于0.7元/kWh。目前很多城市的電力峰谷差已經(jīng)高于0.8元/kWh，特別是隨著靈活性資源逐漸稀缺，未來電價峰谷差逐漸拉大，電池儲能的收益會逐漸增加。經(jīng)濟性會成為建筑儲能市場化發(fā)展的驅(qū)動力。車和電網(wǎng)儲能借鑒來的電池設(shè)計和管理技術(shù)也需要與建筑場景的特殊需求相結(jié)合，例如更多考慮建20～0～45與建筑負荷特性匹配防止過熱事故發(fā)生都是儲能電池應(yīng)用于建筑場景所必須解決的關(guān)鍵問題[4]。9000800070006000500040003000200010000

2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022

70%建筑建筑本體冷熱建筑建筑本體冷熱電力電器建筑中可供利用的蓄能資源掃地機帶蓄電設(shè)備蓄電池電動車水蓄冷冰蓄冷蓄熱水罐相變材料圍護結(jié)構(gòu)分布式能源裝機配圖50%40%30%20%10%0%分布式光伏新增裝機容量(萬千瓦) 集中式光伏新增裝機容量(萬千瓦) 分布式新增占比(%右軸)數(shù)據(jù)來源：能源局

數(shù)據(jù)來源：建筑光儲直柔技術(shù)與工程案例注[2]數(shù)據(jù)來自：中國光儲直柔建筑戰(zhàn)略發(fā)展路徑研究項目組，《中國光儲直柔建筑戰(zhàn)略發(fā)展路徑研究》系列報告。注[3]陸元元.[J].,2022,41(07):25-32.

注[4]陸元元.[J].,2022,41(07):25-32..2.“直”LED用電網(wǎng)，可以取消直流設(shè)備與配電網(wǎng)之間的交直變換環(huán)節(jié)，同時放開配用電系統(tǒng)對電壓和頻率的限AC/DC電力富余時將直流電逆變?yōu)榻涣麟妼ν怆娋W(wǎng)供電。而建筑內(nèi)部通過直流電配電網(wǎng)與所有電源和電器（設(shè)備（設(shè)備DC/DC變換器。2009年正式啟動了低壓直流相關(guān)標準化工作，先后成立了低壓直流配電系（IEC/SMB/SG4（IEC/SEG4207年成立了低壓直流及（IECSyCVDC208年6月，德國電氣工程、電子和信息技術(shù)行業(yè)標準化（DKE發(fā)布了“德國低壓直流標準化路線圖”2081IEEE-PES成立了直流電力系統(tǒng)技未來隨著“光”和“儲”在建筑中的應(yīng)用，低壓直流配電技術(shù)將在建筑中得到持續(xù)關(guān)注和研究；同時隨著標準的建立和更多家電設(shè)備企業(yè)的參與，建筑低壓直流配電的生態(tài)環(huán)境也會逐漸成型。中國建筑節(jié)能協(xié)會光儲直柔專委會發(fā)布的《直流建筑發(fā)展路線圖2020～2030》中預(yù)測直流配用電技術(shù)將拉動每年7000億元的市場規(guī)模[5]。

.2.“柔”性和人對溫度波動的適應(yīng)性來進行短期負荷功率調(diào)節(jié)，為電力系統(tǒng)提供一定程度的靈活性；洗衣機、IEAEBC的Annex67項目就[6]。kWkW儲能的靈活性調(diào)節(jié)Time數(shù)據(jù)來源：SolarPowerEurope注[5]王昊晴,劉寧,馬釗,段青.面向安全可靠用電需求的“光儲直柔”直流建筑標準體系研究[J].供用電,2022,39(08):15-20+57. 注[6]直流建筑發(fā)展路線圖2020-2030(Ⅰ)[J].建筑節(jié)能(中英文),2021,49(08):1-10.2.1光儲直柔的市場及商業(yè)價值

探索——光儲直柔發(fā)展中面臨的挑戰(zhàn)探索—光儲直柔發(fā)展中面臨的挑戰(zhàn)

新型電力系統(tǒng)架構(gòu)下，從包含分布式電源的復(fù)雜供電系統(tǒng)及其關(guān)鍵設(shè)備的能量效率、建設(shè)成本、及系統(tǒng)用電安全和電能質(zhì)量等眾多角度，同時對實際工程的“投資-收益分析的指標、方法和相關(guān)光儲直柔系統(tǒng)技術(shù)上已經(jīng)形成一定的成光儲直柔”不能“跑偏光儲直也會大打折扣。多元的電力價格體系，使得電力這種未來能源體系的價格波動不斷增加。再加之新能源自身消納的價統(tǒng)的柔性互動綜合經(jīng)濟性也同樣如此。智能技術(shù)的預(yù)測調(diào)優(yōu)控制技術(shù)[7]。分布式電能并網(wǎng)帶來的諧波頻繁開通與關(guān)斷來實現(xiàn)電力變換功能，其輸入輸出關(guān)系具有明顯的非線性特征，產(chǎn)生一系列的諧波分10[7]“建筑光儲直柔技術(shù)與工程案例”（）10雙碳背景下新型電力系統(tǒng)的應(yīng)用創(chuàng)新——“光儲直柔”微電網(wǎng)洞察在。當整體配電系統(tǒng)的諧波超標時，將產(chǎn)生以下危害：變壞。諧波降低系統(tǒng)電能的波形質(zhì)量，威脅系統(tǒng)和用電設(shè)備的安全穩(wěn)定的運行。為了保證電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量，要對分布式發(fā)電及電力電子負載合并產(chǎn)生的諧波進行抑制。一旦注入電網(wǎng)的諧波超出GB14549中所要求的限值，需要設(shè)計相應(yīng)的諧波抑制措施。缺乏光儲直柔的整體技術(shù)標準體系光儲直柔”技術(shù)作為面向民用建筑，尤其是公共建筑的新技術(shù)，規(guī)?；耐茝V和應(yīng)用必須依靠進而有效和規(guī)范地指導(dǎo)光儲直柔”光儲直柔”技術(shù)對其他行業(yè)的新型電力系統(tǒng)發(fā)展也有一定的影響。目前，國內(nèi)外已經(jīng)編制和發(fā)布了一系列與光儲直柔系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)標準，能源基金會也組織國內(nèi)專家梳理了光儲直柔”還存在不少問題?，F(xiàn)有的標準無法覆蓋“光儲直柔”系統(tǒng)應(yīng)用全環(huán)節(jié)的實施需求，更缺乏系統(tǒng)典型設(shè)[8]。

探索——光儲直柔發(fā)展中面臨的挑戰(zhàn)缺乏對柔性負載的全生命周期的整體控制建筑業(yè)終端碳排放占全國碳排放總量的50%，公共建筑面積僅占建筑面積的19%，其能耗占比卻高達38%（HAC能耗占比大于45%理及其柔性體現(xiàn)需要更高的全局視角。建筑空調(diào)能耗高的關(guān)鍵在于缺少對空調(diào)全系統(tǒng)生命周期的整體把握，目前主要體現(xiàn)在三個方面的是雖然AI軟件推出了解決建議，但缺乏專業(yè)人員與物業(yè)運維人員交流，產(chǎn)生大量無效或無法執(zhí)行的建議。的利用自身建設(shè)的新能源發(fā)電資源-光，如何調(diào)節(jié)和使用自身的可以利用資源-儲和柔，如何應(yīng)對更加多樣化、隨機性更強的配網(wǎng)體系-行將成為所有工商業(yè)用電企業(yè)的挑戰(zhàn)。[8]“建筑光儲直柔技術(shù)與工程案例”（）3.1系統(tǒng)可行性規(guī)劃

路徑——助力實現(xiàn)高效用能與清潔低碳路徑—助力實現(xiàn)高效用能與清潔低碳

-MGDT為光儲直柔規(guī)劃投資規(guī)避風(fēng)險施耐德電氣的MGDT(MicroGridDesignTool)可提供清晰的光儲微網(wǎng)系統(tǒng)投資的成本和收益報告。施耐德電氣作為能源管理領(lǐng)域全球頭部企業(yè)，已成功設(shè)計、建造和維護了800多個先進的微電網(wǎng)控制項目。我們將行業(yè)專家知識帶入每個執(zhí)行的可行性研究，包含：能源設(shè)施的運營需求。與電網(wǎng)互聯(lián)的關(guān)鍵調(diào)控技術(shù)。負荷能耗分析合理建議分布式能源（容量）儲能策略規(guī)劃負荷能耗分析合理建議分布式能源（容量）儲能策略規(guī)劃交直流配電系統(tǒng)仿真電網(wǎng)費率分析

公司的財務(wù)目標和約束。現(xiàn)有能源設(shè)施有效利用率分析。f)關(guān)鍵性負荷分類。MDGT（包含系統(tǒng)裝機容量的制定、光伏的產(chǎn)出曲線及負荷曲線等等，好的綜合判斷。在面對越發(fā)復(fù)雜分布式系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)場景，利用MGDT微網(wǎng)規(guī)劃工具在設(shè)計階段依據(jù)項目的關(guān)鍵信息最優(yōu)化的生成整體微網(wǎng)各類關(guān)鍵要素的設(shè)計容量和運行模式等?？梢詫崿F(xiàn)在項目規(guī)劃設(shè)計階段對投運后實際運營期間的經(jīng)濟性和回報率等有個前期的認知。用戶資料收集用戶資料收集光伏儲能容量設(shè)計設(shè)計結(jié)果展示輸入站點地理位置—光伏資源曲線輸入用戶負荷曲線輸入用戶分時電價... 配置光伏、發(fā)電機組及電池的類型/容量/成本/補貼 輸入站點地理位置—光伏資源曲線輸入用戶負荷曲線輸入用戶分時電價...配置光伏、發(fā)電機組及電池的類型/容量/成本/補貼輸出光伏、機組設(shè)計容量微電網(wǎng)性能及經(jīng)濟性分析多能互補的能流模式

系統(tǒng)預(yù)測調(diào)優(yōu)控制EMA應(yīng)用于光儲直柔微網(wǎng)系統(tǒng)咨詢顧問（包括建筑光儲直柔場景。統(tǒng)一的配電系統(tǒng)監(jiān)控、樓宇控制系統(tǒng)、以及再上一層的預(yù)測（EcoStruxureMicrogridAdvisor才能實現(xiàn)綜合用戶價值。從用戶的角度來看，我們將聚焦兩個方面–供電安全與經(jīng)濟用能。微網(wǎng)顧問系統(tǒng)微網(wǎng)顧問系統(tǒng)覆蓋整體交流配電系統(tǒng)的預(yù)測調(diào)優(yōu)控制EMA建筑樓宇控制電力SCADA(交直混合）暖通策略（冷機、風(fēng)機運行調(diào)節(jié)）交流配電變壓器LVAC荷光儲光儲直接柔部分LVDC柔性負荷光柔性負荷儲MV交流配電部分（可包含光儲）PO直流源DC/DC直流負荷DC/DC直流源DC/DC直流負荷DC/DC交直變換AC/DCEBO能源轉(zhuǎn)型為用戶帶來更多挑戰(zhàn)：供電安全加了維持電力系統(tǒng)平衡穩(wěn)定的難度；極端天氣、夏季用電高峰持續(xù)考驗電力供應(yīng)保障，借助調(diào)優(yōu)系統(tǒng)深入發(fā)掘用電側(cè)的分布式新能（包括光儲直柔及新能源發(fā)電的混合系統(tǒng)往往依托大量電力電子設(shè)備，需要關(guān)注晴天晴天 多云天氣 陰雨天有功功率0.6有功功率0.4/MW0.2/MW

能源轉(zhuǎn)型為用戶帶來更多機遇：經(jīng)濟用能峰谷電價政策帶來更大獲利空間：峰谷價電差達0.7元/kWh以上省區(qū)有23增容扛峰需求日益提高：越來越多的充電樁等負荷接入導(dǎo)致用電量增大，帶來增容需求，傳統(tǒng)供電局靜態(tài)擴容周期較長，成本較高；通過接入調(diào)優(yōu)控制系統(tǒng)控制“交直流轉(zhuǎn)換設(shè)備+儲能柔性負+并網(wǎng)設(shè)備“靈活多變的電價機制與電力市場改革：用戶可聚合能源資產(chǎn)，提升能效水平的同時，參與需求柔性負荷調(diào)節(jié)潛力巨大：調(diào)優(yōu)控制系統(tǒng)可進一步聚合挖掘充電樁、儲能系統(tǒng)、樓宇空調(diào)等可實2023年4月各地最大峰谷電價差1.4000:00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 24:00時刻發(fā)用電波動性配圖

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0.20內(nèi)蒙古蒙西甘肅寧夏青海福建︵廈門等︶云南內(nèi)蒙古東部陜西新疆黑龍江冀北貴州安徽河南山西江西江蘇北京遼寧山東重慶吉林湖南廣東天津海南河北四川廣西上海浙江0.00內(nèi)蒙古蒙西甘肅寧夏青海福建︵廈門等︶云南內(nèi)蒙古東部陜西新疆黑龍江冀北貴州安徽河南山西江西江蘇北京遼寧山東重慶吉林湖南廣東天津海南河北四川廣西上海浙江現(xiàn)貨市場模式負荷調(diào)整現(xiàn)貨市場模式負荷調(diào)整需求上報分布式電源及儲能 電力用戶 售電公司需求側(cè)響應(yīng)電網(wǎng)企業(yè)需求側(cè)上報交易中心現(xiàn)貨價格大幅波動需求用電側(cè)用能精細化發(fā)電廠調(diào)峰調(diào)頻電廠1050 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55施耐德電氣EMA(EcoStruxureMicrogridAdvisor)微網(wǎng)顧問系統(tǒng)，基于人工智能技術(shù)的預(yù)測調(diào)優(yōu)控制技術(shù),從整體配電用能的角度，實現(xiàn)以下具體功能價值：功能價值1-經(jīng)濟性調(diào)優(yōu)，減少用能支出儲能與柔性負荷智慧調(diào)度實現(xiàn)動態(tài)增容功能用例：能源流向情況。

微電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度：基于對未來的預(yù)測以及對天氣氣象信息的收集,制定儲能充放策略，實提供經(jīng)濟可靠的功能。功能價值2-供給可靠電能，提高系統(tǒng)彈性系統(tǒng)與電網(wǎng)接入/功能價值3-綠色低碳用電，優(yōu)化碳足跡利用日間光伏消納后剩余電量為儲能充電功能價值4-電網(wǎng)友好交互，賦能能源資產(chǎn)快速應(yīng)對電力市場活躍變化，積極響應(yīng)電價政策變化與電力市場改革；市場交易獲利；經(jīng)驗不足問題。功能用例：除此之外，施耐德電氣基于EcoStruxureTM架構(gòu)體系，通過數(shù)字化工具提供高度集成化、可快速部署的能源中心ECC(EnergyControlCenter)，大幅優(yōu)化整套微網(wǎng)體系核心的建設(shè)安裝空間。在該能ECC-邊緣計算-終端控制的所有設(shè)備集成。建筑設(shè)備管理系統(tǒng)(BMS)–協(xié)同構(gòu)建柔性負載在建筑或園區(qū)中，柔性用能的體現(xiàn)可能會關(guān)聯(lián)BMS(BuildingManagementSystem)暖通空調(diào)HVAC（施耐德電氣定義并很好地理解該系統(tǒng)與外部BMSEMA（前文描述而必須進行的任何修改，這對真正實現(xiàn)更高的實際用能柔性非常重要。暖通空調(diào)系統(tǒng)必須滿HVAC系統(tǒng)來說有如下要點：功能模式：一般來說，有2或3種功能模式。（制冷）（供暖）

（同時制冷和供暖）占用模式和溫度：一般來說，有4種占用模式，其設(shè)置取決于功能模式。（15/35°C）（17/30°C）(20/26°C)占用模式的切換是根據(jù)每小時的計劃或由內(nèi)部或外部的邏輯命令完成的。根據(jù)暖通空調(diào)系統(tǒng)的（±3℃進行（EMA（獨立的BMS溫度測點：通過溫度傳感器控制。溫度傳感器安裝在每個區(qū)域內(nèi)以確保正確的調(diào)節(jié)同時也要安裝一個通用的外部溫度傳感器多區(qū)域多區(qū)域是對一組區(qū)域分別應(yīng)用不同的命令的能力，使用同一套HVACEMA指令都有如下格式，如果有開始時間ANSL模式溫差設(shè)定點區(qū)域_1(偏移_開始;偏移_結(jié)束;ANLS轉(zhuǎn)換模式)區(qū)域_x(偏移_計時開始;偏移_計時結(jié)束;ANLS轉(zhuǎn)換模式)結(jié)束時間其中ANLS：積蓄指令(A)正常指令(N)低功耗指令(L)睡眠指令(S)當考慮暖通空調(diào)HVAC系統(tǒng)在微電網(wǎng)中的協(xié)同管理時，則需要遵循以下原則與設(shè)置：電費管理和最佳啟動/停止原則“啟發(fā)式算法”/SpectrumWaceFromSpectrumWaceFrom-50-10010.6 0.80.2 0.4100500%MagnitudevsCycle%MagnitudevsHarmonicOrder20151050 510152025303540455055PrintPrint電價管理和未來24小時的最佳啟動/停止指令未來24小時的室內(nèi)溫度預(yù)測未來24小時的耗電量預(yù)測暖通空調(diào)使用模式在調(diào)試期過后，暖通空調(diào)管理模塊可以在不同的模式下使用。供暖和制冷模式：此模式在供暖模式和制冷模式之間的過渡時期設(shè)置。在此模式下，最冷臨界溫度與最熱臨界溫度都是管理舒適度的關(guān)鍵溫度最佳的啟動/微網(wǎng)EMA根據(jù)不同區(qū)域的占用規(guī)劃來優(yōu)化HVAC的啟動和停止順序。該優(yōu)化包括：盡可能晚地啟動HVAC優(yōu)化啟動設(shè)定的不舒適溫度”。然后盡可能早地停止HVAC系統(tǒng)，同時觀察室內(nèi)溫度是否高于“優(yōu)化停止設(shè)定的不適溫度”或優(yōu)化停止設(shè)定的偏差溫度”BMSBMS發(fā)送睡眠指令。電價管理優(yōu)化微網(wǎng)EMA隨時計算一個溫差設(shè)定點，該設(shè)定點應(yīng)該應(yīng)覆蓋建筑管理系統(tǒng)的默認設(shè)定點，以考慮現(xiàn)場的費率結(jié)構(gòu)。這種優(yōu)化包括：（冬季供暖或夏季制冷在價格高峰期盡量減少能源：向BMS發(fā)送"節(jié)能"命令。BMS發(fā)送舒適指令。所有優(yōu)化均在以下約束條件下進行：

配電系統(tǒng)設(shè)計–ETAP諧波計算優(yōu)化系統(tǒng)電能質(zhì)量demo案例中，利用ETAP諧波分析簡述了交流微網(wǎng)與交直流混合型微網(wǎng)中諧波影響程度的不同。380V諧波數(shù)據(jù)可取自ETAP（也可手動定制輸入變器及驅(qū)動器接入仍然需要統(tǒng)一系統(tǒng)評估。當整體交流配電系統(tǒng)的諧波超限時，需要實施相應(yīng)的諧波抑制措施。諧波抑制主要為兩方面：一（減少分布式電源諧波輸出（加裝電力濾波器ETAP也可設(shè)置有源濾波器AP（一種用于動態(tài)無功補償和諧波抑制的電力電子補償器。使用ETAP

光儲直柔系統(tǒng)–DCSystems解決方案CurrentOS協(xié)議施耐德電氣的DCSystems提供了一套基于CurrentOS的直流微網(wǎng)系統(tǒng)解決方案。CurrentOS協(xié)議是一種創(chuàng)新的直流配電系統(tǒng)解決方案，充分結(jié)合直流電與電力電子的特點，構(gòu)建更為簡單、安全且經(jīng)濟的直流微電網(wǎng)：CurrentOS協(xié)議化解針對直流配電的常見質(zhì)疑，并充分利用直流電的固有特性，保證人員與資產(chǎn)的高度安全。CurrentOSCurrentOSCurrentOS微電網(wǎng)的固有結(jié)構(gòu)足以靈活應(yīng)對各種通信損失與網(wǎng)絡(luò)攻擊。借助CurrentOS協(xié)議可以實現(xiàn)更高的安全水平，其中包含下列內(nèi)容：CurrentOS作注意事項。CurrentOS協(xié)議定義了針對所有連接設(shè)備的電磁兼容性要求。直流微網(wǎng)能源管理在電路層級進行分布，以實現(xiàn)最高的韌性和最有利的工作模式。CurrentOS協(xié)議定義了直流系統(tǒng)工作電壓區(qū)間與限值。該協(xié)議規(guī)定了電路的電壓響應(yīng)以及電壓相關(guān)的優(yōu)先級服務(wù)，可以通過開關(guān)閾值或線性調(diào)整電路的功耗/供電來實現(xiàn)。該協(xié)議闡釋了如何在初始設(shè)置外影響負載與電源特性。安全第一！/直流應(yīng)用的電工人員往往會在最危險的部（因為電池帶有難以分斷短路電流熔斷器與通用斷路器只能管理有限的線路長度，否則可能會被毀壞。統(tǒng)發(fā)展，并支持新一代架構(gòu)優(yōu)化的有效解決辦法。根據(jù)安全類型、電壓水平和段內(nèi)最大電流，闡明直流電的風(fēng)險并定義電氣保護區(qū)域?qū)τ诹?xí)慣了交流配電的設(shè)計運維人員來說至關(guān)重要。保護區(qū)域劃分（最高危險區(qū)到區(qū)域（最低危險區(qū)的定義：

區(qū)域0-無保護源（多組電池或大容量電池、公共電網(wǎng)和大型光伏裝置?？赡艽嬖跇O高過電流可能有多個電源區(qū)域1-具有較高短路能量的受保護源0的電源若發(fā)生故障，下級的保護器件被動進行保（如熔絲或斷路器可能存在極高過電流可能有多個電源區(qū)域2-具有較低（受限）短路能量的受保護源在這個區(qū)域，電流受限超低電壓（ELV）源（處于潮濕或濕潤環(huán)境中電壓<120VDC或60V或30V）。過電流較小，可能難以觸發(fā)保護動作可能有多個電源，雙向電力流動區(qū)域3-多個電子源在這個區(qū)域，可能存在“產(chǎn)消者”（發(fā)電機、用電設(shè)備或二者的組合）。極低過電流 無短路功率可能有多個電源雙向電力流區(qū)域4-單一電子源這個區(qū)域中只有用電設(shè)備。無明顯過電流不支持多電源，單向電力流動工作電壓與限值DCSystems的直流微網(wǎng)中，標稱電壓值例如，所謂350V“標稱”系統(tǒng)實際上在320VDC至380VDC250VDC至320VDC屬于緊急負載運行區(qū)間。380VDC至540VDC則是系統(tǒng)不同的過電壓狀態(tài)區(qū)域。DCSystems（標稱350VDC或700VDC選項。DCSystems解決方案的核心原則是通過電壓水平來觸發(fā)負應(yīng)用的穩(wěn)定性。電壓信號驅(qū)動電網(wǎng)平衡通常，電壓理解為帶有一定公差的標稱值。在DCSystems解決方案中，將其視為一個電壓區(qū)間，通過電壓值反映應(yīng)用中的電能可用性。如果電壓超過中值或“標稱值”350VDC或700VDC，則意味著供過于求”（比如施耐德電氣的CompacT或MasterpacT系列大很多。

（電池（空調(diào)儲能等“標稱值35VDC0VDC供不應(yīng)求”儲熱設(shè)備降功率或停用儲電設(shè)備向電力負載供電（橫軸（縱軸的關(guān)系?！伴撝怠碑斬撦d功率對電網(wǎng)穩(wěn)定性具有重大影響時過每個電路的下垂響應(yīng)，可以實現(xiàn)更趨于線性的過渡：使負載從全功率使根據(jù)每個微電網(wǎng)案例進行調(diào)整。（PVV2G功能的雙向充電樁等負載。儲能設(shè)備等雙向功率電路配置一定的電壓死區(qū)，系統(tǒng)在其中將處于非之上，用于電池充電或反饋交流系統(tǒng)的功率將線性DCSystems的分布式穩(wěn)定性控制（能源以便根據(jù)優(yōu)先級設(shè)置來匹配需求和供應(yīng)。固有的網(wǎng)絡(luò)安全性。在此穩(wěn)定性之上，集中的調(diào)控策略仍然可以實現(xiàn)如前文所述的其他關(guān)聯(lián)優(yōu)化目標。

DCSystems直流微網(wǎng)核心產(chǎn)品直流固態(tài)保護器DCSystems直流微網(wǎng)系統(tǒng)中采用的保護裝置稱為固態(tài)保護器。這些設(shè)備工作于如前文所定義的區(qū)域2到區(qū)域4固態(tài)開關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，它們可極速分斷故障(<8μs短路情況下實現(xiàn)完全選擇性，不受設(shè)備額定值的限制，簡化直流系統(tǒng)的保護設(shè)計?；贑urrent/OS規(guī)則的固態(tài)保護元件電流等級16A,200A電壓等級700Vdc,350Vdc快速關(guān)斷:8μsRCD剩余電流保護當前該設(shè)備具有16A和200A版本，適用于700V和350VDC微網(wǎng)系統(tǒng)。固態(tài)斷路器的優(yōu)勢如下：固態(tài)技術(shù)可實現(xiàn)更加簡單、快捷的直流保護通過極速分斷提高對人員的安全性，在故障時大幅降低故障能量與機電技術(shù)不同，在跳閘過程中沒有氣體排放固態(tài)技術(shù)具有原生的計量、通信和本地計算能力。這一點使其與機電技術(shù)之間的成本差距大大減小。市電雙向變換器柜AFE市電雙向變換器柜AFE是用于直流微電網(wǎng)的雙向AC/DC變換器。它將電力與電網(wǎng)互動結(jié)合，實現(xiàn)負荷供電平衡。交流和直流的雙向轉(zhuǎn)換交流電網(wǎng)和直流電網(wǎng)的電氣隔離（350V或700V）AC/DC的轉(zhuǎn)換效率>96%保障直流電網(wǎng)的穩(wěn)定性（電流源）支持并網(wǎng)、離網(wǎng)雙運行模式DCSystems的解決方案有助于減少新型電力系統(tǒng)對電網(wǎng)所需的投資。在高密度地區(qū)和高層建筑區(qū)域，光伏產(chǎn)量只能覆蓋很小一部分電力消耗。但是，如果將微電網(wǎng)結(jié)合電池儲能作為本地電氣資源，注：*其他相關(guān)產(chǎn)品/附件信息可垂詢當?shù)剞k事處（包括附近街區(qū)）的電網(wǎng)正常運行，從而避免在街道上進行大規(guī)模的電纜和供電站升級工程。幫助建筑物直流母線配電系統(tǒng)直流配電系統(tǒng)相比交流配電系統(tǒng)有許多優(yōu)點，具有更高的效率和可靠性。因為直流系統(tǒng)中沒有無功功率損耗和頻率穩(wěn)定問題，可以降低銅損耗，提高整體系統(tǒng)效率并改善電能質(zhì)量。直流系統(tǒng)可以更輕松地集成可再生能源和儲能系統(tǒng)，這有助于增加清潔能源的使用并提高系統(tǒng)的可靠性。在直流配電母線槽系統(tǒng)中，母線槽電流可以超過10000Adc，電壓可以達到1500Vdc，相比380Vac交流母線的相鄰或相隔的母排并接，形成兩極的直流母線系統(tǒng)。如下圖所示。

與交流配電系統(tǒng)不同，直流配電系統(tǒng)具有即插即用的特性，因為它不需要任何同步。直流配電系統(tǒng)更適配分布式光儲直柔系統(tǒng)。在母線槽的干線及支線回路中通過插接箱進行插接，能靈活實現(xiàn)配電需求，通過在插接箱內(nèi)安裝對應(yīng)變換器及控制單元，能有效實現(xiàn)交直流及直流之間的轉(zhuǎn)換及控采用分布式母線槽直流配電系統(tǒng)，其相對集中式電纜直流配電系統(tǒng)，具有更簡化的系統(tǒng)配置，更低的系統(tǒng)電壓降，更靈活的調(diào)節(jié)功能及拓展性的功能。數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心380Vacto750VdcAC/DC+750V0V光伏 充電樁 儲能柜直流電器直流負荷交流負荷DC/ACDC/DCDC/DCDC/DCDC/DCDC/DC 電流:25~10000Adc電壓:1500Vdc母線

電流:16~1200Adc電壓:750Vdc插接箱實踐—SEMW光儲直柔微電網(wǎng)示范基地

實踐——SEMW光儲直柔微電網(wǎng)示范基地能，還承載著部分控制信息傳遞功能。在建筑應(yīng)用場景下，母線拓撲選擇樹干式拓撲結(jié)構(gòu)，形式簡單、成本低，保護配合、故障定位相對容易。固態(tài)保護器：提供了極速的多重保護，特別是集成了RCD漏電保護與電弧保護，幫助實現(xiàn)μs級關(guān)斷；直流充電樁：功率控制和調(diào)制功率輸出可以根據(jù)直流總線電壓、電池SoC、最大電池功率等進行動態(tài)調(diào)整。根據(jù)負載需求我們可以按需規(guī)劃，即插即用，如果系統(tǒng)需要做后期的擴展，只要確保市電雙向變換器功率足夠的條件下，可以直接在直流母線上連接新增的負載，具備非常高的可擴展性。施耐德電氣武漢工廠-光儲直柔示范基地在新型電力系統(tǒng)加速構(gòu)建的背景下，電力系統(tǒng)新能源、電力電子設(shè)備高比例接入的“雙高”特性日益突出，源網(wǎng)荷儲一體化運行等因素給電力系統(tǒng)規(guī)劃帶來了新的挑戰(zhàn)。因此，如何加強供需協(xié)同，成為了建設(shè)安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵。作為雙轉(zhuǎn)型的踐行者和賦能者，施耐德電氣始終堅持立足客戶需求持續(xù)創(chuàng)新，并基于全球?qū)嵺`，通過創(chuàng)新的解決方案，助力客戶實現(xiàn)綠色化和數(shù)字化雙轉(zhuǎn)型，促進電力系統(tǒng)智能化升級。首先，部署清潔能源。武漢工廠在辦公樓屋頂部署的光伏板，幫助實現(xiàn)新增照明、直流空調(diào)、充電樁等關(guān)鍵負載100%的光伏綠電供給。其次，構(gòu)建直流系統(tǒng)。系統(tǒng)構(gòu)成：電源設(shè)備、配電設(shè)備、用電設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)市電雙向變換器柜IGBT等全控型功率半導(dǎo)體器件和模塊化多電平換流器的技