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  • 新视界:“光储直柔”构建智慧建筑及发展方向
  • 2024-01-12  浏览次数:778
  • “光储直柔”代表着建筑领域配电未来的发展方向:

            随着“双碳目标”以及能源转型战略的实施,大量新型能源进入配电网,未来我国配电网的形态一定是多个电压等级构成多层次环网状、交直流混联、具备统一规范的互联接口、基于复杂网络理论灵活自组网的架构模式。直流配电网已经构成未来能源互联网的基本支撑环节,它可以接纳各种能源的并网/离网,以柔性直流技术为代表的光储直柔建筑已经成为智慧城市建设未来的发展趋势。

            在国家政策激励下,我国正在开展更多的屋顶光伏建设项目,国家标准已经明确新建建筑必须装设光伏发电,应装尽装,这将促成越来越多的光储直柔建筑的诞生。

    光储直柔配电技术应用难点:

            未来,要加强光储直柔建筑的低压直流配电系统规划及评估研究,在交直流电压等级序列选取、拓扑结构、接地方式以及线路参数的正确选取等方面要研究最合理的保护配置方案;要开展光储直柔建筑配电系统模式的研究,加强交直流配电系统间的协调配合,减少相互间的干扰和交流窜入;要开展直流配电系统的多变流器互联的协调优化控制技术研究,通过直流主动保护控制策略,实现不同能级、不同馈线的电路选择性保护;同时要加强快速故障监测和实时通信技术的研究,实现直流配电网故障识别和定位,以及实现不同结构、不同运行方式下的故障诊断与保护配合。

            1、需结合建筑屋顶资源状况、用热用电需求和经济状况,拟定应对不同应用场景包括储能系统、直流配电系统、光伏发电系统和柔性用电负荷在内的“光储直柔”发配电系统方案。

            2、光伏发电系统、直流用电负载、储能系统的功率是实时变化的,各系统都通过直流配电系统相互连接,并与外部交流配电网连接。必须对光伏发电系统、储能系统和用电负载运行特性进行研究,设计合理的运行调控系统,以保证直流配用电网的稳定运行。

            3、“光储直柔”系统需要实现对建筑光伏发电单元、储能单元、电力用户的运行参数进行采集,并结合控制方案实现对所有单元之间以及与外网之间的调度控制。

            4、在直流配用电系统中,直流电器在使用过程中容易出现电弧放电现象,就该危害研发出一套可实施的主动灭弧方案,以提高直流电器操作的安全可靠性。

    技术不成熟和成本居高不下是二大制约因素

            光储直柔建筑配电许多示范工程的研究显示,具有可靠性、安全性、稳定性和经济性的直流配电网具有巨大的市场潜力和应用价值。但是技术不成熟和成本高昂仍是前进道路中的主要障碍。

            1、目前直流配电网及其相关技术还存在大量核心技术尚未解决,还有很多的纯理论、纯技术的问题没有得到很好的攻关,比如直流的灭弧、接地保护、电弧故障甄别、多电力电子变换装置强耦合等关键技术还需要进一步深入研究来破解难题。

            2、目前业内面临最大的问题直流配电的成本居高不下,主要是直流变压难度大和直流灭弧熄灭困难,解决方案的成本代价处在高位,难以和交流同类设备相竞争,造成短时间内光储直柔建筑直流配电系统设备成本高昂,尚难以被用户企业接受。

    加强光储直柔建筑相关标准和规范的研究

            从目前光储直柔建筑研究和示范应用情况来看,相关的技术规范和标准体系还很不完善。亟需构建不同应用场景的光储直柔建筑理论体系,并形成统一的工程技术规范和标准,为下一步光储直柔建筑的快速建设、安全运行提供指导依据。

            1、需要从光储直柔建筑的规划设计、配电设备、电气设备、物理接口、运行监控等方面建立系统的规范和标准。

            2、从系统运行层面需要建立相关的规范和标准,来确保光储直柔建筑直流配电实际工况下采取正确的技术措施,保证系统的正常安全稳定的运行。

            “光储直柔”系统将成为电力系统中可调度的柔性用能节点。对于目前以火电为主的电力系统,“光储直柔”建筑可实现“削峰填谷”(消纳夜间谷电,减少日间取电);对于未来以风光电为主的电力系统,“光储直柔”建筑则可实现增加可再生能源的利用率。 随着建筑光伏、储能系统、智能电器等融入建筑直流配电系统,建筑将不再是传统意义上的用电负载,而将兼具发电、储能、调节、用电等功能。

            从技术角度上看,柔性用电的实现方式更加简单、经济、可靠。安徽金力在聚焦光储行业的基础上,不断结合柔性技术,开发满足匹配的产品,适应复杂多样的建筑终端设备和用户需求。


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