國家重點研發計劃項目取得重大突破——
貴州：首個直流“建築充電寶”成功運行
金秋十月，收穫正好。透光薄膜光伏圍欄在防曬又不影響樓下採光的同時，源源不斷將太陽能轉化為電能，為零碳核心區供電；光伏組件中太陽能正在為新能源汽車和建築負荷輸送電能，同時新能源汽車也可在此將車載閒余電能反饋電網。
11月24日，南方電網貴州電網公司電力科創園近零碳示範區光儲直柔示範工程成功並網投運，標誌着國家重點研發計劃項目——“基於‘光儲直柔’的低碳園區多能協同與碳管控技術研究與應用”取得重大突破。“這個項目的建成投運，就像是一個大型‘建築充電寶’，也是目前貴州首個‘建築充電寶’。”南方電網貴州電網公司專家委員會專職委員談竹奎説。
什麼是“光儲直柔”？談竹奎介紹，光儲直柔是一種面向新型電力系統的新型建築能源技術體系，它集成了光伏發電、儲能系統、直流配電和柔性用電四大技術模塊，旨在構建高效、低碳、智能的能源利用模式，實現建築能源的高效利用和低碳轉型。
光伏自發自用，余電自動儲存
“作為這一項目的核心技術之一，‘光儲直柔’是在建築能效提升基礎上進一步實現電能替代與電網友好互動的新型建築配用電技術，核心是將建築從‘能源消耗者’轉變為‘産儲調碳匯者’。”談竹奎説。直流與交流相比具有形式簡單、易於控制、傳輸效率高等特點，通過直流方式整合光伏發電、儲能電池、柔性負載，形成自洽的閉環電力網絡，實現建築電力的自給自足和高效利用，有效地助力電力科創園整體零碳示範項目建設。
貴州電網公司建設“光儲直柔”新型配電系統，通過在屋頂光伏、停車棚光伏、光伏圍欄等分佈式能源的開發，實現綠色用能和直流供電。光伏自發自用，余電自動儲存，夜間通過儲能系統再對大樓進行供電。光伏與充電樁、直流空調、直流照明等連接起來，提升光伏發電利用率，直接降低建築運行碳排放16%。
“光伏發出的是直流電，大部分用電設備實際用的也是直流電，相對於傳統交流用電，系統需經過‘直流—交流—直流’多次轉換，光儲直柔採用直流直供模式，減少2次交直流轉換環節，整體效率從85%提升至95%以上。”談竹奎説。在電力科創園，光伏發電後直接為大樓核心辦公區提供直流電，用電能效可以提高10%以上。
目前，電力科創園設有750伏、375伏和48伏三種電壓等級的直流電，750伏為直流母線電壓，375伏適用於充電樁、空調等大功率用電，48伏則用於照明、辦公等小功率用電。
“直流48伏電壓對人體而言非常安全，如果不小心碰到也不會有生命危險。”談竹奎説。改用直流電，電源側與用電側的打法變成了簡單的從A到B，B到A，不僅可以取消直流設備與電網之間的交直流變換的複雜環節，還可以擁有能效提升、可靠性提高、變換器成本降低、設備並離網和電力平衡控制更加簡單等諸多優勢。
如今，科創園已建成“光儲直柔”直流供電系統，同時還促進了國內外首個園區多層次閉環交直流混合配電網建設，推進了“光儲直柔”技術的産業化進程。
建築用電和電網“互動”起來
“我們運用碳排放多元化管理技術，將這些用電設備的情況體現在後&建築智慧碳管控平台上，能耗量、碳排量等數據一目了然。”貴州電網公司電力科學研究院配網技術研究中心總經理徐玉韜説。通過分樓棟、分樓層、分區域監測樓宇用能情況，可為制定節能管控措施提供依據。
在電力科創園每一棟大樓樓道、辦公室、天花板等各角落內，貴州電網公司定制了差異化節能降碳減排方案，部署了上百個傳感器，照明亮度、高效變頻多聯式空調+新風系統的溫度等皆可根據人流量、氣溫、光照而自動調節。在光伏項目建設、規劃設計、運維、並網等方面提供支持，助力示範區達到降碳45%以上的目標。
“相較傳統建築，這裡的建築智慧碳管控平台可以將建築負荷當成‘充電寶’，在白天新能源發電充足時這些建築負荷就會多用電。”徐玉韜説，在晚間，新能源不發電時，建築負荷就會少用電，就像熱水器等負荷已經儲存了熱水，熱水中儲存的熱能等能量就會釋放出來。這種負荷與新能源的互動促進了新能源消納，進一步提升建築的節能降碳成效。
在“電動貴州”的戰略背景下，電力科創園還建設雙向充電樁，開展車網互動技術應用示範，可實現新能源汽車有序、柔性充放電，降低峰時負荷60千瓦。
通過集建築“光儲直柔”、用電感知與負荷側柔性調節為一體，以及車網互動、超充、碳排放監測管理等技術應用，成功打造了城市中心區新型電力系統技術的綜合示範，每年可節約16.15萬度電，減少二氧化碳排放約80.57噸，相當於植樹約8000棵。
徐玉韜説，通過應用一系列技術，大樓能耗強度遠優於近零能耗建築標準，同時積極參與綠電綠證交易進一步補足能源綠色屬性，最終實現全綠色用電與全零碳運行。
智慧碳管控平台是南方電網省區範圍內第一個園區級別碳監測、追蹤和管控系統。研究過程中還提出了可推廣的低碳園區建設路徑及建設模式，相關成果寫入中電聯《電力服務零碳園區建設研究報告》，為我國低碳園區建設提供了可借鑒推廣的方法和範例。（陳舉 王揚）
