能源基金會-《中國光儲直柔建筑戰(zhàn)略發(fā)展路徑研究》系列報告3-中國光儲直柔建筑中直流關(guān)鍵技術(shù)體系研究

中國光儲直柔建筑戰(zhàn)略發(fā)展路徑研究子課題4:中國光儲直柔建筑中直流關(guān)鍵技術(shù)體系研究ResearchonChina’sPEDFBuildingSystemDevelopment南京國臣直流配電科技有限公司2022.7.10NanjingGoldenCooperateDCPowerDistributionTechnologyCo.,Ltd.July10,2022!"#$!"#$%'()*+,-./01234 6789%:; <=>?.@.AB+,C.DEFGH:IJK,.LMNOPQRSTUVWL+,XYZ[\]^7_E`a)b.D34/0[\c[EdefBghijklhjjj])mnopqEr)stuVvwxpqy6z{|}~?}~D[?!üáàa?}a}a?a??}?a?céèê?ííABOUTTHEAUTHORS(JianhaiYan,R&DengineerofNanjingGoldenCooperateDCPowerDistributionTechnologyCo.,Ltd.HismainresearchdirectionispowerelectronicsandDCmicrogrid.Inrecentyears,hehaspresidedovertheresearchanddevelopmentofACvoltagesagprotectors,datacenterhigh-voltageDCsystems,etc.Hehascompleted3scientificandtechnologicalprojectsoftheStateGridCorporationofChina,participatedinCIREDandIEEEinternationalacademicconferencesformanytimes,publishedmorethan20papersincorejournalsandconferencesathomeandabroad,andauthorizedmorethan20patents.(Email163.com))%%ìù°I?ACKNOWLEDGEMENTThisreportisaproductof[NanjingGoldenCooperateDCPowerDistributionTechnologyCo.,Ltd.]andisfundedbyEnergyFoundationChina. ()*- !"#$%&'()*+,-./012345678'912:;<=>-./?pqrXE-stuv[\]^_E`a?DisclaimerUnlessotherwisespecified,theviewsexpressedinthisreportarethoseoftheauthorsanddonotnecessarilyrepresenttheviewsofEnergyFoundationChina.EnergyFoundationChinadoesnotguaranteetheaccuracyoftheinformationanddataincludedinthisreportandwillnotberesponsibleforanyliabilitiesresultingfromorrelatedtousingthisreportbyanythirdparty.Thementionofspecificcompanies,productsandservicesdoesnotimplythattheyareendorsedorrecommendedbyEnergyFoundationChinainpreferencetoothersofasimilarnaturethatarenotmentioned."在“近零能耗建筑”實踐過程中，光伏發(fā)電無疑成為建筑電力供應(yīng)的重要手段。傳統(tǒng)的光伏發(fā)電均采用交流方案，然而隨著大量的分布式光伏并網(wǎng)，低壓電網(wǎng)的電能質(zhì)量問題（諧波、不平衡）逐漸顯現(xiàn)，導(dǎo)致電網(wǎng)公司對光伏并網(wǎng)做出了嚴(yán)格限制。光儲直柔直流系統(tǒng)采用“自發(fā)自用，集中并網(wǎng)”的設(shè)計運行方式，不僅實現(xiàn)了分布式光伏的有效利用，還極大程度上解決了低壓電網(wǎng)的電能質(zhì)量問題，為規(guī)?；七M分布式光伏的發(fā)展提供了良好的技術(shù)支撐。與交流系統(tǒng)最大的區(qū)別在于分布式電源及負荷均通過直流接入，由于處于研究推廣階段，系統(tǒng)中的設(shè)備、控制、保護等均未形成系統(tǒng)性的技術(shù)方案和標(biāo)準(zhǔn)。針對上述現(xiàn)狀，本課題在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，從實際應(yīng)用的角度，對建筑光儲直柔系統(tǒng)主要技術(shù)進行梳理，并就其中部分關(guān)鍵技術(shù)展開實用化研究，形成不同場景下的光儲直柔系統(tǒng)方案。本課題的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：建筑光儲直柔系統(tǒng)的源荷特性及優(yōu)化控制策略分析了建筑光儲直柔系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備的現(xiàn)狀和特性，包括電源、變換器、直流負荷、儲能設(shè)備以及開關(guān)設(shè)備等。針對光儲直柔內(nèi)源荷特性，考慮到建筑用電本身特點，對建筑光儲直柔系統(tǒng)進行了控制策略的研究，分析了分層控制策略和電壓帶控制策略，并研究了系統(tǒng)的具體運行模式。建筑光儲直柔系統(tǒng)的系統(tǒng)保護與用電安全考慮到當(dāng)前直流系統(tǒng)在實際應(yīng)用中的各類故障問題，首先分析了系統(tǒng)的故障類型和主要特征，包括變換器故障和電纜線路故障等。根據(jù)不同故障類型的特點，提出了響應(yīng)的保護要求并分析了系統(tǒng)不同保護方案的類型。其次，在上述研究的基礎(chǔ)上，提出了系統(tǒng)級保護策略，并根據(jù)保護策略給出了實際的保護配置方案舉例。最后，在具體的保護產(chǎn)品研制方面，研究相應(yīng)的數(shù)字化保護設(shè)備，并對成本低、體積小、易于推廣的直流滅弧及絕緣檢測方法進行研究，實現(xiàn)了直流負荷的無電弧操作以及直流支路多類型漏電流的快速保護，促進直流系統(tǒng)在建筑中的推廣應(yīng)用。建筑光儲直柔系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備選型開發(fā)及直流負荷設(shè)計針對市場光儲直柔產(chǎn)品缺乏的現(xiàn)狀，分析建筑光儲直柔系統(tǒng)內(nèi)電能變換需求，結(jié)合理論分析與實驗測量，形成系統(tǒng)內(nèi)變換裝置的選型或開發(fā)方案，并對常規(guī)負荷進行直流化設(shè)計或改造。形成了包括電力電子變換設(shè)備（DC/DC）、保護測控裝置（體化保護、支路保護）滿足了光儲直柔系統(tǒng)的推廣應(yīng)用需求。不同場景下建筑光儲直柔系統(tǒng)的方案設(shè)計對不同場景下建筑光儲直柔系統(tǒng)的電壓等級、接地方式等進行研究，并設(shè)計合理的系統(tǒng)運行模式。具體形成了包括商業(yè)場景、住宅場景以及工業(yè)場景等不同類型的設(shè)計方案，并對方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電壓等級選取、核心裝置以及運行模式等進行了選取配置。在前述研究的基礎(chǔ)上，從拓撲結(jié)構(gòu)選取、接地和接線方式以及容量配置等方面，給出了不同方式的特點對比和選取原則或建議。項目研究內(nèi)容可為實現(xiàn)能源生產(chǎn)、消費、技術(shù)和體制改革提供重要的實踐參考，對于新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)能源科技和裝備水平的全面提升等方面都具有重要的理論和現(xiàn)實意義。對于雙碳目標(biāo)的實現(xiàn)，具有一定的促進作用。ExecutiveSummaryInthepracticeprocessof"near-zeroenergyconsumptionbuilding",photovoltaicpowergenerationhasundoubtedlybecomeanimportantmeansofbuildingpowersupply.ThetraditionalphotovoltaicpowergenerationadoptstheACscheme.However,withalargenumberofdistributedphotovoltaicsconnectedtothegrid,thepowerqualityproblems(harmonics,unbalance)ofthelow-voltagepowergridhavegraduallyemerged,resultinginstrictrestrictionsonthephotovoltaicgridconnectionbythepowergridcompany.ThePEDFsystemadoptsthedesignandoperationmodeof"self-generatedandself-used,centralizedgrid-connected",whichnotonlyrealizestheeffectiveutilizationofdistributedphotovoltaics,butalsosolvesthepowerqualityproblemoflow-voltagepowergridstoagreatextent,andpromotesdistributedphotovoltaicsonalargescale.Thedevelopmentofphotovoltaicsprovidesagoodtechnicalsupport.ThebiggestdifferencefromtheACsystemisthatthedistributedpowerandloadsareconnectedthroughDC.Duetotheresearchandpromotionstage,theequipment,control,andprotectioninthesystemhavenotformedsystematictechnicalsolutionsandstandards.Inviewoftheabovesituationandonthebasisoftheexistingtechnology,thissubjectsortsoutthemaintechnologiesofthebuildingPEDFsystem,andconductspracticalresearchonsomeofthekeytechnologiestoformPEDFsolutionsfordifferentscenariosfromtheperspectiveofpracticalapplication.Themainresearchcontentsofthistopicincludethefollowingaspects:SourceloadcharacteristicsandoptimalcontrolstrategyThestatusandcharacteristicsofkeyequipmentinthePEDFbuildingareanalyzed,includingpowersupply,converters,DCloads,energystorageequipmentandswitchgear.AimingatthecharacteristicsoftheinternalsourcechargeofthePEDFsystem,andconsideringthecharacteristicsofbuildingelectricityconsumption,thecontrolstrategyisstudied,thelayeredcontrolstrategyandthevoltagebandcontrolstrategyareanalyzed,andthespecificoperationmodesofthesystemarestudied.SystemprotectionandpowersafetyConsideringthevariousfaultproblemsofthecurrentDCsysteminpracticalapplications,thefaulttypesandmaincharacteristicsofthesystemarefirstlyanalyzed,includingconverterfaultsandcablelinefaults.Accordingtothecharacteristicsofdifferentfaulttypes,thecorrespondingprotectionrequirementsareputforwardandthetypesofdifferentprotectionschemesofthesystemareanalyzed.Secondly,basedontheaboveresearch,asystem-levelprotectionstrategyisproposed,andanexampleoftheactualprotectionconfigurationschemeisgivenaccordingtotheprotectionstrategy.Finally,inthedevelopmentofspecificprotectionproducts,thecorrespondingdigitalprotectionequipmentisstudied,andtheDCarcextinguishingandinsulationdetectionmethodswithlowcost,smallsize,andeasypromotionarestudied,andthearc-freeoperationofDCloadsandtheDCbrancharerealized.TherapidprotectionofmultipletypesofleakagecurrentspromotesthepopularizationandapplicationofDCsystemsinbuildings.SelectionanddevelopmentofkeyequipmentanddesignofDCloadsAimingatpromotingthecurrentsituationofthelackofPEDFproductsinthemarket,theelectricenergyconversionrequirementsinthebuildingPEDFsystemisanalyzed.Combiningtheoreticalanalysisandexperimentalmeasurement,theselectionordevelopmentplanoftheconversiondeviceinthesystemisformed,andDCdesignforconventionalloadsorretrofitiscarriedout.Powerelectronicconversionequipment(flexiblebidirectionalconverter,rectifierequipment,varioustypesofDC/DC,etc.),protectionmeasurementandcontroldevices(busbarprotection,integratedprotectionofACandDClines,branchprotection,etc.),systemmonitoringandmanagementplatformandmulti-typeDCloadsandotherkeyequipmentareformedtomeettheneedsofthepromotionandapplicationofthePEDFsystem.SchemedesignofdifferentscenesThevoltagelevelandgroundingmethodofthebuildingPEDFsystemindifferentscenariosarestudied,andareasonablesystemoperationmodeisdesigned.Specifically,differenttypesofdesignschemesincludingcommercialscenarios,residentialscenariosandindustrialscenarioshavebeenformed,andthesystemstructure,voltagelevelselection,coredevicesandoperationmodesoftheschemehavebeenselectedandconfigured.Onthebasisoftheaforementionedresearch,fromtheaspectsoftopologyselection,groundingandwiringmethods,andcapacityconfiguration,thecharacteristicscomparisonandselectionprinciplesorsuggestionsofdifferentmethodsaregiven.Theresearchcontentsoftheprojectcanprovideimportantpracticalreferencefortherealizationofenergyproduction,consumption,technologyandsystemreform,andhaveimportanttheoreticalandpracticalsignificanceforthedevelopmentofemergingindustriesandtheoverallimprovementofenergytechnologyandequipmentlevel.Ithasacertainroleinpromotingtherealizationofthecarbonneutralizationandcarbonpeaktarget.#$研究背景及意義 1建筑光儲直柔關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展概述 3建筑光儲直柔系統(tǒng)的源荷特性及優(yōu)化控制策略 3建筑光儲直柔系統(tǒng)的系統(tǒng)保護與用電安全 5建筑光儲直柔系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備及直流負荷 8不同場景下的建筑直流系統(tǒng) 15建筑光儲直柔系統(tǒng)的源荷特性及優(yōu)化控制策略 21建筑光儲直柔系統(tǒng)的源荷特性 21建筑光儲直柔系統(tǒng)的優(yōu)化控制策略 28光儲直柔系統(tǒng)運行模式 35建筑光儲直柔系統(tǒng)的系統(tǒng)保護與用電安全 38光儲直柔系統(tǒng)故障特點及保護要求 38光儲直柔系統(tǒng)保護類型 40系統(tǒng)保護策略 41建筑光儲直柔系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備選型開發(fā)及直流負荷設(shè)計 44電力電子變換設(shè)備 44保護測控裝置 52系統(tǒng)監(jiān)控管理平臺 60直流負荷 65不同場景下建筑光儲直柔系統(tǒng)的方案設(shè)計 73商業(yè)辦公 73居民住宅 77工業(yè)場景 80方案設(shè)計建議 81總結(jié)與展望 84研究背景及意義光儲直柔系統(tǒng)是在直流配電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，融合了光伏、儲能、直流配電系統(tǒng)和柔性用電負荷，其核心目的是實現(xiàn)建筑剛性負載柔性化，增加建筑靈活調(diào)節(jié)能力，強化電力系統(tǒng)“荷隨源動”的負荷響應(yīng)調(diào)控。建筑作為城市電力消費的主體，肩負“節(jié)能降碳”的歷史重任。發(fā)展光儲直柔建筑，不僅可以促進自身節(jié)能、提高建筑用能體驗，還可有效緩解城市電網(wǎng)負荷峰值、電網(wǎng)增容和可靠性提升等壓力。此外，光儲直柔建筑配備分布式能源、儲能和需求響應(yīng)等技術(shù)，實現(xiàn)用能的靈活性調(diào)節(jié)，減小建筑對外的能源需求，同時削峰填谷平滑負荷曲線，增強設(shè)備的運行能效，延緩甚至避免配電基礎(chǔ)設(shè)施的升級改造。發(fā)展光儲直柔建筑，構(gòu)建“荷隨源動”的調(diào)控模式，減小了大規(guī)?？稍偕茉唇尤雽?dǎo)致的峰谷差，很大程度上解決電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力下降和生成水平下降的問題，符合電網(wǎng)的未來發(fā)展方向。在電網(wǎng)逐漸增加的擴容成本的當(dāng)下，光儲直柔技術(shù)的發(fā)展展現(xiàn)出它更經(jīng)濟的特性。在建筑側(cè)配備分布式光伏電源和儲能，利用直流微電網(wǎng)接入簡單、調(diào)控靈活的優(yōu)勢，能夠有效地提升用電的可靠性，并且配合峰谷電價、需求響應(yīng)等激勵政策，還能夠降低用戶的用電成本。國外對直流配電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)研究起步較早。美國弗吉尼亞理工大學(xué)CPES(CenterforPowerElectronicsSystems)提出一種未來家庭直流配電系統(tǒng)；美國北卡羅來納大學(xué)提出了TheFutureRenewableElectricEnergyDeliveryandManagement(FREEDM)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，用于構(gòu)建未來自動靈活的配電網(wǎng)絡(luò)；韓國成均館大學(xué)和三星電子公司面向家庭應(yīng)用提出一種低壓直流配電網(wǎng)方案，并進行了應(yīng)用試驗；日本大阪大學(xué)提出±170V雙極直流母線供電方案，并通過電力電子設(shè)備進行電能形式轉(zhuǎn)換和升降壓以滿足負荷需求；日本大阪大學(xué)的KakiganoH.等從人體安全和設(shè)備安全角度論證了民用住宅低壓直流配電系400V2004提出了一種與大阪大學(xué)的雙極結(jié)構(gòu)類似的直流配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。國內(nèi)方面，國家電網(wǎng)公司、各大高校、電氣設(shè)備供應(yīng)商都積極開展了對直流配電網(wǎng)的研究。國家電網(wǎng)有限公司及中國電力企業(yè)聯(lián)合會根據(jù)現(xiàn)有研究成果，組織各方面專家給出了不同應(yīng)用場景下直流配電網(wǎng)的典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，對工程建設(shè)中電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的選擇具有借鑒意義；浙江大學(xué)對直流配電網(wǎng)的特點、優(yōu)勢及其網(wǎng)絡(luò)的整體概念進行了較為詳細地綜述，提出了直流配電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)——環(huán)狀、放射狀與兩端配電。但整體而言，當(dāng)前光儲直柔技術(shù)仍處于起步階段，缺乏統(tǒng)一設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)的設(shè)備配套亦不成熟，缺少不同應(yīng)用場景、商業(yè)模式下的適應(yīng)性評價體系，以及亟需發(fā)展節(jié)能低碳的運行調(diào)控技術(shù)。要想實現(xiàn)工程大規(guī)模的推廣運行，需要更廣泛的、跨學(xué)科的研究和大量的實踐經(jīng)驗積累和產(chǎn)業(yè)鏈的。據(jù)此，從光儲直柔建筑的優(yōu)化設(shè)計、設(shè)備配套、運行調(diào)控、安全防護等四個方面，開展光儲直柔系統(tǒng)的源荷特性及優(yōu)化控制策略研究、建筑光儲直柔系統(tǒng)的系統(tǒng)保護與用電安全研究、建筑光儲直柔系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備選型開發(fā)及直流負荷設(shè)計、不同場景下建筑光儲直柔系統(tǒng)的方案設(shè)計的研究工作。建筑光儲直柔關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展概述低碳建筑“光儲直柔”系統(tǒng)的推廣應(yīng)用與其技術(shù)發(fā)展水平密切相關(guān)，其拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計方法、設(shè)備及控制策略發(fā)展水平關(guān)系到光儲直柔系統(tǒng)從設(shè)計到運行的實施；另外，光儲直柔系統(tǒng)中的柔性應(yīng)用強調(diào)與電網(wǎng)側(cè)的互動作用，因此與電網(wǎng)的互動模式成為其關(guān)鍵點所在。以下就低碳建筑的光儲直柔系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)備協(xié)同互動、運行調(diào)控策略、與電網(wǎng)交互模式及示范應(yīng)用等五個方面的研究水平進行介紹。建筑光儲直柔系統(tǒng)的源荷特性及優(yōu)化控制策略建筑負荷柔性化可以促進建筑自身的節(jié)能和經(jīng)濟用電，效緩解城市電網(wǎng)負荷峰值，針對未來建筑領(lǐng)域?qū)⒂写罅糠植际絻δ堋⒊潆姌兑约翱照{(diào)等設(shè)備接入電網(wǎng)，有必要對現(xiàn)有設(shè)備的功率變換特點、控制策略等進行分析研究，為進一步提高現(xiàn)有負荷柔性化程度具有重要意義。在電動汽車充電樁能量變換方面：目前國內(nèi)外電動汽車充電樁的功率變換AC/DC＋DC/DC，AC/DCPFCVIENNA，DC/DC電平變換方式。整流器作為電動汽車充電樁重要部分，受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注研PWMEVCP擾能力，然而整流器消耗來自電網(wǎng)的恒定功率，在電網(wǎng)參量變化較大時只能“切負荷”運行，不能主動響應(yīng)電網(wǎng)需求。采用負荷側(cè)虛擬同步機技術(shù)的充電樁具備慣量模擬、有功調(diào)整、無功支撐等能力，能夠滿足電動汽車有序并網(wǎng)、LVSMPWM參量變化時，可使負荷從“切負荷”變?yōu)椤敖倒β省边\行，提升了整流器故障穿越能力。將虛擬同步機技術(shù)應(yīng)用在充電樁中，通過變換器的自主降額運行，則可實現(xiàn)了對弱電網(wǎng)的支撐作用。在分布式儲能能量交換方面：儲能裝置能實現(xiàn)動態(tài)調(diào)節(jié)和穩(wěn)定母線電壓目的，因此，需在母線和蓄電池、超級電容等儲能裝置間使用高效大功率、快響應(yīng)雙向變換器跨接。目前國內(nèi)外主要在直流變換器拓撲和控制策略方面開展理論研究，但均用以提高功率密度和效率。由于高頻變壓器的存在，隔離型雙向DC/DC變換器還具有體積較大，設(shè)計成本高，設(shè)計過程復(fù)雜目前大多分布式儲能系統(tǒng)中采用非隔離型雙向DC/DC變換器。分布式儲能功率單元控制策略有下垂控制法、主從設(shè)置法、平均電流均流法、最大電流均流法等，均可實現(xiàn)對各模塊輸出電流的控制。自適應(yīng)動態(tài)下垂控制通過在不同的工作狀態(tài)下動態(tài)調(diào)節(jié)下垂系數(shù)的大小，改善系統(tǒng)在受到功率波動時的動態(tài)響應(yīng)速度。而傳統(tǒng)下垂控制中的下垂系數(shù)固定，使得儲能模塊間的充放電功率比值不變，鑒于各儲能模塊的SOC存在差異，長期以相同的輸出功率比值運行，會導(dǎo)致儲能模塊因過充或過放而退出運行，影響直流微電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。在建筑用電設(shè)備能量交換技術(shù)方面，建筑內(nèi)部用電設(shè)備能耗在社會總耗電量中占比大，并有持續(xù)增加的趨勢，其中空調(diào)負荷、電熱水器等柔性負荷在建筑樓宇中占據(jù)了重要地位。目前過國內(nèi)外大多采用控制制冷\熱溫度的方式，利用集中式控制通過設(shè)立中心控制單元，實時處理匯總所有的信息后由調(diào)控中心直接向每個負荷發(fā)布調(diào)控命令，實現(xiàn)空調(diào)等負荷降功率運行，以加熱、通風(fēng)和空調(diào)以及熱水器等恒溫控制負荷為例，常通過以下2種方式實現(xiàn)：1）切換開、關(guān)狀態(tài)速率和比值；2）改變設(shè)定溫度。但該方式功率調(diào)節(jié)響應(yīng)時間較長，在緊急功率調(diào)節(jié)需求下效果不明顯。綜上所述，目前分布式儲能、充電樁、建筑用電設(shè)備內(nèi)部功率變換器及控制策略的種類眾多，存在功率調(diào)節(jié)響應(yīng)時間、交互通信方式以及功能用途等方面存在諸多差異，所對應(yīng)的互動響應(yīng)需求也不一樣，需要進一步根據(jù)換流拓撲類型、控制方式、響應(yīng)時間以及功能用途對不同類型負荷進行分類研究，在此基礎(chǔ)上，充分挖掘各類負荷柔性化潛力，有針對性開展負荷柔性功率調(diào)節(jié)接口定制化裝備樣機研究。隨著多種類型直流負荷的應(yīng)用，直流配電系統(tǒng)呈現(xiàn)多電壓等級的特點，多個電壓等級的直流母線的互聯(lián)實現(xiàn)了電壓匹配和功率交換，更好的滿足用戶需求。直流配電系統(tǒng)中集成了分布式電源、儲能、并網(wǎng)逆變器、以及各類負荷，考慮分布式電源的間歇性、波動性，系統(tǒng)的穩(wěn)定運行與各供電的協(xié)調(diào)控制密切相關(guān)。針對多電壓等級直流母線的直流配電系統(tǒng)，國內(nèi)外學(xué)者均開展了不同電壓等級的直流配用電控制理論研究，提出多種協(xié)調(diào)控制策略，可分為集中式與分散式兩類。美國弗吉尼亞理工大學(xué)構(gòu)建的直流混合配電網(wǎng)分層控制架構(gòu)，為直流配電過渡性發(fā)展從控制上提供了可實施方案。集中式控制策略，將上層管理系統(tǒng)需要與各模塊單元保持聯(lián)系，確定其工作模式與出力大小，從而維持系統(tǒng)的功率平衡，實現(xiàn)最優(yōu)運行；但集中式控制策略對通信的依賴程度較高，系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性完全依賴于該控制單元，該單元一旦出現(xiàn)故障，將有可能導(dǎo)致直流系統(tǒng)崩潰。因此，分散式控制策略應(yīng)運而生，系統(tǒng)中各模塊單元根據(jù)直流母線電壓信號(DCbusvoltagesignal,DBS)調(diào)整工作模式，共同維持直流母線穩(wěn)定，控制簡單，但是系統(tǒng)級控制中的大部分目標(biāo)均無法通過基于DBS的直流系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方法來實現(xiàn)，儲能單元缺乏有效管理，無法實現(xiàn)儲能單元的最優(yōu)充放電控制，更無法實現(xiàn)直流微電網(wǎng)全局的最優(yōu)經(jīng)濟運行。另外，直流母線電壓波動范圍較大、無法實現(xiàn)最優(yōu)運行。為了解決這個問題，基于互聯(lián)通信的直流系統(tǒng)分層運行控制策略將分散式控制與上層管理相結(jié)合，在不同時間尺度上分別實現(xiàn)設(shè)備級控制和系統(tǒng)級控制，完成電氣量控制、電能質(zhì)量調(diào)節(jié)以及經(jīng)濟運行控制，旨在實現(xiàn)直流微電網(wǎng)控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、可擴展性以及提高直流系統(tǒng)整體運行性能，極大提升了系統(tǒng)的可靠性與經(jīng)濟性。同時，適用于中低壓直流配電系統(tǒng)的分散式統(tǒng)一控制策略結(jié)合DBS的分散式控制策略與直流變壓器的統(tǒng)一控制策略，也可實現(xiàn)系統(tǒng)的全局功率平衡。目前，直流配電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略主要針對單一母線結(jié)構(gòu)的直流配電網(wǎng)，對于多個電壓等級的直流配電系統(tǒng)的運行模式多樣，切換流程復(fù)雜，對協(xié)調(diào)控制策略提出了更高的要求。同時，直流負荷類型多樣化也阻礙了自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制的研究。因此，對多直流母線的光儲直柔系統(tǒng)的統(tǒng)一的自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制策略亟待研究，對不同類型負荷的自適應(yīng)調(diào)節(jié)亟待解決。建筑光儲直柔系統(tǒng)的系統(tǒng)保護與用電安全保護的完善是直流系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的必要條件之一，國內(nèi)外專家學(xué)者一直關(guān)注和研究直流系統(tǒng)的各類保護，直流系統(tǒng)的保護自上世紀(jì)九十年代得到了較為快速的發(fā)展。短路保護目前對于短路保護主要采取斷路器和熔斷器解決。直流斷路器的主要作用是改變直流系統(tǒng)的運行方式，用來清除直流側(cè)出現(xiàn)的故障，實現(xiàn)直流系統(tǒng)的保1994，Komastu弧室，在較短的時間內(nèi)斷開故障電流；2005年，Meyer等人探討通過外部諧振電路和混合固態(tài)方法，為電弧電流提供一個旁路通道或者熄滅電弧的方法；2007年，針對傳統(tǒng)的、低成本的斷路器無法用在較高電壓等級直流系統(tǒng)的問題，Krstic等人提出伸展、分裂的方法，但考慮到直流斷路器受電纜的電感、電阻限制和直流電壓水平以及線間電容的影響，電弧具有不穩(wěn)定性與暫態(tài)特性復(fù)雜。2002年，西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院趙登福、董繼民、王東等對直流系統(tǒng)短路故障的快速識別與短路保護進行研究，提出了利用霍爾傳感器測量直流系統(tǒng)回路電流、母線電壓，以電流、電壓綜合判據(jù)快速識別直流系統(tǒng)短路故障的方法。采用可控直流斷路器替代傳統(tǒng)的熔斷器法,將交流系統(tǒng)三段式微機電流保護原理應(yīng)用于直流系統(tǒng)的短路保護,設(shè)計了輻射式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段直流供電回路,同時為防止在切除故障支路時因Ⅱ、Ⅲ段開關(guān)同時拒動，而由Ⅰ段開關(guān)切除故障引起的其他供電支路電源消失問題，對Ⅲ段直流供電回路采用了備用開關(guān)自投方案,并研制了直流系統(tǒng)三段式微機電流保護裝置。天津大學(xué)副教授薛士敏指出采用保護、控制集成方案可以降低保護系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低系統(tǒng)成本，也可大大減少保護動作時間，是未來直流系統(tǒng)保護技術(shù)的發(fā)展方向之一。2014年，為了克服熔斷器和直流斷路器的缺點，結(jié)合變換器中全控型電力電子器件IGBT可快速關(guān)斷的特點，國網(wǎng)電科院提出了基于電力電子技術(shù)的主動式短路保護，保護時間和效果都優(yōu)于傳統(tǒng)的斷路器。ABB、上海良信、常熟開關(guān)、人民電器等企業(yè)均研發(fā)了相應(yīng)的直流斷路器產(chǎn)品，用來保護線路及電源設(shè)備免受過載、欠電壓、短路等的危害。但該類產(chǎn)品存在保護功能單一且無數(shù)字化功能的問題，不能滿足多場景需求。接地保護直流系統(tǒng)是不接地系統(tǒng)，整個網(wǎng)絡(luò)的直流電壓偏移量是同一個，因此，定位接地故障是一個比較棘手的問題。Karlsson針對直流不接地系統(tǒng)，利用在換流器節(jié)點安裝電流測量裝置實現(xiàn)接地故障檢測，該方案可同時在直流和交流兩側(cè)對接地故障進行檢測，對短路故障也起到一定的保護作用。采用這種檢測方案，需要故障線路兩端之間進行通信。早在80年代初，我國就已開始了對直流系統(tǒng)絕緣自動監(jiān)測儀器的開發(fā)研制，到了80年代末90年代初，隨著葛洲壩、三峽水利發(fā)電工程的進展以及我國內(nèi)陸火力發(fā)電廠規(guī)模的發(fā)展，研制出一套尋檢速度快、檢測精度高的直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測儀器越來越成為我國電力事業(yè)發(fā)展的迫切需要。在1988年，按電力部下達的科研項目要求，長江水利委員會與武漢市琴臺電子研制所合作研制成功“WZJ-4型微機直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測儀”，并通過技術(shù)鑒定，在當(dāng)時填補了國內(nèi)該領(lǐng)域的技術(shù)空白。近年來，該所也對監(jiān)測儀器進行過多次技術(shù)改進。目前國內(nèi)專業(yè)從事直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測儀器開發(fā)生產(chǎn)的公司不多，主要有武漢市琴臺電器有限公司、北京思達星電力自動化有限公司、浙江星炬電力電子有限公司、大連旅順電力電子設(shè)備有限公司等廠家。但就產(chǎn)品總體性能而言，我國現(xiàn)儀器的檢測精度低，尤其在干擾嚴(yán)重的工業(yè)現(xiàn)場檢測精度很難達到儀器技術(shù)參數(shù)所規(guī)定的精度要求；儀器的尋檢速度慢，在一些掛接負載較多的直流系統(tǒng)，儀器對全部支路尋檢所需時間過長；儀器電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。在直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測研究領(lǐng)域，國內(nèi)科研人員對檢測方法進行了廣泛深入的探索，取得了一些成果，有些方法已經(jīng)在電力系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測中得到了應(yīng)用，有些方法還有待于進一步的試驗和完善。從國內(nèi)目前的研究現(xiàn)狀來看，主要有以下幾種方法：平衡電阻法、低頻探測法、變頻探測法、霍爾磁式平衡法、振蕩頻率探測法、相位差磁調(diào)制檢測法等。對于接地和絕緣下降采取如下措施：查看絕緣監(jiān)察裝置報警信號，瞬時停電查找接地點；直流熔絲、空開的上下級配合，定期進行蓄電池組核對性放電試驗；在微弱信號處理方法上，采用正交矢量鎖相放大的方法；在信號處理電路設(shè)計方面，采用了多路并行處理模式；對變頻信號法進行改進，提出采樣交流信號波形后，進行頻譜分析以計算接地電阻來判斷故障支路。但投入應(yīng)用的直流系統(tǒng)接地故障監(jiān)測裝置只能發(fā)出接地故障告警信號，無法及時、全面隔離或切除接地故障，此方面的研究仍存在不足，有待進一步改進與完善。交直流竄入交直流竄入故障是近年來才受到特別的關(guān)注的問題。目前行業(yè)內(nèi)的絕緣監(jiān)測系統(tǒng)具備基本的母線和支路絕緣下降監(jiān)測功能，但普遍不具備交流竄入監(jiān)測、蓄電池接地監(jiān)測等，而且母線與支路之間不隔離，任何支路發(fā)生故障都可能引起其他支路保護不正確動作，所以目前的監(jiān)測和保護裝置無法滿足直流電源系統(tǒng)安全運行的要求。除了上述故障類型保護以外，光儲直柔系統(tǒng)中也存在一些直流系統(tǒng)所具備的安全隱患，如滅弧問題、剩余電流保護問題等。在直流滅弧問題上，與交流系統(tǒng)相比，直流系統(tǒng)最顯著的特點是不存在電流過零點。因此，在直流系統(tǒng)發(fā)生電弧故障的情況下，高溫等離子弧放電很容易發(fā)展和維持。根據(jù)電流路徑，電弧放電可分為并聯(lián)電弧和串聯(lián)電弧兩種。并聯(lián)電弧通常是由電線或老化設(shè)備的介質(zhì)擊穿引起的短路引起的。如果電氣連接松動或由于斷線，耦合器，插座和插頭等原因?qū)е仑撦d和電源斷開，則會產(chǎn)生串聯(lián)電弧。在兩個銅或青銅電極之間產(chǎn)生的電弧放電伴隨著強光和巨大的熱量。電弧產(chǎn)生時，通過流過諸如空氣或氣體的介質(zhì)的電流來維持兩個導(dǎo)電電極之間的導(dǎo)電性。由于非熟練電氣用戶即使在常規(guī)環(huán)境中操作也可能發(fā)生串聯(lián)電弧，因此應(yīng)制定適當(dāng)?shù)拇胧?，例如抑制或滅弧，以保護人員或財產(chǎn)免受電弧故障的影響。除了常用的物理滅弧方法以外，在滅弧產(chǎn)品方面，天水二一三電器集團有限集團提出一種提高直流接觸器滅弧能力的滅弧系統(tǒng)方案和有效縮小產(chǎn)品體積的設(shè)計方案；廣西大學(xué)王巨豐等人提出一種自能式多斷口滅弧裝置，可在3ms直流剩余電流保護方面，Siemens、Doepke等公司最早展開B型剩余電流ABB、Sehneider能的B型產(chǎn)品；美國國家電氣規(guī)范（nationalelectricalcode,NEC）690.1180V置和斷路器，以解決光伏直流電弧故障導(dǎo)致的安全問題；西班牙加泰羅尼亞理工大學(xué)提出基于通信的直流配電系統(tǒng)保護方案；英國思克萊德大學(xué)在低壓直流環(huán)網(wǎng)中應(yīng)用電流差動保護實現(xiàn)故障隔離。國內(nèi)方面，常熟開關(guān)，正泰電器等典型企業(yè)已經(jīng)陸續(xù)推出BB實現(xiàn)直流剩余電流保護，但其價格較高，不易推廣。綜上所述，無論是直流滅弧還是直流漏電保護，集約化，模塊化、小型化都將是電力工程直流電源設(shè)備未來的發(fā)展方向。建筑光儲直柔系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備及直流負荷光儲直柔系統(tǒng)示意如圖2-1所示：圖2-1光儲直柔系統(tǒng)示意可見，光儲直柔系統(tǒng)本質(zhì)上屬于低壓直流配電網(wǎng)，其中包含的主要元素基本可以分為以下幾類：電源常見的電源有光伏、風(fēng)電等新能源發(fā)電，也可以是交流電網(wǎng)（AC/DC轉(zhuǎn)換）及其他各種應(yīng)急電源等。對于多數(shù)市內(nèi)建筑而言，風(fēng)機不適合與建筑結(jié)合，交流電網(wǎng)是常規(guī)配電電源，此處不再贅述。重點介紹光伏電源。當(dāng)前的光伏電源主要是太陽能電池，主要包括以下幾類：單晶硅太陽能電池15%24%，所有種類的太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的，但制作成本很大，以至于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝，因此其堅固耐用，使用壽命一般可達1525多晶硅太陽能電池多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多，但是多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少，其光電轉(zhuǎn)換效率約12%左右(20047114.8%本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，材料制造簡便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到大量發(fā)展。此外，多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。從性能價格比來講，單晶硅太陽能電池還略好。非晶硅太陽能電池1976硅太陽電池的制作方法完全不同，工藝過程大大簡化，硅材料消耗很少，電耗更低，它的主要優(yōu)點是在弱光條件也能發(fā)電。但非晶硅太陽電池存在的主要問題是光電轉(zhuǎn)換效率偏低，國際先進水平為10%左右，且不夠穩(wěn)定，隨著時間的延長，其轉(zhuǎn)換效率衰減。多元化合物太陽電池多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導(dǎo)體材料制成的太陽電池。各國研究的品種繁多，大多數(shù)尚未工業(yè)化生產(chǎn)，主要有以下幾種：a)硫化鎘太陽能電池b)砷化鎵太陽能電池c)銅銦硒太陽能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In,Ga)Se2（Building-AttachedPhotovoltaic，BAPV）和集成式光伏建筑（Building-IntegratedPhotovoltaic，BIPV）。BAPV2-2。圖2-2典型BIPV建筑體系除具備發(fā)電功能外，BIPV還具有抗風(fēng)壓性能、水密性能、氣密性能、隔音性能、保溫和遮陽性能等建筑外圍護所必需的性能和獨特的裝飾功能，達到建筑圍護、建筑節(jié)能、太陽能利用和建筑裝飾多種功能的完美結(jié)合。其優(yōu)越性主要表現(xiàn)為：表2-1BIPV優(yōu)越性序號 優(yōu)點介紹污染，有利于環(huán)境保護；度過高，降低空調(diào)負荷，改善室內(nèi)環(huán)境；原地發(fā)電，原地使用，減少電力輸送產(chǎn)生的損耗；由于日照處于高壓電網(wǎng)用電高峰期，BIPV系統(tǒng)除保證自身簡主任用電外，還可社會效益；這對于土地昂貴的城市建設(shè)尤為重要；維護保養(yǎng)簡單，維護費用低，運行可靠性、穩(wěn)定性好；大尺度新型彩色光伏模塊節(jié)約了昂貴的外裝飾材料，使建筑物更加美觀。分布光伏建筑主要包括光伏幕墻和光伏采光頂兩大關(guān)鍵部分。光伏幕墻是將分布式光伏發(fā)電組件與玻璃幕墻相結(jié)合，在滿足建筑工程裝飾功能的基礎(chǔ)上，提升建筑的發(fā)電能力。設(shè)計時，需科學(xué)調(diào)整幕墻的角度，以提高光伏發(fā)電的效果。光伏采光頂是實現(xiàn)分布式光伏發(fā)電在建筑工程中高效利用的關(guān)鍵部分。采用光伏采光頂可克服光伏幕墻受日照角度影響的局限性，保證最大限度地利用日照時間，提高光伏發(fā)電的能力和效率。此外，還可遮陽板、底板等部位采用光伏組件，具體見表2-2。表2-2典型BIPV形式BIPV形式 光伏組件 光伏類型 應(yīng)用場景光伏屋頂光伏屋面瓦光伏屋頂光伏屋面瓦建筑屋頂透明光伏透光玻璃集成建筑外層幕墻光伏幕墻非透明光伏玻璃（普通）集成建筑外層幕墻遮陽板 采光不采光光伏遮光板（非透光）集成集成建筑遮陽板建筑遮陽板光伏地板光伏石板集成庭院石板路

光伏玻璃

集成 建筑采光頂BAPV泥屋頂上。是將組件固定（外掛）在現(xiàn)有建材之外，需要先有屋頂，再鋪組件，BAPV，2-3BAPV通常安裝之前認為它不會漏水，但是安裝了光伏之后可能就會漏水。因為傳統(tǒng)BAPV個是鍍鋁鋅的材料，它們會天然的發(fā)生變化學(xué)的反應(yīng)，加速它的老化，加速它的腐蝕，可能就會產(chǎn)生非常多的漏水點，這個隱患是不得不考慮的。如果是業(yè)BAPV裝，尤其是可能也不會堅持那么久的廠房。但是如果是高質(zhì)量發(fā)展的企業(yè)，非常關(guān)心自己的廠房漏水，防火抗風(fēng)階，甚至于有更多的一些綠電需求的企業(yè)，BIPV進而實現(xiàn)規(guī)模化。而建筑與其他的產(chǎn)品不同，它是定制化的，建筑老板一般不傾向于建一個和旁邊建筑一模一樣的建筑。但是光伏又希望一個產(chǎn)品可以適應(yīng)不同的建筑。這就是建筑的定制化和光伏規(guī)?；g的矛盾。圖2-3典型的BAPV示意光伏在房屋建筑中的應(yīng)用不僅是單獨地在屋頂或公共設(shè)施上安裝光伏組件，而且光伏與建筑的深度融合，兼顧設(shè)計、安全、節(jié)能、美觀等問題。分布光伏建筑將太陽能發(fā)電與建筑相結(jié)合，使得未來的建筑實現(xiàn)電力自給，是未來建筑建設(shè)的主要發(fā)展方向之一。變換器變換器是直流配電網(wǎng)中的核心設(shè)備，承載著電能形式的變換功能，把不同形式、不同電壓等級的元件聯(lián)系成真正的直流配電網(wǎng)絡(luò)。按照電能轉(zhuǎn)換形式，變換器可分為交流-直流、直流-直流型變換器；按照電能傳遞方向，變換器可分為單向變換器、雙向變換器；按照電氣隔離特性，變換器可分為隔離型、非隔離型變換器；按照直流側(cè)極性，變換器又可分為單極性變換器、雙極性變換器。光儲直柔系統(tǒng)中的變換器按變換類型主要分為AC/DC變換器、DC/DC變換器兩大類。按功能類型分為光伏變換器、儲能變換器、升降壓變換器、整流變換器、逆變器以及雙向整流-逆變器等。目前市場上的光伏變換器以光伏逆變器為主，例如華為推出的智能光伏控MPPT2-4所示；光伏DC/DC變換器僅限于為小功率負荷直接供電的電源模塊，例如愛浦電力推出的太陽能DC/DC模塊電源，輸入為300-1200VDC，輸出為5、12、15、24VDC，但其不具備MPPT功能。圖2-4華為光伏逆變器儲能變換器PCS（儲能變流器，英譯：PowerConversionSystem）可控制蓄電池的充電和放電過程，進行交直流的變換，在無電網(wǎng)情況下可以直接為交流負荷供電。PCS由DC/AC雙向變流器、控制單元等構(gòu)成。華為、陽光電源等廠家均開發(fā)了相應(yīng)的儲能變流器。圖2-5所示為陽光電源的儲能變流器，直流側(cè)電壓等級800-1500V，三相并網(wǎng)。圖2-5陽光電源儲能變流器整流變換器類型較多，配電系統(tǒng)中出于成本考慮，常采用整流變壓器實現(xiàn)電網(wǎng)整流，整流變壓器內(nèi)單方向的脈動電流經(jīng)濾波裝置變?yōu)橹绷麟?。典型的整流變壓器的外形如圖2-6所示。充電樁電源、儲能充電機等多采用全控型開關(guān)器件，如麥格米特的整流電源以及石家莊通合的整流充電機等。圖2-6典型的整流變壓器雙向整流-逆變器主要有三種主要應(yīng)用。在混合動力電動汽車(HEV)或電動汽車(EV)中，車內(nèi)將有車載充電器為汽車蓄電池充電。充電電源從電網(wǎng)流向車G2V；HEVEVV2G)；V2GHEV需要大功率雙向AC-DC電源作為其車載充電器。深圳市拓沃得科技有限公司的2-7直流負荷

圖2-7雙向整流-逆變器同交流網(wǎng)一樣，直流負荷是電能傳遞的終點。直流負荷形式也比較復(fù)雜多樣，如大功率的充電樁、空調(diào)、計算機群等負荷，也有小功率的照明等電器設(shè)20072008TDK2008公司的“全直流生態(tài)住宅”技術(shù)和產(chǎn)品；在2009年日本電子展中，夏普、TDK和日本松下公司分別展示了各自開發(fā)的住宅直流技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品；松下電工公2010200972018118鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所、深圳市供電局有限公司、珠海格力電器股份有限公司、南京國臣信息自動化技術(shù)有限公司、深圳桑達國際電源科技有限公司、北京交通大學(xué)、北京四方繼保自動化有限公司、廈門大學(xué)、興業(yè)太陽能等十七家中外科研機構(gòu)、企業(yè)代表聚集在深圳國際低碳城,共同發(fā)起成立直流建筑聯(lián)盟，為直流技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推進做準(zhǔn)備。儲能設(shè)備儲能設(shè)備是一種比較特殊的設(shè)備，它既可工作組負荷狀態(tài)，又可以工作在電源狀態(tài)。目前市場上主要的儲能類型包括物理儲能和電化學(xué)儲能。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換方式的不同可以將儲能分為物理儲能、電化學(xué)儲能和其他儲能方式：1)物理儲能包括抽水蓄能、壓縮空氣蓄能和飛輪儲能等，其中抽水蓄能容量大、度電成本低，是目前物理蓄能中應(yīng)用最多的儲能方式。2)電化學(xué)儲能是近年來發(fā)展迅速的儲能類型，主要包括鋰離子電池儲能、鉛蓄電池儲能和液流電池儲能;其中鋰離子電池具有循環(huán)特性好、響應(yīng)速度快的特點，是目前電化學(xué)儲能中主要的儲能方式。3)其他儲能方式包括超導(dǎo)儲能和超級電容器儲能等，目前因制造成本較高等原因應(yīng)用較少，僅建設(shè)有示范性工程。開關(guān)設(shè)備直流開關(guān)一直是直流配電系統(tǒng)關(guān)注的重點。由于直流電弧沒有過零點，因此開關(guān)必須具有較強的滅弧能力。目前在中壓側(cè)已經(jīng)有采用電力電子器件和機械結(jié)構(gòu)的混合式開關(guān)問世，但價格仍偏高沒法大規(guī)模商業(yè)推廣。直流低壓側(cè)目10ms能夠滿足實際使用，但無法滿足系統(tǒng)主保護的需求。不同場景下的建筑直流系統(tǒng)我國的分布光伏建筑也已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)建筑物的分類和屋頂?shù)木唧w情況，分布式光伏發(fā)電有以下幾種使用場景：屋頂空間安裝分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，減少工業(yè)生產(chǎn)的電能計費，降低工業(yè)生產(chǎn)的用電成本支出，有效緩解工業(yè)用電的緊張局面。業(yè)大廈、寫字樓等建筑用戶的用電負荷特性一般表現(xiàn)為白天較高、夜間較低，這能夠較好地匹配光伏發(fā)電特性。但是，商業(yè)建筑的外觀設(shè)計要求較高，在建筑設(shè)計階段應(yīng)同步考慮光伏發(fā)電系統(tǒng)的布置位置及安裝方式。公共建筑。學(xué)校宿舍等公共建筑具有明顯的分時用電特征，因此白天可利用分布式光伏發(fā)電并進行儲能，晚上利用儲能進行供電。通信基站用電。偏遠ft且供電線路鋪設(shè)環(huán)境較差，易產(chǎn)生供電不穩(wěn)定。分布式光伏發(fā)電能夠有效地提高通信基站用電的可靠性。首都機場采用鋁合金支架將光伏板固定在屋面，且光伏板與屋面之間形成架空層，保證光伏組件在發(fā)電的同時還能起到屋面隔熱層的作用。此外，為了解決電動車輛充電問題，首都機場新建了一批集光伏、儲能、充電和停車為一體的充電車棚。具體方案見圖2-8。但是，已有光伏建筑大都只考慮了分布光伏的發(fā)電能力，尚未將電能存儲、配電及柔性調(diào)節(jié)進行一體化考慮。 （a）光伏板屋面 （b）光伏充電車棚圖2-8首都機場光伏設(shè)備“光儲直柔”的出現(xiàn)，為解決建筑結(jié)構(gòu)與分布光伏發(fā)電的一體化問題提出了新思路。“光儲直柔”是在建筑領(lǐng)域應(yīng)用太陽能光伏（Photovoltaic）、儲能（Energystorage）、直流配電（Directcurrent）和柔性交互（Flexibility）四項技術(shù)的簡稱。其中“光”和“儲”分別指分布式電源和儲能會越來越多地應(yīng)用于建筑場景，作為建筑配用電系統(tǒng)重要組成部分；“直”指建筑配用電網(wǎng)的形式發(fā)生改變，從傳統(tǒng)的中低壓交流配電網(wǎng)改為采用中低壓直流配電網(wǎng)；“柔”則是指建筑用電設(shè)備應(yīng)具備可中斷、可調(diào)節(jié)的能力，使建筑用電需求從剛性轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝?。近幾年，國?nèi)外陸續(xù)開展了直流建筑示范工程建設(shè)。國內(nèi)外實際運行的直流建筑項目電壓等級多在DC350V～400V。國內(nèi)外的示范工程主要集中在直流建筑、數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)中心、海島供電等低壓、小范圍等特點特定供電場景，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)各不相同，供電可靠性等方面有所差異。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上而言，博恩霍爾姆島工程、日本仙臺工程、巨次島工程、深圳未來大廈等均采用輻射形結(jié)構(gòu)，在母線故障情況下會極大影響供電情況。博恩霍爾姆島的供電系統(tǒng)由傳統(tǒng)能源和可再生能源發(fā)電組成，交流系統(tǒng)分為60、10、0.4kV360kW192kWh的電池儲能系統(tǒng)BESS（BatteryEnergyStorageSystem2kW50kW30kW400VESSBESS400V，直流側(cè)430V，ESSDC/DCDC/DC300V48V，300V5kWDC/DCUnit，對負荷的電力分配可以在互聯(lián)狀態(tài)和孤島運行狀態(tài)之間無縫接續(xù)；深圳未來大廈交直流混合配用電項目整體架構(gòu)設(shè)計遵循簡單、靈活的原則，力求通過最簡潔的架構(gòu)達到分布式能源靈活接入、靈活調(diào)度和安全供電的目的。系統(tǒng)架構(gòu)采用正負雙極直流母線形式，實現(xiàn)了建筑內(nèi)1個配電等級提供2種電壓等級的靈活配電方式，相應(yīng)的電壓等級在高壓側(cè)采用極間電壓DC750V，中壓采用DC±375V。充電樁、空調(diào)機組等大功率設(shè)備接入DC750V母線，DC±375VDC+375VDC-375V供電，并且針對建筑室內(nèi)用電安全要求高的特點，在人員活動區(qū)域采用了DC48V特低安全電壓，以保障直流配電系統(tǒng)的安全性。FREEDM工程和CityofTomorrow工程則采用環(huán)狀供電，供電可靠性較高。2011年，美國北卡大學(xué)站在對船艦直流配電系統(tǒng)進行分析與研究的基礎(chǔ)上，提出未來可再生能源傳輸管理FREEDM（FutureRenewableElectricEnergyDeliveryandManagement）系統(tǒng)，采用12kV交流作為系統(tǒng)母線，實現(xiàn)交直流配電和即插即用功能。FREEDM3（1）即插即用接口。系統(tǒng)1400V1120VESS交（2）智能能量管理IEM（IntelligentEnergyManagement）12kV3IEM69kV120V400V（3）標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)DGI。該系統(tǒng)嵌入IEM設(shè)備中，利用通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)系統(tǒng)管理與其他能源路由器。此外，F(xiàn)REEDM系統(tǒng)安裝了智能故障管理IFM（IntelligentFaultManagement）設(shè)備以隔離電路中的潛在故障，從而提高用戶側(cè)的故障恢復(fù)能力和電能質(zhì)量；德國亞琛工業(yè)大學(xué)提出CityofTomorrow城市供電方案，并在亞琛工業(yè)大學(xué)內(nèi)建造了±5kV直流配電示范工程，AC/DCDC/DC進行電能轉(zhuǎn)換與傳輸。中壓直流配電系統(tǒng)由外部20kV交流變電站供電，經(jīng)AC/DC變換后為亞琛工業(yè)大學(xué)新校區(qū)的幾個大功率試驗臺提供電能，總功率為15.5MW。該直流配電系統(tǒng)采用電纜雙極環(huán)網(wǎng)方式供電，每臺試驗裝置通過DC/DCDC/ACAC/DCIT不接地拓撲和DC600V+DC220V兩級配電方案，為辦公樓內(nèi)多類型直流負荷供電；深圳寶龍工業(yè)城設(shè)計了柔性直流配電工程設(shè)計方案，采用雙電源手拉手式的網(wǎng)絡(luò)拓撲，使用210kV照明在內(nèi)的直流負荷供電。張北構(gòu)建的±500kV四端環(huán)形柔性直流示范工程，可大規(guī)模消納及輸送風(fēng)電、光伏等可再生能源。據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)外實際運行的直流建筑項目已建成數(shù)十個個，建筑類型涵蓋了辦公、校園、住宅和廠房多個種類，直流配電容量在10～300kW之間，如表2-3所示。雖然建筑類型和規(guī)模上有差異，直流供電的負載也有不同，但整體來說建筑直流系統(tǒng)的電壓等級都選擇在DC350～400V之間，在小功率電器供24V48V表2-3國內(nèi)外直流建筑案例介紹項目名稱 城市 建筑型深圳辦公深圳辦公2019200 蘇州工業(yè)20184600 蘇州居民201920620 蘇州同里綜合能源服務(wù)中心吳江同里湖嘉苑直流建筑群南京辦公南京辦公201874DC600/220大同辦公2019500DC750北京辦公2019125DC750/220上海辦公2019210DC532/220大同市國際能源革命科技創(chuàng)創(chuàng)新園CIGS-BIPV建筑能源集控與實驗平臺虹橋基金小鎮(zhèn)直流微網(wǎng)

時間 規(guī)模/kW 電壓等級/V 直流源荷國內(nèi)AC/DC2 伏、蓄電池、照明、空調(diào)、充電樁、數(shù)據(jù)中心等光伏、蓄電池、充電樁、照明、空調(diào)、直流家電AC/DC流家電AC/DC機AC/DC變換器、光伏、蓄電池、農(nóng)業(yè)電源、照明、直流家電AC/DC變換器、光伏、空調(diào)、電腦、照明格力直流小屋 珠海 辦公 2018 100

AC/DC變換器、光伏、蓄電池、充電樁、照明、空調(diào)、直流家電國外東北福祉大學(xué)直流微電網(wǎng)日本仙臺辦公2008國外東北福祉大學(xué)直流微電網(wǎng)日本仙臺辦公2008218DC400光伏美國AC/DC變換器、光FREEDM展示實驗2011100DC400VDC/DC納州器、直流負荷NextEnergy美國LED照明、通風(fēng)Centerbudling底特廠房2013250DC380/24機、AC/DC變換inDetroit律器、光伏IntelligentDC直流家用電器、Cityof弗勞恩霍夫IISBbuildingDCLoftsStrijp－SEindhovenEtratechIncheadquarter

丹麥奧爾 展示實 2015 20 堡 驗德國亞琛 學(xué)校 2011 15500 DC±5kV辦公2016200辦公2016200DC380/48住宅201750—荷蘭阿姆斯特丹加拿大伯 廠房 2017 46 DC380靈頓

AC/DC變換器、光伏、水平風(fēng)機、燃料電池為新校區(qū)的幾個大功率試驗臺供電照明、空調(diào)、USB－C、直流插座直流家電、AC/DC變換器、光伏、蓄電池、氫燃料電池住宅電器、戶式能量路由器AC/DC變換器蓄電池、燃氣發(fā)電機建筑光儲直柔系統(tǒng)的源荷特性及優(yōu)化控制策略建筑光儲直柔系統(tǒng)的源荷特性光伏發(fā)電光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行性能取決于多種因素。尤其是環(huán)境因素，例如太陽輻射能、環(huán)境溫度、風(fēng)速等。為了使一個光伏發(fā)電系統(tǒng)運行可靠、高效、經(jīng)濟，我們必須充分考慮本地負荷需求、當(dāng)?shù)貧庀筚Y料、電站各部件參數(shù)性能。然而，太陽組件及其它部件的性能通常是由生產(chǎn)廠家按照平均標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，這就使得系統(tǒng)的總性能不可能剛好滿足當(dāng)?shù)貙嶋H需要，對于一個容量配置過大的光伏發(fā)電系統(tǒng)，系統(tǒng)不會滿負荷運轉(zhuǎn)，這就造成系統(tǒng)壽命降低和安裝費增高：對于一個容量配置過小的光伏發(fā)電系統(tǒng)來說，系統(tǒng)無法提供足夠多的能量，同時也減少了系統(tǒng)的運行壽命。因此建立光伏系統(tǒng)動態(tài)仿真模型，就要對隨機性分布的太陽輻射能進行概率建模。太陽能和常規(guī)能源的最大不同是它的隨機分布性，某個時刻的光伏陣列的出力卻不是人為所能控制的，這是由該時刻的太陽輻射能、地理位置、環(huán)境、轉(zhuǎn)換效率等諸多因素共同決定的。太陽輻射的大小與太陽本身輻射性質(zhì)有關(guān)。太陽表面有黑子和光斑，對太陽能的影響只有0.5%。一般來講，我們可以忽略太陽表面輻射的變化，而同時考慮與太陽地球的相互空間位置以及它們的運動規(guī)參考當(dāng)?shù)貧庀筚Y料，對影響光伏出力的影響進行分析計算。在光伏發(fā)電系統(tǒng)規(guī)劃中，通常是采用統(tǒng)計全年的太陽輻射量，進而得到整個電池陣列的轉(zhuǎn)換出力，或者得到各月份組件的理論出力。研究表明在某一時刻t的太陽能光照強度r(t)滿足Beta分布：()

r(t)

r(t)

1f(r(t))

1

(t)

(3-1))(t)

xt)為時刻t)GammaBeta分布形狀參數(shù)。光伏系統(tǒng)發(fā)電出力可表達為：st)rt)A

(3-2)A為太陽能方陣總面積；光伏出力概率密度函數(shù)為：)P(t) P(t)f(P(t))

s 1s

(3-3)s )()

(t)

式中，光伏發(fā)電機組在時刻ttsxt)Axt)

(3-4)結(jié)合式(2-15)可得到光伏發(fā)電系統(tǒng)出力的期望值E(Ps(t))、方差D(Ps(t))和s二階原點矩E(P2(t))為：sE(P(t)) P

(t)

(3-5)s

smaxD(P(t))

(t)s 2E(P2(t))1

s

(t)

(3-6)(3-7)s 1

smax光伏發(fā)電出力波動受光照強度變化影響，有很大的隨機性。光伏出力的波動情況分為兩種，第一種為受太陽運行影響產(chǎn)生光伏發(fā)電日出力變化，這種變化情況時間跨度大，變化幅度大，但是變化速度較為緩慢，一般為小時為變化單位，主要影響電力系統(tǒng)的日調(diào)度；第二種為有浮云或飛行物掠過時，陰影影響產(chǎn)生的光伏發(fā)電出力瞬時變化，實驗指出，光伏發(fā)電出力可在一秒內(nèi)降至額定出力的30%，這種變化可能會對電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。光伏發(fā)電的出力隨光照強度的變化而變化，在四種不同天氣模式（晴天，少云，多云，陰天）下，光伏電源的典型日出力曲線如圖3-1所示。圖3-1四種天氣的光伏發(fā)電出力由上圖可以看出，光伏出力具有以下幾個特點：光伏出力集中在白天，在夜間無出力；光伏的有功出力隨天氣變化波動較大，受氣象因素影響明顯。不同的天氣，其出力規(guī)律不同。以多云和少云天氣波動最大、最劇烈，晴天和陰天波動較緩慢；光伏出力因為光伏發(fā)電的原理與傳統(tǒng)發(fā)電機原理不同，在受到氣象因素變化影響時，發(fā)電出力的變化幾乎不存在調(diào)節(jié)特性，瞬時發(fā)生變化，對電力系統(tǒng)的沖擊較大。因此，儲能系統(tǒng)對于平抑光伏出力的波動是必須的。另外，光伏在白天出力比較大。但是一般情況下風(fēng)力發(fā)電夜間發(fā)電量比較多。將風(fēng)力和光伏發(fā)電結(jié)合起來，通過風(fēng)光互補，可以改善系統(tǒng)運行。儲能裝置儲能裝置在新能源發(fā)電領(lǐng)域中有著較為廣泛的應(yīng)用。將儲能系統(tǒng)應(yīng)用于電提高電能質(zhì)量。隨著微電網(wǎng)的發(fā)展，分布式發(fā)電技術(shù)和儲能裝置形成的分散電源將成為電力系統(tǒng)的重要組成部分，與此同時，電力系統(tǒng)的調(diào)控方法也將有所改變。目前，常見的儲能方式有超導(dǎo)儲能技術(shù)、超級電容儲能技術(shù)、飛輪儲能、3-13-2方式的性能比較和優(yōu)缺點比較。表3-1 不同儲能方式的性能比較儲能方式能量轉(zhuǎn)化效率（儲能容量（MWh響應(yīng)時間 功率%））抽水蓄能>70>2000 10秒~4分 300~1800壓縮空氣>705~100000 1~10分 0.5~27000超導(dǎo)儲能950.0002~100 <1秒 0.001~2飛輪儲能90~930.0002~500 <1秒 0.001~1燃料電池590.0002~2 <1秒 0.01~3高效電池850.0001~1 <1秒 0.01~3表3-2各種儲能方式的優(yōu)缺點儲能方式優(yōu)點缺點 應(yīng)用場合抽水蓄能容量大、成本低場地要求特殊 日負荷調(diào)節(jié)、系統(tǒng)備用壓縮空氣容量大、成本低場地和氣體燃料日負荷調(diào)節(jié)、系統(tǒng)備用超導(dǎo)儲能功率大能量密度低、成本高電能質(zhì)量調(diào)節(jié)、UPS超級電容器功率大、效率高能量密度低、成本高電能質(zhì)量調(diào)節(jié)、UPS鋰電池能量高、功率高、效率高成本高各種應(yīng)用飛輪儲能功率高能量密度低電能質(zhì)量調(diào)節(jié)、頻率控制鉛酸電池低價格深度充電壽命短電能質(zhì)量調(diào)節(jié)Na2S電池能量高、功率高、效率高成本高，安全性低各種應(yīng)用下面以蓄電池儲能裝置為例，構(gòu)建儲能裝置的運行模型。蓄電池儲能裝置的運行狀態(tài)包括充電和放電，不論充電或放電都存在一定的能量損失，蓄電池還存在漏電現(xiàn)象。通?？捎脙δ芎呻姞顟B(tài)變量(VSOC)來描述蓄電池的電能儲存情況，VSOC表達式如式(3-8)所示：VSOC

(t)E(t)100%Emax

(3-8)式中，VSOC(t)t的儲能荷電狀態(tài)變量值；E(t)表示調(diào)度時刻t的蓄電池電量；Emax表示蓄電池能夠儲存的最大電量。蓄電池儲能裝置在充電或放電狀態(tài)時，相鄰調(diào)度時刻間的VSOC關(guān)系分別如式(3-9)、式(3-10)所示：V (t)V

(t(1)(t)tc

(3-9)SOC

EmaxV (t)V

(t(1)(t)t

(3-10)SOC

dEmax表示蓄電池每小時的漏電比例系數(shù)；c、d分別表示蓄電池的充電、放電效率；PESS(t)tPESS(t)＜0，PESS(t)＞0；t表示相鄰兩個調(diào)度時刻的時間間隔。VSOCVSOCVSOC,j(ti)VSOC,j(tf)式中，titf分別為調(diào)度周期開始時刻和調(diào)度周期結(jié)束時刻。儲能裝置的充/SOC

(3-11)jj(t)jVSOCmin,jj(t)j

(3-12)(3-13)jjj下限；VSOCmin,jVSOCmax,jj處并網(wǎng)的儲能裝置剩余容量下限和上限。VSOC,j(ttj處并網(wǎng)的儲能裝置剩余容量。從應(yīng)用角度上來講，儲能裝置如果用于調(diào)整峰谷差，則需要容量較大，那應(yīng)該選用容量密度較大的儲能設(shè)備而如果用于提高系統(tǒng)穩(wěn)定控制,就應(yīng)采取相對容量小、響應(yīng)速度快的儲能技術(shù)進行快速的充放電進行調(diào)節(jié)，從而提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。系統(tǒng)維持其系統(tǒng)能量供求平衡、保證系統(tǒng)電壓和頻率的穩(wěn)定起到至關(guān)重要的作用；同時，隨著可再生能源及電網(wǎng)智能化的蓬勃發(fā)展，儲能系統(tǒng)的控制技術(shù)也隨之不斷發(fā)展，主要表現(xiàn)在接入方式、工作模式及其相關(guān)控制策略等方面。從儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)的方式及其控制策略方面來看，目前主要有兩種方式：一是將儲能系統(tǒng)直接（DC-DC）并聯(lián)在可再生能源的電力電子變換器（DC/AC）的直流端，且通過此變換器來實現(xiàn)儲能系統(tǒng)與可再生能源及電網(wǎng)的能量變換與控制。這種直流匯聚接入的方式具有可靠性高、損耗低及便于控制等優(yōu)點，其控制研究的重點在于直流端的可再生能源與儲能系統(tǒng)、負載等之間的協(xié)調(diào)控制，但因易受可再生能源的電力電子變換器容量限制，進而影響儲能系統(tǒng)的能量及功率控制能力。二是將儲能系統(tǒng)經(jīng)電力電子變換器AC/DC+DC/DC）直接與電網(wǎng)相連，即并聯(lián)在可再生能源變換器的交流端。這種直流匯聚接入的方式具有易實現(xiàn)容量擴展、便于模塊化管理與控制等優(yōu)點，是目前采用最多的一種接入方式。從儲能系統(tǒng)的工作模式及其控制策略方面來看，在實際應(yīng)用過程中，一般有兩種工作模式：并網(wǎng)運行模式、孤網(wǎng)運行模式。當(dāng)儲能系統(tǒng)與大電網(wǎng)相連時，即工作于并網(wǎng)運行模式，儲能系統(tǒng)通常被視作為PQPQ步發(fā)電機的自同步和電壓-頻率下垂特性，各控制器利用當(dāng)?shù)貦z測信息來控制各自運行方式，無需外部提供給定信息。與主從式控制相比，對等式下垂控制因其無互聯(lián)線、可實現(xiàn)即插即用、易擴展及可靠性高等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于孤網(wǎng)運行控制。針對分布式儲能系統(tǒng)的控制策略，從應(yīng)用場景上大致可分為并網(wǎng)運行控制策略和獨立運行控制策略。并網(wǎng)運行時控制目標(biāo)是根據(jù)不同應(yīng)用需求，快速跟隨功率參考指令，多用于削峰填谷、平滑可再生能源輸出、微電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線功率控制等；獨立運行時的控制目標(biāo)是實現(xiàn)獨立微電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。在很多應(yīng)用場景下，分布式儲能系統(tǒng)需要與其他分布式電源或分布式儲能系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行共同實現(xiàn)既定的控制目標(biāo)。分布式儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制可以劃分為三個層次：設(shè)備級協(xié)調(diào)控制。一般為混合儲能系統(tǒng)間或儲能與分布式電源間的夠在實現(xiàn)某具體控制目標(biāo)的同時，充分考慮儲能系統(tǒng)的壽命和效率等因素；微電網(wǎng)級協(xié)調(diào)控制。微電網(wǎng)中多個分布式儲能系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)控制主要采用分層控制的方式，通過微電網(wǎng)中央控制器對各儲能控制器下達控制指令，協(xié)調(diào)各分布式儲能系統(tǒng)的運行。廣域協(xié)調(diào)控制。對于在地理位置上分布較廣的分布式儲能系統(tǒng)，無法直接采用微電網(wǎng)模式進行管理和控制，需通過配網(wǎng)調(diào)度或者虛擬電廠技術(shù)。此時的協(xié)調(diào)控制需涵蓋多個微電網(wǎng)以及微電網(wǎng)覆蓋范圍以外的分布式儲能系統(tǒng)，進而實現(xiàn)廣域協(xié)調(diào)控制。儲能的運行方式是指根據(jù)需要調(diào)節(jié)儲能的充放電模式和充放電功率，是實現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度的手段。儲能的運行方式和電網(wǎng)中儲能的設(shè)計功能和收益密切相關(guān)，體現(xiàn)了儲能投資主體的投資目的。用戶投資儲能的目的一般為保證重要負荷的供電，因此儲能可能會大部分時間工作于浮充備用的狀態(tài)。發(fā)電商投資儲能的目的是利用儲能獲取盡可能大的經(jīng)濟效益，儲能的運行方式可能是在工業(yè)電價低谷充電，高峰放電。鑒于目前儲能成本較高，僅僅利用儲能充放電價差獲取經(jīng)濟效益難以收回成本，因此目前發(fā)電商投資儲能的意愿不強。而電網(wǎng)投資儲能的目的是利用儲能盡可能減小可再生能源并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響、減小系統(tǒng)備用容量、或利用分布式儲能增強用戶側(cè)微電網(wǎng)的可控性，此時儲能按照促進可再生能源消納、優(yōu)化調(diào)節(jié)微電網(wǎng)對外聯(lián)絡(luò)功率，并兼顧經(jīng)濟效益的方式運行。負荷特性建筑負荷的柔性特性是低碳建筑光儲直柔系統(tǒng)參與電網(wǎng)互動的前提和基礎(chǔ)。Annex67Eduard首先計算建筑用戶在未使用任何柔性能力情景下的二氧化碳排放系數(shù)CEF（CarbonEmissionsFactor，然后計算其使用一系列“能源柔性解決方法（如蓄能）”情景下的CEF值，將兩者的差值作為用戶能源柔性潛力的評價參數(shù)。Georges提出將購電成本最大化與最小化之間的成本差值作為建筑的能源柔性潛力。直接定量法則是直接計算該用戶在特定時間段內(nèi)所能削減或提升負荷（產(chǎn)能）的調(diào)節(jié)量、以及維持該變化量的時間長度等，目前還處于起步階段。Klein提出了針對大型工商業(yè)用戶的柔性潛力評估方法，主要步驟包括確定研究對象和需求響應(yīng)項目類型、基于用電特性的用戶群聚類分析、分類需求響應(yīng)項目參與率辨識、價格柔性計算和需求響應(yīng)潛力評估，是適用于細分用戶群的柔性計算方法。目前關(guān)于光儲直柔系統(tǒng)與電網(wǎng)的互動效果評判的研究較少，而對于需求響應(yīng)效果評價的研究較多，需求響應(yīng)體現(xiàn)的是建筑用戶與電網(wǎng)的交互，因此可為本研究