新型電力行業(yè)：“光儲直柔”微電網洞察雙碳背景下新型電力系統(tǒng)的應用創(chuàng)新

雙碳背景下新型電力系統(tǒng)的應用創(chuàng)新雙碳背景下新型電力系統(tǒng)的應用創(chuàng)新——“光儲直柔”微電網洞察施耐德電氣出品//cn達成碳達成碳達峰、碳中和目標，構建清潔低碳、安全高效的能源體系是第一要務，而清潔電力則是能源轉型的“牛鼻子”。在能源轉型的過程中，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)應運而生。為了保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、適應新能源發(fā)電比例和終端電氣化率的快速提升，提升電力系統(tǒng)靈活性至關重要，每一個環(huán)節(jié)都將在構建的過程中發(fā)揮重要作用?！肮鈨χ比帷奔夹g使建筑在能效提升的基礎上進一步實現電能替代與電網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變?yōu)槲磥碚麄€能源系統(tǒng)中具有可再生能源生產、消費、能量調蓄功能“三位一體”的復合體，這也是建筑面向構建未來低碳能源系統(tǒng)應當發(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、深耕前沿技術的研發(fā)工程師、參與行業(yè)政策和標準制定的專家學者等的調研中進行價值提煉。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，發(fā)現其中的挑戰(zhàn)與機遇，探索光儲直柔完整解決方案、新一代直流產品及柔性控制技術，幫助客戶實現減碳目標，邁向零碳未來。1機遇-光儲直柔與電力交互31.1發(fā)展光儲直柔的必要性與價值41.2光儲直柔的戰(zhàn)略發(fā)展目標52探索-光儲直柔發(fā)展中面臨的挑戰(zhàn)102.1光儲直柔的市場及商業(yè)價值112.2分布式電能并網帶來的諧波112.3缺乏光儲直柔的整體技術標準體系122.4缺乏對柔性負載的全生命周期的整體控制133路徑-助力實現高效用能與清潔低碳143.1系統(tǒng)可行性規(guī)劃-MGDT為光儲直柔規(guī)劃投資中規(guī)避風險153.2系統(tǒng)預測調優(yōu)控制–EMA應用于光儲直柔微網系統(tǒng)咨詢顧問173.3建筑設備管理系統(tǒng)(BMS)–協(xié)同構建柔性負載223.4配電系統(tǒng)設計–ETAP諧波計算優(yōu)化系統(tǒng)電能質量253.5光儲直柔系統(tǒng)–DCSystems解決方案273.6直流母線配電系統(tǒng)324實踐-SEMW光儲直柔微電網示范基地34結語37關于作者38致謝39Lifelsn施耐德電氣開啟新型建筑電氣系統(tǒng)新篇章與施耐德電氣結緣已有二十余年，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和標準的引領近年來，在全球經濟高速發(fā)展的同時，氣候問題日益突出，全球溫升嚴重，我國也越來越多的出現北方洪澇、南方少雨高溫持續(xù)等異常極端氣候現象，降低碳排放有利于全球溫升速度的控制，經濟低碳化是需要全世界各國協(xié)同才能實現目標。我國在2021年向全世界莊重承諾“3060”雙碳目標，為了實現雙碳目標，我國能源結構將發(fā)生根本性改變，從現在的化石能源占主導地位轉為到碳達峰末期非化石能源將占主導地位，其中，風光為主的新能源比例將大幅度提高，建筑用能進入電氣化階段。為了適應能源結構的改變，更好的接納新能源，建設新型電力系統(tǒng)，將是電力行業(yè)未來5-10年的重要任務；在建筑等用能側建設的適應新能源接入和消納的新型建筑電氣系統(tǒng)是新型電力系統(tǒng)的不可缺少的組成部分。光儲直柔技術最早由江億院士提出，其精準概括了新型建筑電氣系統(tǒng)的四個基本要素。新型建筑電氣系統(tǒng)需要給風光等新能源發(fā)電系統(tǒng)、分布式儲能系統(tǒng)、充電樁、柔性用電設備等提供接口，這些接口基本是力系統(tǒng)中將存在直流供用電環(huán)節(jié)；新型建筑電氣系統(tǒng)需要盡可能的實現新能源的就地消納和與電網的友好互動，所以，新型建筑電氣系統(tǒng)需要配置合適的建筑園區(qū)能源調度管理系統(tǒng)和柔性用電設備運行優(yōu)化管理系統(tǒng)；由于變換器等電力電子元器件對過電壓等故障敏感，容易誤動作，為了實現建筑園區(qū)內部電網的穩(wěn)定可靠安全運行，新型建筑電氣系統(tǒng)的繼電保護需要重新研究和確定，考慮設置微網運行控制系統(tǒng)將是有必要的；新型建筑電氣系統(tǒng)的電能質量也是值得我們關注的問題，如光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率因數、LED照明和變頻設備等柔性負荷帶來的諧波超標造成中性線過載和變壓器過熱噪聲大、直流系統(tǒng)的紋波等問題，都越來越多的被行業(yè)內提及。目前，國內已有一些企業(yè)給新型建筑電氣系統(tǒng)提供系統(tǒng)技術解決方案，通常稱為光儲直柔技術方案，但由于這一技術是近幾年剛開始興起，目前研發(fā)的主要企業(yè)對建筑電氣系統(tǒng)特點了解不夠，所提供的技術方案未能完全適應新型建筑電氣系統(tǒng)，妥善解決問題。施耐德電氣在經過詳細調研和長期研發(fā)積累后，提出了整套的光儲直柔技術方案，方案闡述了光儲直柔的必要性與價值，探索了光儲直柔發(fā)展中面臨的挑戰(zhàn)，研究了光儲直柔系統(tǒng)設計與控制方案，采用基于人工智能技術的預測調優(yōu)控制技術，提供系統(tǒng)可行性規(guī)劃工具、抑制諧波的ETAP輔助計算工具、基于CurrentOS的DCSystems直流系統(tǒng)解決方案、直流母線配電系統(tǒng)網建設到長期能源運營全生命期服務解決方案，該方案可以較妥善的解決目前實踐經驗下已知的新型建筑電氣系統(tǒng)的諸多主要問題。最后，本書以施耐德電氣武漢工廠為實例展示了施耐德電氣光儲直柔技術方案，相信可為讀者提供光儲直柔示范案例。莫理莉華南理工大學建筑設計研究院有限公司-建筑設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2—光儲直柔與電力交互屋頂光伏儲充電樁柔直光直流設備屋頂光伏儲充電樁柔直光直流設備1.1發(fā)展光儲直柔的必要性與價值1.1.1政策支持2021年10月24日，中共中央、國務院發(fā)布的《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》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用；2021年10月26日，國務院印發(fā)《2030年前碳達峰行動方案》提出：要加快優(yōu)化建筑用能結構，提高建筑終端電氣化水平，建設集光伏發(fā)電、儲能、直流配電、柔性用電于一體的“光儲直柔”建筑。到2025年，城鎮(zhèn)建筑可再生能源替代率達到8%，新建公共機構建筑、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。2021年12月31日，工信部等五部門聯(lián)合發(fā)布《智能光伏產業(yè)》創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2021-2025年)》提出：發(fā)展智能光伏建筑，在有條件的城鎮(zhèn)和農村地區(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、建筑電力需求響應等新技術為載體區(qū)域級光伏分布式應用示范；提高建筑智能光伏應用水平，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”建筑建設示范，進一步細化了“光儲直柔”建筑發(fā)展的技術路徑。2022年3月1日，住房和城鄉(xiāng)建設部《“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；建設以“光儲直柔”為特征的新型建筑電力系統(tǒng)，發(fā)展柔性用電建筑；在滿足用戶用電需求的前提下，打包可調、可控用電負荷，形成區(qū)域建筑虛擬電廠，整體參與電力需求響應及電力市場化交易，提高建筑用電效率，降低用電成本。國家各部委出臺的相關政策對發(fā)展建筑“光儲直柔”系統(tǒng)、建筑側需求響應、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”建筑的推廣應用提供了重要支撐，也對合理構建“光儲直柔”系統(tǒng)、開發(fā)系統(tǒng)關鍵設備、開展工程應用等提出了具體要求[1]。中國是世界上最大的能源消費國之一，但能源供應依賴程度較高，尤其對化石能源的依賴較大。發(fā)展光儲直柔技術可以降低對進口能源的依賴，提高能源供應的安全性，同時推動能源結構向可再生能源轉型，實現能源的可持續(xù)發(fā)展。光儲直柔技術可以提高能源轉換效率和利用率，降低能源浪費。光伏發(fā)電可以在陽光充足的時候大量發(fā)電，儲能技術可以將多余的電能儲存，柔性電網技術可以根據需求進行能量調配，減少能源浪費。這有助于減少溫室氣體排放，應對氣候變化問題。光儲直柔技術可以提高電網的穩(wěn)定性和抗干擾能力。儲能技術可以平衡電網負荷波動，解決因光伏發(fā)電的間歇性帶來的電網不穩(wěn)定問題，從而保障能源供應的穩(wěn)定性。1.1.3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村實現能源生產，滿足不同地區(qū)的能源需求。技術創(chuàng)新和產業(yè)升級：光儲直柔技術的發(fā)展需要涉及光伏發(fā)電、儲能和智能電網等多個領域的技術創(chuàng)新。中國政府大力支持清潔能源技術研發(fā)和產業(yè)升級，為光儲直柔技術的發(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市場化運作。光儲直柔技術的發(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。國際合作與影響力：中國在清潔能源領域的發(fā)展已經獲得國際認可，發(fā)展光儲直柔技術可以增強中國在國際能源領域的影響力，促進國際合作，共同應對全球能源和環(huán)境挑戰(zhàn)。綜上所述，光儲直柔技術在中國的發(fā)展具有明顯的必要性，其對于推動能源轉型、提升能源供應的安全性和穩(wěn)定性，減少能源浪費和排放有著關鍵作用；同時光儲直柔技術也具備巨大的發(fā)展?jié)摿?，是中國清潔能源領域的重要支柱之一。1.2光儲直柔的戰(zhàn)略發(fā)展目標“光儲直柔”（photovoltaics,energystorage,directcurrentandflexibility,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建適應碳中和目標需求的新型建筑配電系儲能系統(tǒng)屋頂光伏—直流建筑利用建筑表面敷設光伏板、充分利用建筑作為光伏等可再生能源的生產者是實現建筑低碳發(fā)展的重要途徑；儲能是實現建筑能量蓄存、調節(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?？康碾妱榆嚨榷伎梢宰鳛橛行У膬δ苜Y源；直流化是實現建筑內光伏高效利用、高效機電設備產品利用的重要途徑，系統(tǒng)內設備通過DC/DC（直流）變換器連接到直流母線，在建筑內打造出直流配電系統(tǒng)；“光儲直柔”建筑的最終目標是實現建筑整體柔性用能，使得建筑從傳統(tǒng)能源系統(tǒng)中僅是負載轉變?yōu)槲磥碚麄€能源系統(tǒng)中具有可再生能源生產、自身用能、能量調蓄功能“三位一體”的復合體，也是建筑面向未來低碳能源系統(tǒng)構建要求應當發(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)展分布式光伏的空間資源。2018年建筑面積超過600億m2，屋頂面積超過100億m2，估計可安裝超過800GW的屋頂光伏，年發(fā)電量超8000億kWh。因此，把太陽能的利用納入建筑的總體設計，把太陽能設施作為建筑的一部分，把建筑、技術和美學融為一體，是未來建筑和能源系統(tǒng)的融合發(fā)展趨勢。光伏組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升了6%，2018年已有超20%效率的產品實現商業(yè)化；同期光伏組件價格降低了94%，2018年已不到2元/Wp。而且與光伏電站相比，建筑光伏通過與建筑設計、施工同時進行，又或安裝在已有建筑屋面上，可以節(jié)省土地租賃等一系列建設維護費用，比集中式光伏電站更具經濟優(yōu)勢。在新材料方面，碲化鎘、銅銦鎵硒等新型光伏電池技術在國內外也正處于快速發(fā)展階段，未來光伏的轉換效率和經濟性有望進一步突破?？紤]到低碳發(fā)展機遇和技術拐點的即將到來，未來光伏將會越來越多地應用在建筑中，并且成為建筑的重要組成部分。光伏建筑兼具綠色、經濟、節(jié)能、時尚等優(yōu)勢[3]。9000800070006000500040003000200010000分布式能源裝機配圖201620172018201920202021202270%60%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)數據來源：能源局1.2.2“儲”在未來的電力系統(tǒng)中，儲能是不可或缺的組維護要求低等優(yōu)點，是電力系統(tǒng)的靈活性資源和備用電源。截至2018年，我國已投運的電化學儲能項目規(guī)模達107萬kWh。有研究預測我國2050年的電化學儲能容量有望達到3.2億kWh。電力系統(tǒng)的儲能需求不只來自于電源側和電網側，負荷側同樣需要儲能。而在建筑中應用的儲能屬于表后儲能（behind-the-meterenergystorage是指在用戶所在場地建設，接入用戶內部配電網，以用戶內部配電網系統(tǒng)平衡調節(jié)為特征，通過物理儲能、電化學電池或電磁能量存儲介質進行可循環(huán)電能存儲、轉換及釋放的設備系統(tǒng)。隨著分布式光伏和電動汽車與建筑配用電系統(tǒng)的融合發(fā)展，儲能有利于提高建筑配用電系統(tǒng)的可靠性，同時允許建筑以虛擬電廠的角色參與電力系統(tǒng)的輔助服務。未來儲能電池技術呈現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側儲能的快速發(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低于0.7元/kWh。目前很多城市的電力峰谷差已經高于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。經濟性會成為建筑儲能市場化發(fā)展的建筑儲能技術目前還處于初期發(fā)展階段，真正將儲能配置在建筑內部的項目還比較少。從電動汽車和電網儲能借鑒來的電池設計和管理技術也需要與建筑場景的特殊需求相結合，例如更多考慮建筑電池的熱安全問題。鋰離子電池對溫度非常敏感，其最佳工作溫度范圍為20～40℃,在該范圍內電池的工作性能較好，安全性能良好，可使用循環(huán)次數也相對較高。北京市頒布的《用戶側儲能系統(tǒng)與建筑負荷特性匹配防止過熱事故發(fā)生都是儲能電池應用于建筑場景所必須解決的關鍵問題[4]。建筑本體冷熱電力電器水蓄冷蓄電池電動車掃地機蓄電池電動車掃地機帶蓄電設備圍護結構蓄熱水罐相變材料建筑中可供利用的蓄能資源數據來源：建筑光儲直柔技術與工程案例儲能的靈活性調節(jié)儲能的靈活性調節(jié)1.2.3“直”隨著建筑中電源和負載的直流化程度越來越高，未來直流配電的應用場景將更為廣泛。電源側的電機設備也更多考慮變頻的需求，此外還有各式各樣的數字設備，都是直流負載。建筑內部改用直流配用電網，可以取消直流設備與配電網之間的交直變換環(huán)節(jié)，同時放開配用電系統(tǒng)對電壓和頻率的限制，從而展現出能效提升、可靠性提高、變換器成本降低、設備并離網和電力平衡控制更加簡單等諸多優(yōu)勢。在建筑入口處設有AC/DC整流器，其將外電網的交流電整流為直流電為建筑供電，或者在建筑電力富余時將直流電逆變?yōu)榻涣麟妼ν怆娋W供電。而建筑內部通過直流電配電網與所有電源和電器隨著直流建筑研究和示范項目的積累，相關國際標準組織也已開展直流系統(tǒng)的標準化工作。例如國際電工委員會（IEC）于2009年正式啟動了低壓直流相關標準化工作，先后成立了低壓直流配電系統(tǒng)戰(zhàn)略組（IEC/SMB/SG4）、低壓直流配電系統(tǒng)評估組（IEC/SEG4并于2017年成立術委員會，旨在搭建直流電力系統(tǒng)技術領域的國際信息互通平臺，推動直流電力系統(tǒng)技術領域的快速健康發(fā)展，促進直流電力系統(tǒng)技術以及產業(yè)的支撐配套。未來隨著“光”和“儲”在建筑中的應用，低壓直流配電技術將在建筑中得到持續(xù)關注和研究；同時隨著標準的建立和更多家電設備企業(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》中預測直流配用電技術將拉動每年7000億元的市場規(guī)模[5]。1.2.4“柔”建筑設備往往具有可中斷、可調節(jié)的特性。例如空調和供熱系統(tǒng)可以利用建筑圍護結構的蓄熱特性和人對溫度波動的適應性來進行短期負荷功率調節(jié)，為電力系統(tǒng)提供一定程度的靈活性；洗衣機、洗碗機等也都具有延時啟動、錯峰工作的功能。尋找建筑用戶體驗和電網靈活性需求二者之間的平衡，建筑設備的可調節(jié)性也能夠為電力系統(tǒng)所用，成為一種潛在的靈活性資源。事實上，建筑設備的靈活性已經受到國內外學者的廣泛關注，例如IEAEBC的Annex67項目就圍繞建筑柔性用能開展了一系列研究，包括用戶調節(jié)意愿調研、控制策略優(yōu)化、設備調節(jié)效益分析、可調節(jié)程度評價等。然而，由于缺乏有效的激勵機制，目前的需求響應技術還主要停留在理論研究和模擬仿真階段，實際工程應用較少。未來電力市場化改革的深入推進可能會調動起建筑設備柔性調節(jié)的積極性，一方面用戶參與電力市場交易的門檻會越來越低，參與其中的建筑用戶會越來越多；另一方面電網輔助服務市場、電力容量市場逐步開放，建筑設備柔性調節(jié)的收益更加多樣[6]。數據來源：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,20注[6]直流建筑發(fā)展路線圖2020-2030(Ⅰ)[J].建筑節(jié)—光儲直柔發(fā)展中面臨的挑戰(zhàn)2.1光儲直柔的市場及商業(yè)價值新型電力系統(tǒng)架構下，從包含分布式電源的復雜供電系統(tǒng)及其關鍵設備的能量效率、建設成本、及系統(tǒng)用電安全和電能質量等眾多角度，同時對實際工程的“投資-收益”分析的指標、方法和相關工具上都亟待更多的數據支撐及系統(tǒng)性的閉環(huán)分析。此外，“光儲直柔”系統(tǒng)技術上已經形成一定的成熟度，但整體上還處于試點、起步階段，在光伏與建筑設計融合度、電化學儲能安全隱患、柔性用電技術成熟度等方面仍然存在局限性，距離達到大規(guī)模推廣應用的技術條件還有一定的差距?！肮鈨χ比帷辈荒堋芭芷?，如果只有“光儲直”，沒有柔性控制，那么儲能利用效率就不會太高，整個項目的性價比也會大打折扣。與此同時，隨著電力市場化改革的深入，電力中長期市場、電力現貨市場、輔助服務市場等等越發(fā)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格與上網的價格、儲能系統(tǒng)運營的價格和柔性負荷參與市場的收益價格，使得整體的能源價格體系復雜度急劇提升，這不僅對原有簡單配網體系下的能源價格管理方式提出了巨大挑戰(zhàn)，對于光儲直柔系統(tǒng)的柔性互動綜合經濟性也同樣如此。第三，當逐漸增加的新能源滲透率對配網運行提出挑戰(zhàn)的同時，電網運行和電力市場也提出了與市場參與、需求響應等的網荷互通需求，而且即使是在配網內部，不同源荷之前的變動對于配網運行策略也提出了不同的調整，如何進行自身需量的管理，如何應對不同系統(tǒng)間的調整對自身整體配網運行的影響等挑戰(zhàn)。綜合以上來看，一個先進的柔性控制技術必備成熟完善的系統(tǒng)可行性規(guī)劃和基于人工智能技術的預測調優(yōu)控制技術[7]。2.2分布式電能并網帶來的諧波太陽能光伏電池、燃料電池等分布式能源，其輸出電壓是直流電，當前仍然有大量的分布式能源通過逆變器等電力電子設備將直流電轉換為交流電并入配電系統(tǒng)。這些變流器是通過電力電子器件的頻繁開通與關斷來實現電力變換功能，其輸入輸出關系具有明顯的非線性特征，產生一系列的諧波分量，對交流側的電能質量帶來較大影響。開關頻率附近的諧波分量幅度較大，也是優(yōu)先需要重視的諧波分量。除分布式能源以外，負載側的變頻器、電動車充電器、照明驅動器等器件的安裝均呈增加趨勢，此類負載均需要作為諧波源在交流微網的系統(tǒng)規(guī)劃時考慮完善。而在光儲直柔的接入系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)內大量光伏、儲能、電力電子負載均在直流側匯集，在其交流出口的諧波狀況應優(yōu)于全部交流接入的微網系統(tǒng)。但考慮到當前的直流負載體量有限，仍然有部分光伏、儲能在交流層面接入，整體系統(tǒng)的電能質量仍需著重考慮。從上游的交流系統(tǒng)角度看，光儲直柔仍然作為一個可控電力電子負載存?線路損耗增加及供電質量變壞。大量諧波注入電網，使電網的電壓電流波形發(fā)生畸變，供電質量?對電氣設備產生不良的影響。增加了變壓器的銅耗及鐵耗，銅耗與鐵耗與電流頻率的平方成正諧波降低系統(tǒng)電能的波形質量，威脅系統(tǒng)和用電設備的安全穩(wěn)定的運行。為了保證電力系統(tǒng)的電能質量，要對分布式發(fā)電及電力電子負載合并產生的諧波進行抑制。一旦注入電網的諧波超出GB14549中所要求的限值，需要設計相應的諧波抑制措施。2.3缺乏光儲直柔的整體技術標準體系“光儲直柔”技術作為面向民用建筑，尤其是公共建筑的新技術，規(guī)?；耐茝V和應用必須依靠進而有效和規(guī)范地指導“光儲直柔”項目全環(huán)節(jié)的實施。此外，“光儲直柔”技術對其他行業(yè)的新型電力系統(tǒng)發(fā)展也有一定的影響。目前，國內外已經編制和發(fā)布了一系列與“光儲直柔”系統(tǒng)相關的技術標準，能源基金會也組織國內專家梳理了“光儲直柔”技術標準體系。但是，從實用化和指導性的角度來看，現階段的技術標準還存在不少問題。現有的標準無法覆蓋“光儲直柔”系統(tǒng)應用全環(huán)節(jié)的實施需求，更缺乏系統(tǒng)典型設計、安裝調試、維護要求等與工程實施相關的標準等[8]。2.4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%。其中，暖通空調系統(tǒng)（HVAC）能耗占比大于45%，在醫(yī)院、酒店、商業(yè)建筑等不同種類建筑中，暖通空調系統(tǒng)部分能耗占比甚至更高。作為建筑用能柔性的重要組成部分，暖通空調負載的管理及其柔性體現需要更高的全局視角。建筑空調能耗高的關鍵在于缺少對空調全系統(tǒng)生命周期的整體把握，目前主要體現在三個方面的問題：一是規(guī)劃執(zhí)行割裂，各個環(huán)節(jié)的廠商不同，單項目各自管理，不僅溝通成本高，而且結果與預期差距很大；二是樓控系統(tǒng)失準，數據失真、缺損，缺乏分項計量，能耗不明，表計安裝位置欠考量；三是雖然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，產生大量無效或無法執(zhí)行的建議。用戶從傳統(tǒng)的能源消費者向生產者、交易參與者、聚合者的多元角色轉型，用戶將面臨如何最大化的利用自身建設的新能源發(fā)電資源-光，如何調節(jié)和使用自身的可以利用資源-儲和柔，如何應對更加多樣化、隨機性更強的配網體系-直。如何從全局的視角去規(guī)劃和管理優(yōu)化此類微網系統(tǒng)的優(yōu)化運行將成為所有工商業(yè)用電企業(yè)的挑戰(zhàn)。路徑—助力實現高效用能與清潔低碳3.1系統(tǒng)可行性規(guī)劃-MGDT為光儲直柔規(guī)劃投資規(guī)避風險施耐德電氣的MGDT(MicroGridDesignTool)可提供清晰的光儲微網系統(tǒng)投資的成本和收益報告。施耐德電氣作為能源管理領域全球頭部企業(yè)，已成功設計、建造和維護了800多個先進的微電網控制項目。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：a)能源設施的運營需求。b)與電網互聯(lián)的關鍵調控技術。c)與市場協(xié)同相關的激勵措施。d)公司的財務目標和約束。e)現有能源設施有效利用率分析。f)關鍵性負荷分類。電網費率分析負荷能耗分析合理建議分布式儲能策略規(guī)劃交直流配電系統(tǒng)仿真MDGT微電網規(guī)劃工具助力高效、準確地設計相應光伏、儲能的額定容量及系統(tǒng)投資回報率，適配業(yè)務需求。從系統(tǒng)規(guī)劃的層面來說（包含系統(tǒng)裝機容量的制定、光伏的產出曲線及負荷曲線等等光儲直柔與交流微網的規(guī)劃是類同的。光儲直柔系統(tǒng)相關的分布式光伏、儲能、交直流轉換系統(tǒng)、充電樁、柔性負荷等基礎設施將會是長期投資，需要對前期成本投入以及可以達成的能源服務目標做出良好的綜合判斷。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、機組設計容量配置光伏、發(fā)電機組及電池的類型/容量/成本/補貼輸出光伏、機組設計容量微電網性能及經濟性分析多能互補的能流模式在面對越發(fā)復雜分布式系統(tǒng)的規(guī)劃建設場景，利用MGDT微網規(guī)劃工具在設計階段依據項目的自然資源條件、負荷分布條件、電力系統(tǒng)結構、土地建筑條件、各種能源的價格體系與電網接入方式等關鍵信息最優(yōu)化的生成整體微網各類關鍵要素的設計容量和運行模式等?？梢詫崿F在項目規(guī)劃設計階段對投運后實際運營期間的經濟性和回報率等有個前期的認知。光伏儲能容量設計設計結果展示 用戶資料收集光伏儲能容量設計設計結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...3.2系統(tǒng)預測調優(yōu)控制–EMA應用于光儲直柔微網系統(tǒng)咨詢顧問在新型配電系統(tǒng)的建設過程中，用戶從傳統(tǒng)的能源消費者向生產者、交易參與者、聚合者的多元角色轉型。光儲直柔系統(tǒng)是典型之一，但并不是唯一。著眼于整個配用電系統(tǒng)，交直流配用電將在長時間內并存（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)、以及再上一層的預測調優(yōu)控制系統(tǒng)（EcoStruxureMicrogridAdvisor）才能實現綜合用戶價值。從用戶的角度來看，我們將聚焦兩個方面–供電安全與經濟用能。電力電力SCADA(交直混合）交流配電變壓器EBOEMA覆蓋整體交流配電系統(tǒng)的預測調優(yōu)控制暖通策略交流配電部分（可包含光儲）直流負荷DC/DC直流負荷DC/DC建筑樓宇控制微網顧問系統(tǒng)交直變換AC/DC直流源DC/DC直流源DC/DC光儲直接柔部分柔性負荷柔性負荷LVDCMV儲儲光光荷能源轉型為用戶帶來更多挑戰(zhàn)：供電安全?波動性、隨機性、間歇性的分布式新能源大量接入對供電系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡能力帶來更多要求，增加了維持電力系統(tǒng)平衡穩(wěn)定的難度；?極端天氣、夏季用電高峰持續(xù)考驗電力供應保障，借助調優(yōu)系統(tǒng)深入發(fā)掘用電側的分布式新能源潛力，有序管理本地發(fā)用電平衡，有利于更好應?新型配電系統(tǒng)（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備，需要關注多種電能質量問題，易造成用電設備過度損耗。通過可靠成熟的電能質量分析優(yōu)化，保障系統(tǒng)關鍵節(jié)有功功率/MW0.2晴天多云天氣晴天多云天氣陰雨天00:0004:0008:0012:0016:0020:0024:00發(fā)用電波動性配圖205SpectrumPrint%MagnitudevsHarmonicOrder0510152025303540455055能源轉型為用戶帶來更多機遇：經濟用能?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個，儲能峰谷套利空間明顯。通過調優(yōu)控制系統(tǒng)智慧儲能控制策略進一步挖掘經濟價值。?增容扛峰需求日益提高：越來越多的充電樁等負荷接入導致用電量增大，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；通過接入調優(yōu)控制系統(tǒng)控制“交直流轉換設備+儲能+柔性負荷+并網設備“，實現動態(tài)增容可有效降低增容成本，縮短增容周期。?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，提升能效水平的同時，參與需求響應、輔助服務獲取補貼或參與市場交易獲利。面向更加靈活多變的電價機制，用戶需要及時可靠的用戶側分布式能源管理解決方案，更好快速應對電力市場的活躍變化。?柔性負荷調節(jié)潛力巨大：調優(yōu)控制系統(tǒng)可進一步聚合挖掘充電樁、儲能系統(tǒng)、樓宇空調等可實時調節(jié)的柔性負荷資源，提高新能源的本地消納率和用電能效。1.401.201.000.800.600.400.200.00內蒙古蒙西甘肅寧夏青海福建︵廈門等︶云南內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2023年4月各地最大峰谷電價差內蒙古蒙西甘肅寧夏青海福建︵廈門等︶云南內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貨市場模式需求上報負荷調整需求上報分布式電源及儲能電力用戶需求側響應電網企業(yè)售電公司需求側上報交易中心現貨價格大幅波動需求用電側用能精細化發(fā)電廠調峰調頻電廠發(fā)電廠施耐德電氣EMA(EcoStruxureMicrogridAdvisor)微網顧問系統(tǒng)，基于人工智能技術的預測調優(yōu)控制技術,從整體配電用能的角度，實現以下具體功能價值：2.供給可靠電能，提高系統(tǒng)彈性3.綠色低碳用電，優(yōu)化碳足跡?儲能與柔性負荷智慧調度實現動態(tài)增容功能用例：?能源經營數據可視化：通過一目了然的數據概覽，了解能源運營的財務收支、能碳指標與實時能源流向情況。?綜能系統(tǒng)實時監(jiān)視與分析預測：通過對歷史數據的分析和積累，對未來一段時間的本地耗電量，發(fā)電量，以及碳排放量進行預測。?微電網系統(tǒng)優(yōu)化調度：基于對未來的預測以及對天氣氣象信息的收集,制定儲能充放策略，實現電費優(yōu)化管理,與智慧樓宇管理,電能管理,智能配電等系統(tǒng)協(xié)同。使用戶電力供需比的達到最優(yōu)，提供經濟可靠的功能。?利用日間光伏消納后剩余電量為儲能充電?快速應對電力市場活躍變化，積極響應電價政策變化與電力市場改革；?基于平臺的需求響應避免了用戶履約程度低、維護人員經驗不足問題。借助柔性負荷或儲能系統(tǒng)減少系統(tǒng)負荷。除此之外，施耐德電氣基于EcoStruxureTM架構體系，通過數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)化整套微網體系核心的建設安裝空間。在該能源控制中心內，我們將微網運營優(yōu)化調度有所依賴的關鍵要素都囊括在內，使客戶能夠直接實現從接制的所有設備集成。3.3建筑設備管理系統(tǒng)(BMS)–協(xié)同構建柔性負載在建筑或園區(qū)中，柔性用能的體現可能會關聯(lián)BMS(BuildingManagementSystem)系統(tǒng)。其中施耐德電氣定義并很好地理解該系統(tǒng)與外部BMS系統(tǒng)的相互作用，以實施為滿足微網EMA要求（前文描述）而必須進行的任何修改，這對真正實現更高的實際用能柔性非常重要。暖通空調系統(tǒng)必須滿足包含公眾建筑物通常的使用標準，并且必須滿足這些標準，獨立于外部系統(tǒng)所建議的優(yōu)化，比如對接待公眾的區(qū)域進行通風的任務。對于建筑HVAC系統(tǒng)來說有如下要點：?正常占用(20/26°C)占用模式的切換是根據每小時的計劃或由內部或外部的邏輯命令完成的。根據暖通空調系統(tǒng)的情況，非占用模式可以與停止模式合并。根據溫度設置，用戶可以通過應用設定點偏移(±3℃)進行溫度測點：通過溫度傳感器控制。?溫度傳感器安裝在每個區(qū)域內以確保正確的調節(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)域分別應用不同的命令的能力，使用同一套HVAC系統(tǒng)管理幾個區(qū)域，如一棟樓的幾個樓層。不同的占用日歷可以專門與每個區(qū)相關聯(lián)。每個EMA指令都有如下格式，如果有ANSL模式溫差設定點區(qū)域_1(偏移_開始;偏移_結束;ANLS轉換模式)區(qū)域_x(偏移_計時開始;偏移_計時結束;ANLS轉換模式)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HVAC系統(tǒng)在微電網中的協(xié)同管理時，則需要遵循以下原則與設置：電費管理和最佳啟動/停止原則暖通空調管理模塊的輸出則是：?電價管理和未來24小時的最佳啟動/停止指令?未來24小時的室內溫度預測?未來24小時的耗電量預測暖通空調使用模式在調試期過后，暖通空調管理模塊可以在不同的模式下使用。?供暖模式：在寒冷天氣期間設置，舒適管理的臨界溫度是室內最冷臨界溫度?制冷模式：在溫暖天氣期間設置，舒適管理的臨界溫度是室內最熱臨界溫度?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鍵溫度?無人模式或關閉：建筑物內沒有住戶，室內臨界溫度特定，稱為無人模式最佳的啟動/停止優(yōu)化微網EMA根據不同區(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系統(tǒng)，同時觀察用戶到來時室內溫度是否高于“優(yōu)化啟動設定的不舒適溫度”。?然后盡可能早地停止HVAC系統(tǒng)，同時觀察室內溫度是否高于“優(yōu)化停止設定的不適溫度”或“優(yōu)化停止設定的偏差溫度”，直到用戶離開建筑物。電價管理優(yōu)化微網EMA隨時計算一個溫差設定點，該設定點應該應覆蓋建筑管理系統(tǒng)的默認設定點，以考慮?在價格高峰期之前積累能量（冬季供暖或夏季制冷在價格高峰期之前，發(fā)送一個蓄積命令。?在價格高峰期盡量減少能源：向BMS發(fā)送"節(jié)能"命令。?在非高峰期和正常電費期間，向BMS發(fā)送舒適指令。所有優(yōu)化均在以下約束條件下進行：?在每個峰值價格結束前，確保室內不會達到臨界溫度。?保證在高峰價格期間，室內漂移溫度高于臨界偏差。3.4配電系統(tǒng)設計–ETAP諧波計算優(yōu)化系統(tǒng)電能質量如上文所述，在新型配電系統(tǒng)中，除分布式能源以外，負載側的變頻器、電動車充電器、照明驅動器等器件的安裝均呈增加趨勢，此類負載均需要作為諧波源在交流微網的系統(tǒng)規(guī)劃時考慮完善。而在光儲直柔的接入系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)內大量光伏、儲能、電力電子負載均在直流側匯集，在其交流出口的諧波狀況應優(yōu)于全部交流接入的微網系統(tǒng)。但考慮到當前的直流負載體量有限，仍然有部分光伏、儲能在交流層面接入，整體系統(tǒng)的電能質量仍需著重考慮。從上游的交流系統(tǒng)角度看，光儲直柔仍然作為一個可控電力電子負載存在。以下demo案例中，利用ETAP諧波分析簡述了交流微網與交直流混合型微網中諧波影響程度的不同。此模型中諧波源包含在交流微網中常見的光伏逆變器、充電樁、照明驅動器及變頻器。通過整流、逆變等環(huán)節(jié)，在低壓配電母線380V系統(tǒng)注入諧波，以評估在低壓配電側的總諧波畸變率。模型中各類PrintSpectrumPrint%MagnitudevsHarmonicOrder2050510152025303540455055PrintWaceFromPrint%MagnitudevsCycle1005000.20.40.60.81-50-100如下第二幅圖中的諧波源由于光儲直柔系統(tǒng)的接入，大部分光伏、充電樁、照明、變頻負載諧波源由光儲直柔的接入變換器替代。結果顯示有利于系統(tǒng)諧波的降低。但在實際項目當中，其余的交流逆變器及驅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，需要實施相應的諧波抑制措施。諧波抑制主要為兩方面：一是抑制諧波電流發(fā)生量（減少分布式電源諧波輸出二是諧波源附近將諧波電流就近吸收或抵消（加也可設置有源濾波器APF（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軟件，可以合理設計由于大量電力電子設備涌現的交直流耦合系統(tǒng)電能質量治理，做3.5光儲直柔系統(tǒng)–DCSystems解決方案3.5.1關于CurrentOS協(xié)議施耐德電氣的DCSystems提供了一套基于CurrentOS的直流微網系統(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，充分結合直流電與電力電子的特點，構建更為簡單、安全且經濟的直流微電網：?CurrentOS協(xié)議化解針對直流配電的常見質疑，并充分利用直流電的固有特性，保證人員與資產的高度安全。?CurrentOS協(xié)議定義了能源管理規(guī)則，以使微電網便于控制。該協(xié)議也支持微電網的尋利行為，充分利用可用電氣資源，并按照優(yōu)先級驅動負載。?CurrentOS為電氣系統(tǒng)進行軟件交互定義了通信模型。盡管如此，CurrentOS微電網的固有結構足以靈活應對各種通信損失與網絡攻擊。借助CurrentOS協(xié)議可以實現更高的安全水平，其中包含下列內容：?CurrentOS定義了不同等級的電氣保護區(qū)域，以促進運維人員理解系統(tǒng)、清晰風險等級、熟悉操作注意事項。?該協(xié)議規(guī)定了電路連接、預充電和斷開連接時的電流特性，以便實現黑啟動且避免系統(tǒng)誤跳。?該協(xié)議定義了檢測短路故障、接地漏電故障、串聯(lián)電弧故障的脫扣準則，并保障雙向選擇性。?該協(xié)議定義了安全線功能，該功能用于在維護時對微電網部分進行安全斷電。?CurrentOS協(xié)議定義了針對所有連接設備的電磁兼容性要求。直流微網能源管理在電路層級進行分布，以實現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以及電壓相關的優(yōu)先級服務，可以通過開關閾值或線性調整電路的功耗/供電來實現。?該協(xié)議規(guī)定了如何校準設備，如何補償線路損耗及線路電壓降落。?該協(xié)議闡釋了如何在初始設置外影響負載與電源特性。3.5.2安全第一！直流電通常會讓人們感到畏懼。運營交直流混合配電/直流應用的電工人員往往會在最危險的部件上面對直流：電池室、太陽能電池板陣列。在這些區(qū)域中持續(xù)存在電壓，且很難斷電（因為電池帶有負載，或者太陽光照射且很難阻斷短路故障。當直流配電系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的機電斷路器或熔斷器進行?難以分斷短路電流?在斷開連接或位于母線時產生電弧，導致嚴重后果。?難以保障選擇性。電源與負載電容可能會導致所有保護同時失效。?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。換而言之，由于短路電流特性與機電技術的限制，直流易產生諸多問題，所以只能選擇交流。這也是直流配用電直到最近才開始興起的原因。而固體技術、超低故障能量及快速分斷是應對新型電力系統(tǒng)發(fā)展，并支持新一代架構優(yōu)化的有效解決辦法。根據安全類型、電壓水平和段內最大電流，闡明直流電的風險并定義電氣保護區(qū)域對于習慣了交流配電的設計運維人員來說至關重要。3.5.3保護區(qū)域劃分電氣裝置的風險通常決定于其安全類型、電壓水平和段內最大電流。直流微網裝置可能具有特定的風險。根據電池儲能與裝置在某一點的供電情況，可以對危險和非危險裝置部件進行分類。對直流微注：在鐵路牽引中，直流電已在長線網絡中應用了幾十年。但是這些網絡具有較大的電感，可以限制故障電流。這些應用中使用的斷路器通常具有很大的滅弧室。通常比通用斷路器（比如施耐德電氣的CompacT或MasterpacT系列）大很多。區(qū)域0-無保護源在這個區(qū)域，存在著具有高功率的自主電源。這個區(qū)域包括電池（多組電池或大容量電池）、公共電網和大型光伏裝置。可能存在極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在這個區(qū)域，來自區(qū)域0的電源若發(fā)生故障，下級的保護器件被動進行?？赡艽嬖跇O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“產消者”（發(fā)電機、用電設備或二者的組合）。極低過電流無短路功率可能有多個電源雙向電力流動區(qū)域4-單一電子源這個區(qū)域中只有用電設備。無明顯過電流不支持多電源，單向電力流動3.5.4工作電壓與限值傳統(tǒng)配電體系中，電壓通過標稱值和公差來定義。而在DCSystems的直流微網中，標稱電壓值只是一個標簽。關鍵值是適用于系統(tǒng)不同運行狀態(tài)的電壓區(qū)間限值。在這些限值范圍內，電壓對于所有電路來說都是一個有意義的信號，用于告知系統(tǒng)內的電力可用性，使其可以做出相應的響應。例如，所謂350V“標稱”系統(tǒng)實際上在320VDC至380VDC之間屬于正常運行范圍。而250VDC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解決方案的核心原則是通過電壓水平來觸發(fā)負載與電源的運行模式。因此，不需要通信系統(tǒng)和中央控制來保持其應用的穩(wěn)定性。3.5.5電壓信號驅動電網平衡通常，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”。電壓水平將提示空調儲能等）。較高電壓水平甚至可以觸發(fā)制氫設備運行。?負載按照相互的優(yōu)先級匹配降功率或被停用?儲熱設備降功率或停用?儲電設備向電力負載供電>對于小型簡單負載，通常采用最簡單的響應類型。這些小負?當負載功率對電網穩(wěn)定性具有重大影響時?當負載可向功耗調整提供更大作用時過每個電路的下垂響應，可以實現更趨于線性的過渡：使負載從全功率使根據每個微電網案例進行調整。樁等負載。儲能設備等雙向功率電路配置一定的電壓死區(qū)，系統(tǒng)在其中將處于非活動狀態(tài)。在此“死區(qū)”之上，用于電池充電或反饋交流系統(tǒng)的功率將交流系統(tǒng)提供的功率將線性增加，直至達到標稱供電功率。>DCSystems的分布式穩(wěn)定性控制?無中央實時控制的自治系統(tǒng)：通過電壓波動傳達微可用性以便根據優(yōu)先級設置來匹配需求和供應。在此穩(wěn)定性之上，集中的調控策略仍然可以實現如前文所述的其他關3.5.6DCSystems直流微網核心產品直流固態(tài)保護器DCSystems直流微網系統(tǒng)中采用的保護裝置稱為固態(tài)保護器。這些設備工作于如前文所定義的區(qū)域2到區(qū)域4當中。由于固態(tài)開關技術的應用，它們可極速分斷故障(<8μs）。并且能夠在短路情況下實現完全選擇性，不受設備額定值的限制，簡化直流系統(tǒng)的保護設計。?基于Current/OS規(guī)則的固態(tài)保護元件?電流等級16A,200A?電壓等級700Vdc,350Vdc?快速關斷:8μs?RCD剩余電流保護當前該設備具有16A和200A版本，適用于700V和350VDC微網系統(tǒng)。固態(tài)斷路器的優(yōu)勢如下：?固態(tài)技術可實現更加簡單、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?與機電技術不同，在跳閘過程中沒有氣體排放?固態(tài)技術具有原生的計量、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是用于直流微電網的雙向AC/DC變換器。它將電力與電網互動結合，實現負荷供電平衡。?交流和直流的雙向轉換?交流電網和直流電網的電氣隔離（350V或700V）?AC/DC的轉換效率>96%?保障直流電網的穩(wěn)定性?支持并網、離網雙運行模式DCSystems的解決方案有助于減少新型電力系統(tǒng)對電網所需的投資。在高密度地區(qū)和高層建筑區(qū)域，光伏產量只能覆蓋很小一部分電力消耗。但是，如果將微電網結合電池儲能作為本地電氣資源，注：*其他相關產品/附件信息可垂詢當地辦事處可以使電網的電力需求更加穩(wěn)定。此外，電池將在低負荷時段進行充電。這將有助于保持整片地區(qū)（包括附近街區(qū)）的電網正常運行，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。幫助建筑物減少耗能高峰，甚至可以通過微電網為高峰時段供電，最終將會減少全民電費負擔。3.6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交流系統(tǒng)，同等規(guī)格的母線槽，采用直流系統(tǒng)能傳輸更大的功率?，F有交流母線可以通過將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。電流:25~10000Adc電壓:1500Vdc 電流:16~1200Adc電壓:750Vdc 插接箱與交流配電系統(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