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光儲直柔技術是什么？
儲直柔，是在建筑領域應用太陽能光伏、儲能、直流配電和柔性交互四項技術的簡稱?！肮狻笔窃诮ㄖ^(qū)域內(nèi)建設分布式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)；“儲”是在供電系統(tǒng)中配置儲能裝置，用電低谷時將富余電量儲存、用電高峰時釋放電量；“直”是形式簡單、易于控制、傳輸效率高的直流供電系統(tǒng)；“柔”是建筑根據(jù)清潔能源的發(fā)電情況，柔性調(diào)節(jié)建筑用電需求，使建筑用電與清潔能源發(fā)電實現(xiàn)實時匹配。光儲直柔能夠運用柔性用電管理系統(tǒng)，實現(xiàn)建筑用電的自我調(diào)節(jié)和自主優(yōu)化，有利于直接消納風電光電，是發(fā)展零碳能源的重要支柱?！肮鈨χ比帷苯ㄖ臏p碳手段有兩種，其一是建筑儲能系統(tǒng)，可將光伏發(fā)電裝置發(fā)出的多余電量儲備起來，根據(jù)用電需求隨時調(diào)節(jié)電力供給。其二是通過直流電器的使用，形成用電柔性度，更大程度使用光伏綠電，實現(xiàn)建筑用電的自我調(diào)節(jié)和自主優(yōu)化，使建筑成為清潔能源的存儲與調(diào)節(jié)者，有力促進節(jié)能減碳。實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標任重而道遠，建筑領域作為能源消耗的重點領域，是實現(xiàn)“雙碳”目標的重要一環(huán)。建設以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，需要積極開展新型建筑電力系統(tǒng)建設。光儲直柔技術“光儲直柔”是建筑領域面向碳中和重大需求實現(xiàn)技術創(chuàng)新突破的重要途徑，目前已受到各方廣泛關注，并得到國家、各部委等多個層面的政策支持。柔性直流輸電設備，整個辦公區(qū)采用低壓直流配電系統(tǒng)，電壓控制在48V以下，非常安全；打印機、空調(diào)、水壺、咖啡機等，均為中建科技自主研發(fā)或改造的柔性直流輸電設備，與普通設備相比，極大降低能耗，減少碳排放。儲能技術可有效降低新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性，緩解電力系統(tǒng)供需矛盾，確保智能高效電網(wǎng)安全可靠運行。儲能技術種類繁多，根據(jù)不同能量形式及技術原理，主要分為機械儲能、電化學儲能和電磁儲能三大類，其技術特性如表2所示。總體上，機械儲能較易于大規(guī)模推廣，但效率較低；電化學儲能效率較高，但大規(guī)模應用仍需解決其使用壽命短等問題；電磁儲能效率高，但成本較高，目前占比較低。
不同類型的儲能技術（光儲直柔技術）原理不同，不同應用場景對儲能技術的需求各異。超級電容器儲能適合于需要提供短時較大脈沖功率的場合，而抽水儲能、壓縮空氣儲能和電化學儲能適合于系統(tǒng)調(diào)峰、大型應急電源、可再生能源并入等大規(guī)模、大容量的應用場合。此外，不同應用場景應根據(jù)其具體指標要求、儲能特性和應用目的來進行儲能容量的配置。直流系統(tǒng)由于其形式簡單、易于控制、傳輸效率高等特點，在航空、通信、船舶等領域廣泛應用。但過去技術上的限制，使得直流變壓困難、傳輸距離有限，所以目前低壓配電系統(tǒng)多采用交流形式。隨著直流技術、直流斷路器、電力電氣器件的不斷改進和完善，直流系統(tǒng)得到進一步發(fā)展，不僅克服了以往不足，而且還能很好地解決某些交流系統(tǒng)中存在的問題。在當前發(fā)電端和用電端悄然變化的背景下，交流系統(tǒng)與直流系統(tǒng)的應用特點如圖1所示。柔性用電技術是指能夠主動改變從市政電網(wǎng)取電功率的能力，使用電端由剛性負載轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝载撦d。一方面，電器設備根據(jù)直流母線電壓的波動動態(tài)調(diào)整輸出功率，即在電器設備感知到外界電力供應處于峰值時，在滿足舒適條件的前提下，設備自動降低功率運行；另一方面，通過光伏、儲能、負荷的動態(tài)匹配，實現(xiàn)與電網(wǎng)的友好“說話”。發(fā)展柔性用電技術對解決當下電力負荷峰值突出以及未來與高比例可再生能源發(fā)電形態(tài)相匹配等問題具有重要意義。柔性用電技術是光儲直柔技術的最終目的，使用電需求由剛性負荷向柔性負荷過渡，而光伏發(fā)電技術、儲能技術、直流配電技術是實現(xiàn)柔性用電技術的必要條件。目前，光儲直柔技術主要應用于建筑領域，在建筑屋頂、外墻發(fā)展分布式能源和儲能系統(tǒng)?！秶鴦赵宏P于印發(fā)2030年前碳達峰行動方案的通知》明確指出，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、柔性用電為一體的光儲直柔建筑。在能源結構轉(zhuǎn)型的大背景下，建立以新能源為主體的新型電力體系對經(jīng)濟社會的發(fā)展具有重要意義。軌道交通是我國用電大戶之一，大多數(shù)電能被用于軌道交通車輛牽引供電。為實現(xiàn)雙碳目標，軌道交通行業(yè)節(jié)能減排勢在必行。軌道交通建設與光儲直柔技術的有機結合，既符合國家節(jié)能降耗政策，達到節(jié)能減排效果，也滿足降低運營成本的需求。目前光儲直柔技術在軌道交通的應用如下。在軌道交通車輛段、車站、軌道沿線等空閑地段建設分布式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。隨著光伏建筑一體化系統(tǒng)（BIPV）的發(fā)展，越來越多的軌道交通車站開始鋪設大規(guī)模光伏發(fā)電設施。用電范圍從最開始的照明等生活用電逐漸轉(zhuǎn)向鐵路沿線通信信號設備供電。在供電系統(tǒng)中配置儲能裝置，儲存剩余的光伏能量或在光伏發(fā)電不足時補給，一定程度上起到削峰填谷的作用，并能對牽引系統(tǒng)再生制動能量進行回收利用。根據(jù)儲能介質(zhì)和電能釋放方式的不同，儲能裝置分為飛輪儲能、電化學儲能、超導儲能和超級電容儲能等。其中，電化學儲能中的鋰電池能量密度高，近年來發(fā)展迅速，在軌道交通系統(tǒng)中既可回收再生制動能量、穩(wěn)定電壓，同時鋰電池充放電效率、工作溫度及循環(huán)壽命等性能均能滿足接入軌道交通直流供電系統(tǒng)的需求。將光伏發(fā)電的直流電供給軌道交通供電系統(tǒng)，列車通過受流器與接觸網(wǎng)直接接觸獲得電能。光伏發(fā)電系統(tǒng)接入軌道交通供電系統(tǒng)具有交流并網(wǎng)和直流并網(wǎng)2種方式，其中交流并網(wǎng)方式控制策略簡單而成熟，直流并網(wǎng)方式采用控制策略來補償牽引網(wǎng)電壓，減少接觸網(wǎng)損耗，從而達到改善軌道交通牽引供電質(zhì)量和節(jié)能的目的。運用柔性用電管理系統(tǒng)實現(xiàn)軌道交通用電的自我調(diào)節(jié)和自主優(yōu)化，為緩解電力供需矛盾提供有效解決途徑。隨著電力電子變流技術的發(fā)展和軌道交通牽引供電系統(tǒng)潮流控制要求的不斷提高，直流牽引供電系統(tǒng)的潮流控制能力及系統(tǒng)供電安全得到有效提升。光伏發(fā)電通過牽引供電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換升壓后可直接接入直流牽引電源接觸網(wǎng)，消除了無功、負序等電能質(zhì)量問題，提高了電能質(zhì)量。當線路上列車需要牽引功率時，優(yōu)先利用光伏發(fā)電并入功率，以降低雙向變流機組從交流電網(wǎng)吸收的功率；如光伏發(fā)電功率無法充分使用，則可將多余的功率回饋給交流側(cè)。
