南方电网首个集“光储直柔”、数字孪生技术于一体的近零碳示范区

一栋位于深圳闹市的40年老楼

运用了“光储直柔”技术

“爆改”成为近零碳示范区？

让“探电”小姐姐与你一起

揭开这栋老楼“逆袭”的秘密

“光储直柔”是什么？

从字面上一一拆解：“光储直柔”包括光伏发电、高效储能、直流配电和柔性控制技术，是实现建筑光伏高效灵活消纳的重要技术方案。

我们以南方电网深圳福田供电局近零碳示范区试点项目为例展开说说。

近日投运的福田供电局近零碳示范区试点项目，是南方电网公司首个集“光储直柔”、数字孪生技术于一体的近零碳示范区试点项目。通过集建筑“光储直柔”、用电感知与负荷侧柔性调节为一体，以及车网互动、超充、数字孪生、碳排放监测管理等技术应用，成功打造了城市中心区新型电力系统技术的综合示范，每年可节约42万度电，减少二氧化碳排放约189吨，相当于植树1万棵。

光伏自发自用，余电自动储存

福田供电局建设起“光储直柔”新型配电系统，通过复用天台既有的遮阳棚支架搭建光伏，实现绿色用能和直流供电。光伏自发自用，余电自动储存，夜间通过储能系统再对大楼进行供电。光伏与充电桩、直流空调、直流照明等连接起来，提升光伏发电利用率，直接降低建筑碳排放10%。

使用直流电，能效提高5%以上

城市电网传输的都是交流电，而在福田供电局，光伏发电后，直接为大楼核心办公区提供直流电。直流电较交流电而言有降低电力传输损耗的优势，用电能效可以提高5%以上。

随着建筑中电源和负载的直流化程度越来越高，电源侧的分布式光伏、储能电池输出的都是直流电，而用电设备中能与他们“组CP”的队伍也越来越庞大——福田供电局设有375伏和48伏两种电压等级的直流电，前者适用于充电桩、空调等大功率用电，后者则用于照明等小功率用电。

▶ 小科普

电源侧（A）：分布式光伏、储能电池输出的都是直流电

用电侧（B）：充电桩、变频空调、LED灯、水泵等电机设备都是直流负载

改用直流电，电源侧与用电侧的打法变成了简单的从A到B，B到A的直路球，不仅可以取消直流设备与电网之间的交直流变换的复杂环节，还可以拥有能效提升、可靠性提高、变换器成本降低、设备并离网和电力平衡控制更加简单等诸多优势。

建筑和电网“互动”起来

在大楼楼道、天花板各角落内，福田供电局部署了上百个传感器，照明亮度、高效变频多联式空调+新风系统的温度等皆可根据人流量、气温、光照而自动调节。同时，该局运用数字孪生技术，将这些用电设备的情况体现在后台建筑碳排放多元化管理系统，能耗量、碳排量等数据一目了然。通过分楼层、分区域监测楼宇用能情况，可为制定节能管控措施和相关督办工作提供依据。

相较传统绿色建筑，这里的建筑碳排放多元化管理系统对接深圳“双碳大脑”、虚拟电厂，可承接电网指令，“指挥”智能电器设备降低功率，帮助电网精准调节负荷，使建筑和电网“互动”起来，促进可再生能源消纳，同时进一步提升建筑的节能降碳成效。

在深圳打造“超充之城”大背景下，福田供电局还建设双向充电桩、超充桩，开展车网互动技术应用示范，可实现新能源汽车有序、柔性充放电，降低峰时负荷60千瓦。

关键技术取得重大突破

在“光储直柔”领域，南方电网公司取得了重大技术突破：

2022年8月

南方电网公司创新成果“多场景‘光储直柔’供电关键技术、装备与应用”通过中国电力企业联合会组织的成果鉴定，成果整体达到国际领先水平。

该创新成果应用于深圳龙岗未来大厦，该大厦已建成“光储直柔”直流供电系统，涵盖市政、民建、工业等应用场景。此外，该成果促进了国内外首套建筑直流配用电系统规划评估软件的开发，推进了“光储直柔”技术的产业化进程。

2023年10月

在2023年度中国机械工业科学技术奖颁奖仪式中，南方电网公司“多场景大容量‘光储直柔’高品质供电关键技术、系统与应用”项目获科技进步一等奖。

该项目聚焦限制“光储直柔”规模化应用的技术瓶颈，研发出直流用电安全检测装置、多维度系统级规划评估和能量管理系统等四类核心装备、三大核心系统，并实现了规模化应用，带动了相关产业链的发展。

技术应用与未来展望

深圳大梅沙社区

南方电网深圳盐田供电局联合政府打造碳管理和监控功能平台，动态监控各类排放数据，并推动储能等领域的国家重点研发计划项目成果应用于生物圈三号·大梅沙万科中心碳中和实验园区。由深圳供电局新兴业务企业新能院投资建设的光伏发电系统，每年可为该园区提供约90万千瓦时的绿色电能，约占园区电能需求的85%。

深圳北站

南方电网深圳龙华供电局定制差异化节能降碳减排方案，在光伏项目建设、规划设计、运维、并网等方面提供支持，助力该站达到降碳40%的目标。

接下来，深圳供电局将联合政府、建筑行业等，力争聚合深圳200栋以上公共建筑，实现建筑柔性用能，预计调节量达2万千瓦，可有效助力局部电网在尖峰时段减轻“负担”。

放眼广东、广西、云南、贵州、海南等五省区，近年来，南方电网公司打造了近零碳供电所、近零能耗500千伏变电站等标志性成果，计划到2024年底，建成30个左右近零碳示范区试点项目。