【儀表網(wǎng) 企業(yè)動態(tài)】“光儲直柔”是在建筑領域應用光伏發(fā)電、分布式儲能、直流配電和柔性控制系統(tǒng)四項技術的簡稱。這些技術非獨立存在，而是有機融合為一個整體，形成建筑與電網(wǎng)之間的友好互動，實現(xiàn)建筑節(jié)能低碳運轉(zhuǎn)。如今，被視為發(fā)展零碳能源重要支柱的“光儲直柔”建筑正逐漸走進大眾的視野。
2022年底，環(huán)球供電服務中心營業(yè)廳建成投運。這是北京首個“光儲直柔”零碳營業(yè)廳，也是北京城市副中心新型電力系統(tǒng)示范區(qū)12項新型電力系統(tǒng)重點建設項目中首個竣工的示范項目。
北京環(huán)球供電服務中心營業(yè)廳
西門子和合作伙伴馗德科技全程參與營業(yè)廳的建造。這里100%采用綠電，用能效率較傳統(tǒng)營業(yè)廳預計可提高近20%。
一座不尋常的營業(yè)廳
遠眺環(huán)球供電服務中心營業(yè)廳，一排排太陽能光伏板整齊地“躺”在屋頂。這些太陽能光伏板每年可發(fā)電18萬千瓦時，正常天氣下可完全滿足營業(yè)廳的用電需求，相當于減少二氧化碳排放140噸。
光伏發(fā)電后，需要考慮如何最大化利用發(fā)電量，避免電能流失的問題。營業(yè)廳借助儲能裝置實現(xiàn)綠電就地消納，以直流用電場景提高用能效率，以柔性控制系統(tǒng)實現(xiàn)電力系統(tǒng)互聯(lián)互濟。通過“光儲直柔”技術讓光伏發(fā)電裝置所發(fā)電量自發(fā)自用、余電儲存，踐行綠色建筑零碳運行。
“歡迎您來到環(huán)球供電服務中心營業(yè)廳。” 走進這座172平方米的零碳建筑，首先引起人們注意的除了兩名熱情周到的虛擬柜員，還有大廳墻上的信息大屏。通過應用西門子Smart ECX智慧能碳管理平臺，這面大屏清晰展示著建筑應用綠電模式后的用能信息，包括光伏發(fā)電量、儲能系統(tǒng)的充放電狀態(tài)、汽車充電樁運行狀態(tài)、綜合優(yōu)化算法的實時運行情況及優(yōu)化結(jié)果等等。
應用西門子Smart ECX智慧能碳管理平臺
交直流互濟+光儲直柔+柔性策略
馗德科技公司不斷推進自身低碳化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，致力于成為領先的智慧能源管理綜合服務商。作為環(huán)球供電服務中心零碳營業(yè)廳項目(環(huán)球零碳項目)的重要供應商，馗德科技負責新型電氣系統(tǒng)設計、能源運營平臺定制化設計以及方案的落地、安裝與調(diào)試。
“光儲直柔”技術在建筑領域的集成應用實屬前沿探索。
如何將光伏、儲能、汽車充電樁等能源設備納入數(shù)字化管理？
如何在日常運維中實現(xiàn)“光儲充”綜合優(yōu)化、用電需量管理？
如何提高日常能源系統(tǒng)運維監(jiān)管和碳目標管理效率？
馗德科技想要找到答案。2021年底，馗德科技找到了好伙伴西門子，就綜合能源系統(tǒng)運維的頂層設計展開探討。
西門子環(huán)球零碳項目負責人崔宇稱：“萬流歸一，‘光儲直柔’建筑在設計與實施時遇到的諸多問題其實可以歸納為一條，即如何通過一套科學的、系統(tǒng)的綜合能碳管理平臺輕松、高效地實現(xiàn)建筑的零碳運轉(zhuǎn)。西門子在‘雙碳’領域有著深厚的技術積淀和有效的創(chuàng)新實踐，我們有幸與馗德科技一道為北京首個‘光儲直柔’零碳營業(yè)廳的順利投運保駕護航。”
基于自身豐富的能碳管理頂層設計經(jīng)驗和馗德科技的設備層方案，西門子為環(huán)球零碳項目量身定制了集Smart ECX智慧能碳管理平臺、智能微網(wǎng)控制器SICAM A8000和柔性互聯(lián)裝置等軟硬件設備于一體的能碳管理解決方案，搭建起 “交直流互濟+光儲直柔+柔性策略”的品字形架構(gòu)，實現(xiàn)源網(wǎng)側(cè)交直流能源互濟，貫穿到用戶側(cè)“光儲直柔”，再加持西門子柔性控制策略，形成穩(wěn)定可靠、清潔低碳、安全可控、靈活高效的新型電力系統(tǒng)。
環(huán)球零碳項目“光儲直柔”示意圖
馗德科技技術總監(jiān)程剛表示，建筑是主要碳排放的來源之一，零碳建筑則是實現(xiàn)雙碳目標的重要途徑之一。我們非常高興能夠與西門子這樣的‘零碳先鋒’在這一創(chuàng)新領域合作共進，打造‘交直流互濟+光儲直柔+柔性策略’的解決方案構(gòu)架。環(huán)球零碳項目示范效應的社會化外溢，證明我們協(xié)力打造的綜合能源管理解決方案已經(jīng)被更多地應用到新型電力系統(tǒng)場景建設中，成為綠色建筑一體化發(fā)展的有力抓手。
身邊的能源和低碳專家
西門子Smart ECX 智慧能碳管理平臺被不少業(yè)內(nèi)人士稱為“身邊的能源和低碳專家”。
作為整個方案的核心，Smart ECX基于物聯(lián)網(wǎng)平臺，融合了云計算、人工智能等先進技術。平臺內(nèi)嵌能源系統(tǒng)模型和數(shù)據(jù)引擎，用戶可以通過大屏、電腦、手機等多種客戶端進行交互，及時了解能源系統(tǒng)運行態(tài)勢，提升能源系統(tǒng)效率，規(guī)劃減排路徑并實施減排行動，實現(xiàn)源管理、碳管理價值閉環(huán)。
在環(huán)球零碳項目中，Smart ECX 將“大腦”的作用發(fā)揮得淋漓盡致，既要應對光伏發(fā)電的隨機波動性，還要實現(xiàn)節(jié)能降碳、需量調(diào)節(jié)，在盤互交錯的“光儲充”系統(tǒng)間統(tǒng)籌兼顧。
縱觀Smart ECX的日常，首先要對天氣預報、光伏發(fā)電歷史、充電樁充電負荷及其它用電負荷等數(shù)據(jù)進行人工智能算法學習，借助神經(jīng)網(wǎng)絡算法模型對未來光伏發(fā)電功率和建筑用電負荷進行預測。基于預測數(shù)據(jù)，Smart ECX 會自動配置低碳優(yōu)先、成本優(yōu)先、需量管理優(yōu)先等不同“光儲充”優(yōu)化算法，并持續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)運行工況，進而對儲能做出智能調(diào)優(yōu)策略。
策略出爐后通過網(wǎng)關下發(fā)至西門子智能微網(wǎng)控制器得以付諸實施。必要時Smart ECX還會通過柔性互聯(lián)裝置響應電網(wǎng)調(diào)度請求，對驅(qū)動照明、暖通空調(diào)等柔性負載進行負荷調(diào)節(jié)。在實現(xiàn)零碳建筑的基礎上進一步實現(xiàn)需求側(cè)響應。
此外，智能照明控制也是一大亮點。西門子Gamma instabus KNX系統(tǒng)采用KNX/DALI的方式，對直流照明燈具進行柔性調(diào)光控制，利用人員存在感應探測器實時檢測工作區(qū)的人員流動，基于真實的人員使用開啟各功能區(qū)照明投放，動態(tài)調(diào)節(jié)照明功率輸出和色溫調(diào)節(jié)，實現(xiàn)真正意義上的人本照明。
營業(yè)廳內(nèi)的燈光和遮陽設備也在西門子Gamma系統(tǒng)調(diào)度下協(xié)同工作，動態(tài)追蹤工作區(qū)燈光變化和自然光的變化，通過內(nèi)置優(yōu)化算法，在滿足室內(nèi)人員使用需求的前提下，優(yōu)先自然采光，最大化利用自然資源，這也是踐行國家綠色建筑標準的具體體現(xiàn)。滴水藏海，每一分精細化柔性控制理念的落地，都是對智慧低碳建筑的完美詮釋。
零碳建筑的最大公約數(shù)
西門子(中國)有限公司執(zhí)行副總裁、西門子大中華區(qū)智能基礎設施集團總經(jīng)理林斌表示，在打造零碳建筑的道路上，我們需要在降碳、效率與舒適之間尋找最大公約數(shù)，這將有助于形成可持續(xù)的商業(yè)模式，為市場帶來可規(guī)劃并可復制的標準化案例。
千紅萬紫安排著，只待新雷第一聲。能碳管理的帷幕剛剛拉開，零碳建筑的未來值得更多期待！
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