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导读：深圳市在建筑领域一直坚持低碳发展的路径，作为2010年被国家发改委选中的首批低碳试点城市之一，城市和建筑低碳发展是深圳市十四五规划的重点工作。结合大规模可再生能源并网的新型电力系统建设需求，主要思路是挖掘建筑负荷的调节潜力，使建筑参与电力系统的可再生能源消纳，实现新型电力系统与建筑的协同发展，从而促进城市的节能降碳 。本期小盟为大家带来从新型电力系统角度看建筑负荷资源的意义和价值分析，快跟小盟一起看看吧。

构建以新能源为主体的新型电力系统是打开CPEM了解更多我国电力系统转型升级的重要方向，也是实现碳达峰、碳中和战略目标的关键途径。新型电力系统的核心形态特征是高比例新能源接入。截至 2020 年底，我国风、光新能源开发规模居世界第一位，已占电源总装机 20.3%，超过水电，成为第二大电源。新能源大规模接入，将导致系统特性发生变化，电力系统必须具有强大灵活的调节能力，确保大规模新能源并网后实现发用平衡，为用户提供稳定、持续的供电保障。

（一）新型电力系统的发电侧调节资源缺口
电力系统传统的供需平衡思路是发电侧调节，即源随荷动的模式。但是，通过发电侧资源对冲新能源调节目前正面临严峻挑战。一方面，受资源禀赋制约，我国电力系统灵活电源短缺。2019年燃气、抽蓄等灵活电源在我国电源装机中占比仅6%，远低于德国的17.5%和美国的 48.7%。另一方面，电源调节受限较多。例如，我国冬季易遭遇气荒，导致灵活的燃气电厂在冬季失去调节能力。此外，碳排放和能源双控对电源调节的约束也日益明显。运行数据显示，火电机组运行于非额定低负荷率的备用状态会导致能效下降、排放上升。因此，传统发电侧调节资源缺口大，且与国家双碳目标形成深层矛盾，难以满足未来新型电力系统不断增长的调控需求。调节资源缺口问题在我国南方地区尤其突出，例如深圳电网，本地电源资源少、外来电占比高，电网呈空心化。
（二）建筑负荷蕴含的巨大调节潜力
随着信息通信技术的快速发展，电力需求侧的可观、可控性显著增强，挖掘需求侧调节潜力，实现荷随源动、源网荷互动已成为未来高比例新能源高效消纳和新型电力系统安全运行的重要途径。

图1 新型电力系统需实现源随荷动到荷随源动

在电力需求侧众多可调节资源类型中， 建筑负荷具有与电网负荷高峰时刻高度重合、柔性调节潜力大、相比新建电厂改造投资成本小的特点，是最优质的灵活资源之一 。建筑用电中，空调、屋顶光伏、电动汽车充电设施、UPS储能等均具有优越的调节潜力。以空调为例，由于建筑具有一定保温性，因此空调短时改变设定温度或者关断不会立刻引起室内温度的剧烈变化，存在灵活用电调节的时间窗口。对于充电桩，当用户电动汽车接入后，短时调节充电功率，甚至由汽车反向为电网馈电对于用户而言也完全可以接受，因此调节灵活性极强。作为多种灵活负荷的天然聚合体， 公共建筑是新型电力系统可挖掘灵活资源聚宝盆 。

建筑类负荷资源可通过聚合后形成虚拟电厂，参与电网削峰、填谷、备用。对于光储直柔等新型建筑，还可以探索参与一次调频或者二次调频 。以深圳为例，作为我国负荷密度最高的超大型城市，深圳城市化水平、建成度极高，大量楼宇、公共建筑集聚，且温度高、湿度大，空调用电占比可达到夏季尖峰负荷的40%左右。因此，在深圳为代表的南方区域城市电网开展楼宇负荷资源灵活性发掘利用具有独特禀赋优势。

（三）负荷资源的利用方式的创新探索

与发电侧电源高度集中且确定可控的特性相比，建筑负荷调节具有单体容量小、特性差异大、难以持续稳定等碎片化特点。如何实现此类碎片资源的有效利用是亟待突破的技术难点。

面向此问题，深圳供电局有限公司开展了零碳建筑负荷调节机理和调控策略的创新研究，提出采用 可调节容量、响应速度、响应可持续时间三个主要指标对建筑负荷调节特性进行描述 ，将围护保温性等建筑指标转化为电网灵活性指标，实现了建筑资源与电网调控体系联结。

在此基础上，绘制城市、城区需求响应潜力地图，回答了电网调节资源在哪？有多大潜力？的重要问题。此外，开发了首款建筑负荷组态调节系统，可根据调节场景的不同，自适应选择参与调节的建筑用电设备类型，并匹配差异化控制策略，实现建筑用电与电网的友好互动。

图2 楼宇负荷组态调控示意图

（四）建筑负荷调节的广阔前景
在加快构建现代能源体系的进程中，建筑部门作为工业、交通和建筑这三大用能部门之一，加快推进建筑柔性用电规模化发展，促进未来新能源大规模并网与消纳、碳达峰碳中和目标达成具有重要意义。 2021年10月，国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》提出：提高建筑终端电气化水平，建设集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的‘光储直柔’建筑。在光储直柔技术加持下，建筑负荷的灵活性将进一步释放，成为新型电力系统灵活性重要来源 。
可以预见，灵活的建筑负荷资源将对推动电力系统源网荷互动、能源革命和双碳目标的实现做出更大贡献，在建筑负荷调控领域的前期工作和探索在未来将具有广阔应用前景 。

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图文丨王   静 编辑丨马雪莹  审核 丨李叶茂、陆元元 转载、投稿、合作请联系 liwanyi@ibrcn.com

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