建筑光伏利用模式与柔性评价方法研究
1. 建筑分布式光伏发展与消纳问题
- 建筑分布式光伏发展迅速，但光伏发电的间歇性与建筑用电存在时间尺度上的不匹配，需深入研究利用模式以提高可再生能源利用率。
- 随着光伏技术进步和成本下降，建筑光伏利用模式需探究不同场景下的可再生电力利用模式，并分析储能、柔性调节的作用。
- 建筑柔性可调资源需纳入广义储能资源体系，进行统一量化评价，以形成建筑区域广义储能资源的设计方法。
2. 分布式光伏发电与建筑用电匹配关系分析
- 建筑用电存在季节变化（夏季最高，冬季因采暖形式不同而异）和周内变化（办公建筑周末用电低于工作日）。
- 大多数建筑用电峰值时间较少，峰值功率等效利用小时数集中在2000至3500小时，表明建筑侧配电容量的充分利用仍有优化空间。
- 光伏发电与建筑用电曲线形状上的不匹配以日内不匹配为主导，不同典型建筑的不匹配系数差异主要在于时间尺度分解成分的占比。
- 自消纳率与自保障率组成的匹配性图可同时刻画供需在时间和规模上的匹配性，不同类型建筑在增加储能或柔性调节时状态点将向右上角移动。
3. 分布式光伏消纳模式分类研究
- 不同光伏发电占比下达到消纳极限所需的储能容量存在差异，增加储能或柔性调节可使建筑与电网实现单向交互或成为孤岛型建筑。
- 城市建筑一般光伏发电占比较低，可通过增加储能或柔性调节成为“只进不出”型建筑，净消纳建筑实现“只进不出”所需的标准化储能容量与光伏发电占比呈正相关。
- 单位面积能耗强度低、楼层较少的建筑可以转变为“只出不进”型建筑，成为向外界稳定输出电力的分布式电源，但同样需要一定储能才能实现“只出不进”。
- 孤岛型建筑需克服光伏发电与建筑用电间的季节不匹配问题，需要配置容量较大的长周期储能，实际应用中需根据不同情况和需求采用灵活的用电方式和合适的储能技术。
4. 建筑柔性用能资源特征调研与分析
- 有效挖掘虚拟储能潜力可大幅减少传统储能投资，用户侧虚拟储能资源可分为电能储存（电动汽车、可储能电器设备）和热能存储（暖通空调系统）。
- 电动汽车占比迅速提高，可为建筑提供可观的储能能力，建筑与电动汽车可优势互补，实现协同配合。
- 暖通空调系统具有室内设定参数、室内末端、输配系统和冷热源系统等柔性调节潜力，供冷和供暖工况下柔性调节能力逐渐变强。
- 可储能电器设备是重要的虚拟储能形式，拥有海量的分散式蓄电池资源，未来也将具有一定调蓄潜力，但关键在于如何有效调用海量、高度随机的终端设备。
5. 各柔性用能资源量化描述方法
- 建立“等效电池模型”对广义储能进行统一刻画，参数包括折算的等效充电功率、等效放电功率、等效储电量和等效综合效率，建筑区域虚拟储能资源的等效时间常数T主要为分钟-天的量级。
- 电动汽车+充电桩的实际可调度虚拟储能能力受车辆行为、电池安全、充放电系统功能和策略等影响，功率可调的双向充电桩等效储电量最大。
- 暖通空调系统的冷热蓄存能力分为“冷热源+输配”虚拟储能和“末端+建筑热容”虚拟储能，等效储电量和等效时间常数具有加和性。
- 可储能电器设备等效储能容量远小于“电动汽车+智能充电桩”和“暖通空调系统+建筑热容”，但无初投资成本，未来潜力巨大，关键在于有效调用海量、高度随机的终端设备。
- “等效电池模型”与既有基于优化计算的模型存在差异，前者方便设计院等工业界单位进行简化计算，后者可提供更精确的折算系数。
