前文我们说到，实现建筑运行碳中和的主要工作，就是建立以可再生能源为主体的零碳电力和零碳余热为主的零碳热力，从而实现零碳的用电用热。
【前文回顾】
本文就来展开说说，建筑的零碳电力系统。
实现从以石化能源为基础的碳基电力系统，转为以可再生能源为基础的零碳电力系统，是我国实现碳中和战略的主要任务之一。而安装空间的问题，以及发电端与终点用电功率变化的不同步性，恰恰需要“光储直柔”配电系统给出解决方案。
【名词解释】光储直柔
光储直柔（PEDF），是在建筑领域应用太阳能光伏（Photovoltaic）、储能（Energy storage）、直流配电（Direct current）和柔性交互（Flexibility）四项技术的简称。“光储直柔”新型建筑能源系统是发展零碳能源的重要支柱，有利于直接消纳风电光电。
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安装空间难题的解决
发展建筑“光储直柔”配电系统，与发展边远地区集中式光伏基地相比有以下几点：
1） 利用现有空闲空间，无需治理荒地，安装成本低；
2） 纳入建筑日常维护管理，降低维护成本；
3） 可接入建筑低压配电系统中，无须送电上网，减少传输过程的投资和传输损耗等；
4） 避免建设超大功率的输电系统的巨大投资和土地占用。
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用储能破解不可调控的难题
化石能源和水电为主的传统电力系统是通过电源侧的实时调节来平衡负载侧的变化，而风电、光电并不具备电源侧实时调节的条件，它的功率是由天气状况决定的，所以只能要求“荷随源变”，或者增加巨大的蓄能环节来平衡源与荷之间的功率差别。
同时，通过“光储直柔”建筑配电系统部分实现一天内的电力调蓄，由用电终端（即“荷”侧）根据电源侧的变化自动调整其用电功率，实现系统每个瞬间的供需平衡。
“光储直柔”建筑配电系统通过其所连接的蓄能装置，以及可随时改变自身用电功率的用电设备实现柔性用电，即平衡源与荷之间的矛盾，还由于实现了分布式产能和储能，依靠自身的装置提高终端用电的可靠性和安全性，减少了为追求高标准的供电可靠性而对配电网不断加码的多路冗余供电要求。
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建筑负荷的灵活调节
建筑用电的柔性是通过调节用户侧来解决发电与用电负荷不匹配问题的一种能力，它可以来自三个方面。
一是建筑用电的设备，在保障生产生活基本质量的前提下，通过优化设备的运行时序、功率，实现用电规律调节；
二是储能设施，投资建设储能电池、蓄冷水箱、蓄冰槽、蓄热装置等，直接或间接的实现电力的储存；
三是电动车，通过智能充电桩连接电动车电池和建筑配电系统，在满足车辆使用需求的基础上，挖掘冗余的电池容量，使停车场中电动车发挥“移动充电宝”的作用。
（图：建筑中的可调节设备）
拿用电设备的柔性举例。建筑中有丰富的可调节设备，可以转移用电负荷，也可以消减用电负荷。
暖通空调就是典型的可调节负荷，通过控制空调启停、改变工作频率、改变风量、精确温度控制等方式，都可以在不影响或少影响用户舒适度的情况下实现负荷柔性控制。
再比如照明系统，也可以在充分考虑人的舒适度的前提下，分时分区的制定精细化的调控策略。
总之，过去用电设备的调节手段主要为满足多样化的使用需求，现在则是利用用电设备的柔性改变建筑负荷形态，实现电力调峰和可再生能源消纳。
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直流配电是关键技术
随着电力电子技术的快速发展，直流配电已广泛应用于飞机、地铁、舰船、通讯、数据中心等多个场景。建筑终端用电设备和建筑光伏、储能等分布式电源也正在直流化。照明装置、IT设备、空调、冰箱、电梯、风机、水泵等设备和装置都在往直流驱动的变频控制发展。
直流配电具有形式简单、易控制、传输高效、便于光伏、储能等分布式电源灵活接入等特点。在建筑“光储直柔”系统中，直流配电是连接建筑光伏、建筑储能、用电负荷和城市电网的桥梁。
作为未来的发展趋势，直流配电可以取消直交变换环节，降低转化损失，提高用电侧的能源效率。很多直流配电案例的能效定量分析表明，采用直流配电系统后能效提升幅度在5%~10%，建筑光伏和储能比例越高效果越显著。
（图：建筑直流用电设备类型分布）
综合所述，“光储直柔”建筑的“柔性”有多大，就是其对电力供需平衡的调节潜力有多大，对建立以零碳电力为基础的新型电力系统的作用有多大。
因此，发展建筑“光储直柔”配电系统，正是为了破解零碳电力系统要大规模发展时所面临的的安装、调控难题的；也是调度各方面资源，以较低成本助力新型零碳电力系统建设的有效途径，是建筑实现全面电气化的有效措施。
参考资料：
[1]江亿等，建筑运行用能低碳转型导论
[2]百度百科，光储直柔
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