案例分享|电能路由器在绿色直流建筑中的应用 一、 系统背景近年来，随着可持续发展及绿色环保观念的不断普及深入，越来越多的新能源建筑拔地而起。这些建筑用不同的方式实践绿色建筑发展理念。 电能路由器在建筑领域的关键作用在于多种能源的综合利用，从以往只有来自于电网的“火电”或者“煤电”，演变为可以接纳“煤电”等旧能源，也可以接纳风能、太阳能等新型能源，还可以接纳来自储能的电能，谁合适用谁，谁经济用谁，谁绿色用谁，谁可靠用谁。 部分建筑设计领域的佼佼者，已经在践行绿色建筑，可持续发展的优质路线。该用户拟建立零碳示范楼，旨在响应国家“双碳”目标，先行先试，探索零碳建筑关键技术体系和实施路径，实现从“近零能耗”到“零碳”升级。 将电网、新能源、储能等元素接入智能楼宇后，将构建以建筑为单位的智能小型电站，它将不仅是未来最为主要的能源消耗者，也将是最为活跃的能源生产者之一。 二、 设计理念1、近零能耗建筑技术体系 2、“光储直柔”技术 光：建筑光伏一体化（BIPV），大量采用晶硅、碲化镉、CIGS光伏板，全年发电量大于用电量，建筑可实现离网零碳运行。 储：采用智能储能系统，消纳光伏、供电及调峰，保障微电网平稳运行。 直：采用户式直流微网，实现空调、新风机、冰箱等电器直流供电，安全性高且能耗低。 柔：分布式智能交直流微电网，园区供电模式实现了柔性调节。 三、 系统拓扑
本应用拟提供1套基于六端口电能路由器平台的光储直流电能路由器。直流母线电压750VDC，包括2个交流端口（电网：并网型双向变流器，交流输出：交流负荷）和3个直流端口（分别接光伏、储能、直流负载375VDC和48VDC） A. 电网接口： 能量双向流动（吸收有功电能），电压AC380V/50Hz，功率50kVA B. 储能电池接口（输入/输出）： 能量双向流动，电压220-650V 功率50kW C. 光伏电池接口（输入）： 能量单向，7组光伏发电，开路电压均为607.5V，功率28.5kW.p； D. 直流负载接口1（输出）：（不可直接带冲击负荷） 能量单向，输出电压375VDC，额定功率5.0kW E. 直流负载端口2（输出）：（不可直接带冲击负荷） 能量单向，输出电压48VDC，额定功率4.8kW F. 交流负载接口（输出）：（不可直接带冲击负荷） 能量单向，输出电压范围380VAC/50Hz；额定功率15kVA 四、 系统功能A. 系统运行模式(储能电池稳定直流母线)
B. 负载接口说明 1) 从母线出1路DC375V配电，1路供空调用电，功率为5kW； 2) 从母线出1路DC375V/DC48V配电，供低压直流电器用电，功率为4kW； 3) 从母线出1路DC750V/AC380V 供配电，分两路出线，分别供5kW、10kW C. 能量管理功能 1) 各端口检测，实时端口电压、电流及功率显示。 2) 负荷监测和显示，实时显示负荷功率、电压、电流信息。 3) 储能电池人机数据交互及监测。 4) 控制策略，光伏、电池、市电依次提供负荷供电。 D. 离网、并网切换规则 （1）离网向并网的切换时，应依据储能的剩余能量值来判断，例如当储能电量低于10%时，光伏+储能切断，同时将市电整流后接入直流母线，实现离网向并网的切换。 （2）并网向离网的切换时，同样应依据储能的电量判断，例如当储能电量达到100%时，市电切断，仅光伏+储能供电，从而实现并网向离网的切换。 （3）离网与并网的转换，第一目标追求无间断自动切换；考虑到对系统的冲击等安全问题，第二目标可接受有间断的自动切换； （4）设置与A馆直流微电网的连接回路，设置该回路的目的是通过A馆连接市电，并充分利用B2的光伏发电，避免零碳楼弃电的同时补充A馆用电。故当零碳楼光伏发电不足时，应及时停止向A馆输送电能，以保证零碳楼用电。 较为理想的转换策略应该是根据光伏发电状况进行判断，但存在光伏发电状况不稳定的情况，容易导致过于频繁的转换，对系统稳定性不利。其次也可根据储能剩余电量判断，例如当储能电量100%时，向A馆输送电能。当储能剩余50%时，停止向A馆输送电能。
能量管理界面（参考）请点击 五、 直流设备
六、 现场采风
七、 客户价值1）安全性
2）建筑供电采用直流化之后，可以带来的好处有如下几个方面： （1）因为人体电击效应的显著差异，供电安全问题可以得到显著改善； （2）在可再生能源发电能力相比建筑负荷需求比例较高时，直流供电相比于交流供电更加节省电能； （3）直流系统在大量的分布式电源接入控制上，相对比较简单，便于建设方节省新能源接入的投资和运维成本； （4）集中式的直流供电变换设备，相比于分散式的交流供电接入，在电能质量方面对电网更加友好和可控。
|
