深圳成功打造首个全直流配用电建筑，平均能耗较普通同面积办公建筑减少46.6%

12月16-17日，2021碳达峰碳中和论坛暨第九届深圳国际低碳城论坛在深圳举行，位于深圳国际低碳城的未来大厦直流配用电示范项目受到了与会嘉宾的广泛关注。该大厦是南方电网五省区中首个全直流配用电建筑，在这里，曾经“高高在上”的新型能源技术已经照进现实，为未来建设接近零碳运行的建筑提供了新思路、新方案。

据了解，未来大厦建设承载了国际合作、国家“十三五”课题及深圳节能减排财政政策综合示范项目的使命。南方电网深圳供电局联合深圳市建科院等单位大力研发，成功打造了四张“技术名片”，即“光伏发电+高效储能+直流配电+柔性控制”（下称“光储直柔”）技术集成方案。预计大厦每年可减排二氧化碳1675吨，全年平均能耗较深圳普通同面积办公建筑减少46.6%。

使用直流电，大厦用电能效提高5%以上

相较于传统建筑供电模式，未来大厦最大的特点在于采用直流供电。

“电分为交流电和直流电。城市电网传输的都是交流电，而到了未来大厦，我们首先通过一个变换器，让交流电变成直流电。凭借直流供电系统降低电力传输损耗的优势，未来大厦整体用电能效提高5%以上。”南方电网深圳供电局电力科学研究院直流配电研究所主管赵宇明介绍，他们为大厦的直流电设计了375伏和48伏两种电压等级，前者适用于充电桩、空调等大功率用电，后者则用于照明、电脑等小功率用电。“直流48伏电压对人体而言非常安全，就算不小心碰到也不会有生命危险。”赵宇明说。

在直流电的环境下，南方电网深圳供电局还为这座“绿色钢铁侠”配置了光伏发电系统和锂电池储能系统。白天阳光充裕时，光伏自发自用，余电自动储存，夜间通过储能系统再对大楼进行供电。而且这一过程都是利用该局自主开发的“智慧用电管理平台”进行自动、柔性控制，并通过接入该局的虚拟电厂管理平台，与电网直接对接，实现负荷精准控制，有利于促进建筑领域可再生资源的利用和消纳，降低用电成本。比如，大厦里的空调在电压较低时降低运行功率；具有储能功能的充电桩在用电低谷期充电，高峰期向大厦反向送电，促进削峰填谷。

“现在国家大力推进建筑光伏的建设，深圳也出台了5年新增500万千瓦光伏装机容量的方案，‘光储直柔’是实现建筑光伏高效灵活消纳的重要技术方案。”赵宇明表示，现在未来大厦已实现内部可再生能源消纳，相比于同样功能和面积的建筑，它从电网获取的电量减少三分之一以上。随着未来电网侧可再生能源接入未来大厦，大厦运行将接近零碳。

核心装备100%国产化，填补行业技术空白

打造四张“技术名片”是一个上下求索的过程。过去，建筑“光储直柔”技术缺乏系统成熟的行业技术标准和关键软硬件。南方电网深圳供电局历经3年自主创新，实现关键装备100%国产化，填补行业技术空白。

“这一项目为不同应用场景下的直流配用电技术，系统性地提供了可推广、可复制的解决方案，大量项目成果为国内首创，成果具有非常高的实用性与推广价值，促进我国直流配用电产业生态的发展形成。”山东大学教授马钊说。

据了解，这些前沿装备“隐藏”在未来大厦的电力控制室、设备室等地。其中，最具亮点的是全国首款“直流剩余电流和故障电弧检测装置”以及具有电气安全保护、系统控制功能的交直流变换器。前者可以提高用电安全性，相较于国外产品具有体积小、成本低以及检测准确率高的优势，达到世界先进水平。后者具有开放、高效、简约、智能等特征，为直流配用电领域全国产化集成装备开创了新方向。

南方电网深圳供电局还开发了国内外首款针对“光储直柔”建筑的投资收益分析专用软件，有助于各行各业更好地理解“光储直柔”技术优势和特点，推动建筑直流供电技术快速发展和大范围应用；开发了国内首套与建筑管理系统兼容的直流配电能量管理系统，能智能地优化分配、管理电能的使用，帮助用户节约用电成本。

未来，南方电网深圳供电局计划联合深圳市相关单位，共同将新型建筑直流供电技术成果推广到全市每年350-400万平方米新建建筑中，碳减排量将达到10万吨/年，相当于4万亩森林的碳汇量，降低深圳市每年碳排放增量的12-15%。

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