零碳未来城-- 建筑与能源创新融合

项目概况

零碳建筑-光储直柔

嘉定未来城市项目是万科研发了五年（2018-2023）与中建二局共同锻造的「理想之地」它探索的是未来，将绿色低碳、智慧科技融入其中。春熙集是最先完工的实际空间，市集建筑面积为3110.38平方米，以建筑与光伏深度融合、近零能耗、近零碳排放为目标，采用光伏、储能、直流、柔性等技术措施，进行综合“零碳”升级，打造低成本、低消耗、高舒适度、可参与的低碳生活。也是光储直柔系统在街区商业中首次运用。市集入选“十四五”国家重点研发计划。

整个项目概括起来就是绿色低碳“五个零”

自然“零”距：邀请大自然进社区

空气“零”龄：近自然的纯净呼吸

绿电“零”耗：更低能耗下的更高舒适度

循环“零”废：湿垃圾不外运、无异味

“零”碳云码：个人低碳行为数字化

“五零”的实施路径相互穿插融合为一个共同目标“零碳”！

市集建筑光储直柔系统

为建筑提供50%的能源消耗，配合储能的削峰填谷使峰值强度降低35.7%，用电成本下降76%。是集产、储、调、用为一体的集成者

光伏系统

光伏装机容量为165kw共464块组件

储能系统

磷酸铁锂电池储能系统，系统总容量80kWh

直流配控系统

一套六端口电能路由器

本项目采用1套六端口电能路由器，电能路由器内部采用750VDC直流母线，通过多源互补为负荷提供稳定的直流电。通过电能路由器电网端口连接电网，当光伏发电量充足反送给电网，不足时取电；光伏发电通过DCDC变换器接入电能路由器；磷酸铁锂电池储能系统通过电能路由器双向端口直接接入；空调、V2G充电桩可直接接入电能路由器，其他室内直流设备及照明采用375VDC和48VDC直流电，室内插座也采用安全的 48V直流电。750VDC、375VDC和48VDC三种直流电压等级满足市面上大多数直流负荷。

项目拓扑图

电能路由器还可实现对灯光、空调供电的实时控制，也可实时监控各区域、各类设备的运行状态，可实现远程运行控制和故障预警等功能。该系统还可以展示“光储直柔”系统光伏发电及上网电量、储能累计充放电、电网供电、建筑负荷用电等实时数据和历史数据，还可结合监测数据进行运行情况分析，通过智能化调度实现节约资源，经济运行，安全、可靠、智能。

直流负载

直流负载总功率为314.6kW。

直流照明系统，采用了180盏LED照明灯具；

新风系统，直流空调系统配置了2套多联机，电风扇；

直流办公设备，主要包括展示大屏、直流插座等；

充电桩系统，采用10台双向直流V2G充电桩，在实际运行中智能充电桩根据直流配电系统的母线电压信号和电动汽车电池容量(SOC)信息控制电动汽车充电功率，配合建筑光伏最大消纳的运行控制目标，实现充电功率的柔性调节。

建筑柔性控制系统

采用最小弃光+电费最小化

电能路由器的调度策略根本上采用最小弃光+电费最小化原则，在用户储能电池安全和容量允许的情况下，实现经济效益最大化。电能路由器通过对光伏发电结合用户储能电池系统的蓄能，为直流负载提供电能，保证用户稳定用电的情况下，优先光伏发电供负荷使用，多余电量优先储电，储满后余电上网，当储能电池和光伏电量不足时由电网提供。

本项目建筑每年自发电量相当于603个三口之家的全年用电量，配合储能的削峰填谷使峰值强度降低35.7%，用电成本下降76%。让建筑从单纯的用能转变为集产、储、调、用为一体的集成者！

项目创新

项目采用了自研产品光储直柔多端口电能路由器。

实现源、荷、储之间的合理调配和控制，通过电能路由器对光伏、储能和负荷之间的柔性调节，实现在建筑等领域的零碳排放功能。针对配电网新能源、负荷的多样接入，导致系统复杂、控制难度大等问题，可采用电能路由器的方式将多种能源、负荷柔性接入配电网，电能路由器在兼容性、可靠性和智能控制方面的优势，可将多种能源可靠接入配网提高对源荷储控制及响应速度。电能路由器综合能源管理平台基于物联网、云计算及可视化技术，具备对配电网、新能源发电系统、储能系统、用电系统全方位监控和调度，可实现远程控制，积极参与配电网削峰填谷。

实现微电网的车网互动，用户参与调峰填谷，提高效益。

市集作为社区公共空间，具有生活和休闲的功能。配备10台V2G充电桩，电动汽车的容量一般超过50kWh，相当于移动的分布式储能电池，在用电高峰期向本地微网输送电能，接受本地调度；用电低谷作为负荷充电，完成微电网的车网互动，车主从单纯的电力消费者转为电力参与者，在休闲娱乐时间可以实现收益。 （上海大周）