编译：暖通空调 三石

 

　　智能设计为优化建筑-电网互动奠定基础

　　电网从未试图支持双向能源流，它通常被设计为电厂至建筑的单向流。但随着可再生能源系统和其他发电和储存技术的增长，电网必须更现代化，以适应双向能源交易。

　　根据一份新公布的白皮书，需求响应技术和“电网敏感”设计将是推动这种架构的关键。研究者关注净零能建筑，但指出，“尽管建筑没有在净零能水平上运营，但必须根据主动和被动效率和需求响应特性进行明确地设计，以优化建筑和电网之间的相互作用。”

 

　　根据白皮书，建筑和电网互动有三种主要方式：

　　1、 传统建筑：它包括大多数建筑，缺乏需求响应技术和电网敏感设计。他们可能会在现场使用一些可再生能源资源，如光伏板，但建筑仍将以输入电力满足需求。能源是单向流，即从电网到这些建筑，通常使用传统测量仪表。

　　2、 中度响应建筑：该类建筑安装了一些需求相应技术，但通常是有限的。举例而言，一栋建筑可能安装了暖通空调或照明设备的控制器，根据自动控制指令在某些时间段通过调整负荷参与一些需求响应的活动。

　　3、 全电网整合建造：这些建筑经过精心设计，并在设计过程中充分考虑他们与电网的互动。需求响应被分派给建筑中所有主要终端设备，所有可再生能源安装都整合进入电网。需求响应和电网敏感特性是至关重要的。尽管建筑可以产生足够的可再生能源以抵消其年度用能，但在某个指定时间段，它不会生产与需求相等的能源，因此与电网进行积极地互动是非常重要的。

 

　　被动式设计策略，如认真考虑建筑朝向，尽可能利用自然通风以及外开窗和遮阳百叶等，可作为内置式需求响应，原因在于他们总是可以最大限度地降低建筑负荷。

　　当然，被动式策略也并不总是可实现的，特别是既有建筑，他们的朝向和开窗方式不能改变。适用于既有建筑的主动式设计策略对于电力设施和能源服务来说变得越来越重要，特别是在需求响应活动期间。夜间通风和带有预冷的冰或水的热储能罐的使用可以抵消白天的空调负荷，这些都是较新的主动式方案。

　　白皮书还提出了4种新技术，可以帮助建筑与电网的整合。

　　1、 建筑本身储能：一些电网连接的建筑可能有部分功能是由电力或能源管理进行控制，这可以对预期的峰值进行响应。建筑自备发电机或燃料电池可以抵消峰值负荷，建筑自带的电池可以储存电能以备在电网峰值阶段使用，随着储能成本下降，这种方式将越来越普遍。

　　2、 微电网：与建筑群连接的小规模电网可以提升可靠性和降低带有大量临界负荷的峰值需求。目前已经建成了一个利用集中式电池组备份的微电网示范项目。

　　3、 降低插座负荷：建筑正着重削减暖通空调、照明和热水系统的能耗，而插座负荷正成为新的易实现的节能潜力所在。物联网将提升建筑控制这些不受控负荷的能力。但如果相关法规不能随之出台，则相同连接设备的扩张可能导致信息超载。

　　4、 充电式电动汽车：当电动汽车未使用时，它可连接电网，进行峰值负荷调节。在峰值负荷阶段，电池可放电，在低谷阶段进行充电，这对于电动汽车业主来说具有经济潜力。目前，并没有足够多的电动汽车提供电网规模的效益，但是随着主要汽车制造商正不断涌入市场，电动汽车的基础设施也正在建设中。

 

　　编译自：www.buildings.com