ENERGY FOUNDATION 能源基金会 中国光储直柔建筑发展战略路径研究 (二期） ResearchontheStrategicPathof PEDFBuildingsinChina(PhaseII) 子课题8：光储直柔区域级应用示范研究 Task8:RegionalApplicationand DemonstrationofPEDF 国网能源研究院、国网（苏州）城市能源研究院、清华大学 2023年12月15日 State Grid Energy ResearchInstitute State Grid(Suzhou) City and Energy Research Institute Tsinghua University Dec15 2023
致谢 本研究由清华大学统筹撰写，由能源基金会提供资金支持.
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执行摘要 1.背景及意义 区域光储直柔是平抑电网波动、消纳本地可再生能源、实现建筑集群“碳中 和”的有效手段.
区域建筑的“光储直柔”系统具有增强电能利用率、实现 可再生能源为基础的零碳电力、前峰填谷缓解电网压力、增强电网供电可靠 性等优势.
“光储直柔”系统在建筑领域进行集成应用仍处于探索研究阶段，大规模推 广应用仍面临困难与挑战.
全面推广仍存在产业聚集度不高、建成案例数量 少、相关配套技术存在短板、配套激励措施及商业模式不够成熟、有关的标 准体系不够健全等难点.
光储直柔单项技术成熟度高，单体建筑应用技术领先，跨系统技术研究待突 破，区城系统方案函待实证.
分项技术具备较好的工程应用条件.
跨多行业， 能源子系统的集成调控、建筑与电网的友好互动、区域内不同建筑能源系统 间互联问题等函待解决.
单母线/多级母线为基础的光储直柔系统拓扑结较为 成熟，直流母线调节、储能下垂控制、柔性负荷自适应功率控制技术领先.
不同建筑楼宇间的能源互联方案有待提出，光储直柔区域规划方案，运行方 案及参与电网友好互动方案有待实证.
2.区域级用电需求及典型用电特征研究 苏州社会经济发展迅速.
苏州市常住人口1275万人，城镇化率81.72%.
2021年苏州地区生产总值22718亿元，人均GDP为177505元，三产结构比例 为0.8：47.9：51.3.
近年苏州逐渐调轻调优产业机构，三产占比增加，主 要产业集群包括电子信息、装备制造、先进材料和生物医药.
苏州市2000-2021年GDP和人均GDP 25 三次产业结构占比(2000-2021年) 20 GCP人MGD 90% 万元 60% 10 2% 0.0 一产业第二产业使三产业 图1苏州市2000年至2021经济发展趋势 苏州能源资源供给基本依靠外来支撑，本地发电装机容量稳步提升，总体供 应平稳充裕.
能源消费持续优化，以煤炭为主的能源结构逐步向多元化、清 洁化方向转变.
2020年苏州市煤炭、天然气、焦炭、成油品、可再生电力和 区外来电消费分别占一次能源消费的59.2%、13.4%、8.5%、10.4%、8.5%.
煤炭、石油和天然气几乎完全依赖于外部供应，太阳能、风能、生物质能和 地热能资源票赋也并不丰富，能源自给率仅为17.99%.
2020年苏州市碳排放 1
量为1.76亿吨C0（外来电力碳排放因子取558g/kWh）.
天然气 8% 焦炭 9% 60% 成品油 8% 1 外来电力 15% 图1苏州市2020年能流图及碳排放构成 100% * 100 2015 2916 2018 2819 2015 2016 2017 2018 2919 ■量州购天图气外业电力（5量）成品油 提压油品热力电力 图111苏州市2015年至2019年一次能源消费结构及终端能源消费结构 本地能源电力供给结构不断优化.
截至2021年底，苏州市各类电源总装机容 量2482.7万千瓦，约占全省装机16.1%.
火电机组装机2280.6万千瓦，其 中煤电机组约占苏州电源装机总量69.95%.
光伏装机187.6万千瓦，约占苏 州电源装机总量7.56%，分布式光伏发电累计装机166.35万千瓦.
电网侧储 能电站项目3个，储能电站充放功率达13.86万千瓦，总容量达24.2万千瓦 时.
万千瓦 3000 2500 2000 1500 1000 500 2015 2016 2017 2018 2019 2020 燃媒燃气综合利用生物质发电风电允伏其他分布式 图IV苏州市能源电力供给结构 能源设施更加完善，保障水平显著提升.
区外电力接纳能力显著提升.
1000kV特高压交流淮上线，与土800千伏特高压直流锦苏线，土800千伏特高 压直流建苏线，形成全国首个“一交两直”城市电网，有效提升苏州区外电 力接纳和应急保障能力.
2021年区外来电560亿千瓦时，区外受电能力提 升至1090万千瓦，占比达到全市最高电力负荷的1/3.
预计到2025年， 苏州区外来电超过900亿千瓦时，其中清洁电力占比达到50%.
高耗能行业能源消费居高不下，工业部门电力消费占比极高.
苏州2021年 全行业年用电总量为1685.3亿kWh，人均用电量13218kWh/人.
2021年第一产 2
业用电量3.19亿kWh，第二产业用电量1284.54亿kWh，本年度工业电量 在全社会用电中的占比为75.4%：第三产业用电量237.92亿kWh，城乡居民 生活用电量159.62亿kWh.
08 4.0% 8 232 14% B 71 45 Rk1.0% 图V2021年苏州分行业年总用电量及结构 各行业用电特征，日内用电负荷峰谷差主要由建筑领域造成.
农业用电低谷 时期从11月中旬到次年5月初，高峰期为7、8月，高峰季用电约为低谷季 的3倍.
工业用电负荷全年基本平稳，春节、中秋和国庆部分工厂停产负荷 明显下降，且存在明显以星期为周期的波动，休息日负荷为工作日的95%.
交 通用电负荷主要为电气化铁路.
建筑用电由于夏季空调制冷和冬季电采暖存 在两个高峰，住宅建筑高峰季用电约为低谷季的3倍，公建高峰季用电约为 低谷季的1.5倍.
空调季工作日峰值一般在2500万kW左右，最低值在1700 万kW左右，峰谷差主要由建筑造成.
本年度最高空调负荷占全市用电负荷 比例达到38.9%.
2021年工业E日用电量 (公wh) 3021年速日 图V12021年苏州分行业逐日用电量特征曲线 2W*R日 非空型日 执座夏季工作日用电负荷（万kW） 图VII典型日电力负荷特征 “点尖峰”负荷给电力平衡带来巨大压力.
近年来，华东电网、江苏电网用 3
