什么是“光储直柔”
“储”则是指由直流母线通过DC/DC连接的、布置于一处或多处的蓄电池组，以及由这条直流母线连接的布置在临近停车场的若干个充电桩，通过这些充电桩为停车场电动汽车蓄电池充/放电。
“直”指建筑配用电网的形式发生改变，从传统的交流配电网改为采用低压直流配电网，包括动力和充电设备的375V直流，以及通过DC/DC变换得到的供小功率电器使用的48V直流分支。375V直流母线通过AC/DC（交流到直流变流器）与交流380V的外电网连接，从外电网输入电量以满足建筑的用电需求。
“柔”则是指这一系统对电网来说，不是供电量必须等于此时负载测消耗电量的刚性负载，而是从电网的取电量可以根据电网的供需关系在较大的范围内调节，从电网侧看，这一用电系统成为电网的柔性负载。柔性的实现主要通过各用电设备的“需求侧响应”实现，各设备可以根据电网的供需关系自动改变其瞬时用电功率；还包括各蓄电池的“需求侧响应”，系统内所连接的蓄电池和电动汽车蓄电池可以根据电网的供需状况调节充电/放电功率，从而改变AC/DC处从外电网进入系统的电功率。
图：建筑光储直柔配电系统
”光储直柔“配电系统工作原理
电力系统根据电网的电力供需关系，要求光储直柔配电系统某时刻的用电功率为P0，此时AC/DC可恒定输出功率P0。直流母线输入功率为P0+Pv，其中Pv为光伏发电的输入功率。由于各用电设备和蓄电装置的功率随直流母线电压的变化而自行变化，所以当包括蓄电池和充电桩在内的各用电设备的总功率等于P0+Pv时，如果直流母线电压处于要求的上限电压Vmax和下限电压Vmin之间，则系统维持平衡。
当某用电设备试图增大功率，使总功率高于P0+Pv时，直流母线电压下降，此时各用电设备将自动根据电压下降程度减小自身用电功率；蓄电池、充电桩也根据电压下降程度减小充电电流，甚至转换为通过放电向系统提供部分功率。这样，随着直流母线电压的下降，系统从外电网的取电功率不断下降，最终重新平衡到P0+Pv。
反之，如果各用电设备试图降低功率，从而使总功率低于P0+Pv，母线电压就会升高，各用电设备就会根据电压的升高自动加大自身的用电功率，蓄电池、充电桩也会自动增大充电功率，这样，从外网取电的功率就会重新平衡在P0上。
”源随荷变“到”荷随源变“的转变
以化石能源和水电为主的传统电力系统的基本调控模式是“源随荷变”，任何负载测的变化都要由电源侧的实时调节来平衡，调节过程中的变化则依靠发电机组转子系统巨大的转动惯量来平衡。当风电、光电成为主要电源后，其发电功率由天气状况决定，只有弃风弃光减小发电功率的调控手段。这样就要求“荷随源变”，或者增加巨大的蓄能环节来平衡源与荷之间的功率差别。
在电源侧仅设置部分应急储能设施，把破解问题的聚焦点转移到用电终端，也就是“荷”侧，不依靠电源侧或“电源+储能测”而是根据荷测得变化进行相应调节，由用电终端即荷测根据电源侧得变化而自动调节其用电功率，实现系统每个瞬间得供需平衡。光储直柔建筑配电系统通过其所连接得蓄能装置和可随时改变自身用电功率的用电设备实现柔性用电，“荷随源变”既可以平衡源与荷之间的矛盾，还由于实现了分布式光伏产能和分布式化学储能，依靠自身的装置提高终端用电的可靠性和安全性，减少为了追求高标准的供电可靠性而对配电网不断加码的多路冗余供电要求。
”光储直柔“建筑对于城市电网的作用
1. 实现可再生能源为基础的零碳电力
我国实现碳中和战略的主要任务之一就是实现从以化石能源为基础的碳基电力系统转为以可再生能源为基础的零碳电力。“光储直柔”建筑不仅解决了一部分风电、光电的安装空间的问题而且使得终端用电功率根据风电、光电的发电功率的变化而变化，实现风电、光电的消纳，破解了风电、光电不可调控的难题。
2. 削峰填谷，缓解电网压力
空调、充电桩等用电设备是建筑用电负荷增长的主要原因。如果能够充分挖掘这些系统的灵活性，一方面配置蓄冷、蓄冰、蓄电等储能设施，另一方面结合建筑的用能需求和负荷特性优化这些用电设备的运行调度策略，则有可能大幅度降低电网的负荷峰值。
3. 增强电网供电可靠性
在用户侧增加分布式电源，利用直流微电网接入简单、调控灵活的优势，能够有效地提升用电的可靠性，并且配合峰谷电价、需求响应等激励政策，还能够降低用户的用电成本。
所以光储直柔配电系统的最终目标是使建筑用电系统由目前的刚性负载变为柔性负载，可以根据电力系统的供需关系随时调整用电功率，而不决定于当时系统内各用电设备的用电功率。日常生活中用的电都是交流电，而光伏等可再生能源发出来的电为直流电，常见的光伏建筑都会安装逆变器，以便将直流电转变为交流电，供日常使用。转换过程中，就会造成电量的损失。所以与常规光伏建筑相比，光伏直流建筑具备电能利用率高（提高6-8%)、节能优势明显、设备投资少，投资回收期短（省去逆变、变压等设备，节省设备初投资约10%）等优势。而且建筑上应用直流配电，可获得显著改善系统性能，安全性显著提高，电源品质提高等优势。
参考文献：
1. 网易科技《新基建访谈》；
2. 《光储直柔——助力实现零碳电力的新型建筑配电系统》，清华大学江亿；
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