国创联能&能源基金会：建筑电器直流化技术及接口标准（设备）研究报告（2022）（14页）.pdf

1、中国光储直柔建筑战略发展路径研究子课题子课题 5:5:建筑电器直流化技术及接口建筑电器直流化技术及接口标准标准(设备设备)国创能源互联网创新中心（广东）有限公司2022.9.25目录目录一、建筑电器直流化研究.11.1建筑电器的分类分析.11.2建筑电器直流化可行性分析.21.3建筑电器直流化性能与经济性分析.41.4建筑电器直流化发展路径.41.5建筑电器直流化专项适配器化.61.6建筑电器直流化专项本质安全.6二、建筑电器直流通用接口研究.82.1电气接口应用现状分析.82.2直流接口电压等级设计及产业可行性分析.82.3直流接口形式通用化设计建议.9三、建筑电器调压调功柔度设计研究.10

2、3.1 建筑负荷的需求侧响应与柔度.103.2建筑电器调压调功可行性研究.113.3 建筑电器调压调功实现方法和适用范围.12四、总结.121双碳驱动绿色经济转型及高清洁电力占比的新型电力系统构建，正深刻改变用能习惯。建筑作为分布式光伏的主战场之一，同时是终端电器最大的应用场景。光伏等新能源的间歇性和波动性，导致建筑能源稳定运行与高效消纳困难，成为未来发展的巨大挑战。电力电子与信息电子的发展，带来电产业的巨大变化，为建筑电器的直流化奠定了基础。特别是光伏等新能源以及储能都呈现出低压直流特性，进一步助推直流替代交流，使其成为电生态的发展趋势。建筑电器直流化后可以更好的实现源荷直流直驱，高效稳定消

3、纳，此外可提高本质安全用电水平，实现柔性用能，提高建筑供用电系统的环境友好性。建筑电器直流化目前还面临供电直流电压等级、接入接口不匹配、直流化产业化等问题。建筑电器直流化技术及接口标准(设备)课题主要针对发展光储直柔建筑的直流化和接口的关键技术体系进行全面分析，系统建立建筑电器直流化的关键技术框架，对接入方式、接口标准，需求侧响应模式等进行研究。一、建筑电器直流化研究一、建筑电器直流化研究1.1 建筑电器的分类分析建筑电器的分类分析建筑内的电气设备按应用功能目前主要包括照明、空调、电梯、风扇、净化器、电暖器、洗衣机、水泵、风机、办公设备（台式电脑、一体化电脑、打印机、投影机、电视机、显示屏、音

4、响）、厨房用具（油烟机、电磁炉、电饭煲、微波炉、冰箱、饮水机）、信息类电子产品电源及适配器等。按照电气机理进行建筑电器分类可分为电-动、电-光、电-热、电-影、电-声、电-源（开关电源），进一步总结归纳为如下三大类：电-动类：主要包括了空调压缩机及风机、循环水泵、电梯拖拽电机。电-热类：包括了感应加热和电阻加热、微波加热。电-源类：开关电源类，目前广泛应用，包括电-光/影/声转换（LED 照明、液晶电视显示屏、音响），以及信息电子产品的电源适配器。2图 1.1 电动类图 1.2 电热类图 1.3 电源类按照用电特性进行建筑电器分类：型-基础型、-环境型、-功能型、-舒适型。四级分类法为供需平衡

5、的负荷控制调节提供基础依据。按照负荷可调节潜力的优先级进行控制：舒适型 功能型 环境型，基础型设备为系统保障监测传感正常运行，非调节负荷。基础型：人不能在此环境中活动，基本的感知监测存在；环境型：人可以在此环境中活动，基本的照明通风等可运行；功能型：人能够在此环境中进行工作生活，能够保证所需要负荷的正常运转；舒适型：人能够舒适的在此环境中工作生活，可根据自身需求进行任意调节；1.2 建筑电器直流化可行性分析建筑电器直流化可行性分析1.2.1 直流电特性直流电特性交流电是直流电的一种形式，交流电压的大小和方向随着时间发生周期性变化，有过零点，呈现电磁场特性；直流电是稳定的，直流电压随着时间的推移

6、它的大小和方向都未发生改变，没有过零点，呈现稳定电场特性。直流电压只有额定值；而交流电压有峰峰值和有效值，有效值是通过能量产生热效应等效直流电压得出来的电压值，并非物理界存在的。3图 1.4 交流电与直流电交流电和直流电本身的差异，呈现在直流化设计标准上主要有：过零点特性差异，直流和交流在电弧的监测技术和安全等级评价存在差异，将在保护部件如断路器、熔断器、继电器等方面存在阈值和测试差异。频率特性差异，在对人体触电效应上呈现明显不同，在产品设计安全电压要求、漏电保护要求等方面阈值和评价方法差异。由于交流电能有效值及峰峰值和直流电压值在等效效应上的关系，对于产品设计要求的电气间隙、爬电距离的阈值，