2022年6月智能建筑电气技术第16卷第3期Electrical Technology of Intelligent BuildingsD0:10.13857f.cnki.cn11-5589/hu.2022.03.005碳中和背景下建筑电气行业变革与对策张永明，于杰生，颜哲(同济大学，上海200092)摘要]碳中和背景下建筑电气行业将会发生革命性的变化，建筑电气如何应对这一变化是未来行业发展的关键。本文首先介绍了建筑节能优先基本原则和通过综合能源规划提高能源综合利用效率，这是实现建筑碳中和的总体思路和基本原则。随后就传统建筑供配电转向需求侧智能配电网进行介绍，并给出了需求侧智能配电网的架构体系及其系统构成、主要特点，为建筑电气设计及后续运行提供了支撑和参考。最后总结了建筑电气行业的发展趋势，以及需要引起注意的问题。[关键词]碳中和：智能配电；需求侧：节能优先：综合能源规划：直流建筑中图分类号：TM727文献标识码：A文章编号：1729-1275(2022)03000905Building Electricity Reform and Countermeasures under theBackground of Carbon NeutralityZhang Yongming,Yu Jiesheng,Yan ZheTongji University,Shanghai 200092,China)Abstract:Under the background of carbon neutralization,the building electrical industry will undergorevolutionary changes.How to deal with this change is the key to the development of the industry in thefuture.Firstly,this paper introduces the basic principle of giving priority to building energy conservationand improving the comprehensive energy utilization efficiency through comprehensive energy planning,which is the basic principle of realizing building carbon neutralization.Then,a new building powerdistribution system architecture is explored based on the demand side intelligent distribution network,which provides support and reference for building electrical design and subsequent operation by thesystem composition and main characteristics.Finally,the development trend of building electrical industryand the problems needing attention are given.Keywords:carbon neutral;intelligent power distribution;demand side;energy conservation priority:comprehensive energy planning:DC building0引言讨了建筑节能优先的原则：从综合能源利用的角21世纪，能源与环境已成为全球化的问题。按度，进行综合能源规划，以提高建筑能源系统的综照目前温室气体排放速度，到本世纪末，温度升幅合能效：从智能配电的角度，给出了需求侧智能配控制将远超《巴黎协定》规定的高于工业化前水平电网的架构体系，以应对供需双边不确定性等问1.5-2.0℃的目标。据测算，2019年我国城市建筑题：最后，对行业发展新趋势作简单梳理和点评，希总碳排放为24亿t,约占当年我国总C02排放量的望对业内同行能有一些启发和帮助。1/4,建筑碳中和面临巨大挑战)。需要强调的是，建筑电气行业从传统建筑供配在“双碳目标”下，建筑能源系统将会发生重大电转向智能配电，是行业的重大变革，从设计到运变革，包括技术路线、规划设计方法、商业模式等。行再到相关电气设备均有较大的变化，需要业内既要节能，还要减碳：既要考虑电力需求，还要考虑同行共同努力。冷热负荷需求：既要考虑电源侧新能源发电和电网不确定性，又要考虑需求侧电动汽车充电的冲击。作者简介：张永明。博士研究生，副教授、建筑电气与智能化专业针对这些需求，笔者从能碳“双控”的角度，探(C)1994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net10智能建筑电气技术2022年1建筑节能优先能源系统规划是城市最重要的规划之一。宏观层1.1能耗限额与碳排限额管理面，城市能源战略规划是顶层目标：中观层面，包“双碳”战略背景下，建筑行业制定了健筑节括电力规划、燃气规划和热力供应规划在内的能能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021、源规划：微观层面，有建筑层面的能源系统设计。《建筑碳排放计算标准》GB/T51366-2019等标准目前，中观层面的能源规划如电力规划、燃气规范，其中建筑碳排放计算（特别是建筑运行阶段）规划和热力供应规划，管理机制上各自归属不同部是基于能耗的换算，因此碳排限额管理还是要从能门分别独立进行，对各种能源的互补性和协调性考耗限额管理出发。虑不足。联合国环境计划署(UNEP)在综合资源规自2015年起，我国实行能源消耗总量和强度的划方法基础上提出来了综合能源规划，可在能源战“双控”，加强节能管理。但因为建筑能耗的复杂性略规划目标的基础上，为微观建筑层面的能源系统和多样性，直到实行“双碳”目标后，各地方（如北京设计提供了顶层设计规划。图1所示为能源规划体市和上海市)才开始制定各类建筑的能耗限额标系和城市规划体系。准。因此，只有实行了建筑能耗限额，才有可能完成区域的建筑运行碳排放配额。1.2从静态节能到动态节能建筑节能分类方法较多，大都从建筑、材料、源规水、暖、电各专业出发，被动式建筑节能、保温/节能材料选取，以及节能型变压器、空调、电梯、照明灯工程设计具等建筑设备选择等节能方式，往往是设计层面的静态节能，前期比较重视也取得了较好的效果。图1能源规划体系与城市规划体系在“双碳”战略下，建筑供配电系统转变为复杂2.2综合能源规划原理及能效的智能配电网，特别是电力市场、电力交易以及碳交易等对建筑用能行为及控制策略也将会产生影综合能源系统的多能源输入与多能源输出，如响，进行动态控制实现节能（即动态节能），如空调图2所示。系统的优化运行节能、照明智能控制节能等变得越来越重要。这同时也对设计工作提出了更高要求。1.3建筑节能与建筑柔性负荷资源化建筑节能是实现建筑碳中和的基础，节能可降低能源需求，因此节能也被称为“第六大能源”。同电网热时，节能可以减少甚至避免能源系统扩容（电力系光伏综合能源系统统扩容)，节省资源投入。①电在大规模新能源发电接入电力系统后，建筑柔性负荷的调节能力也将逐步被资源化，既可以参与图2综合能源系统多能源输入与多能源输出示意图需求侧响应/管理，大规模的建筑柔性可构成“虚拟电厂”参与电力市场，还可以主动柔性调节，保障电其中能源输入侧，除电网、可再生能源发电外，力供需动态平衡，降低系统设计容量。特别是在建还包括但不限于天然气、地热资源等低品位能源：筑电气“光储直柔”系统中，将发挥更大的作用。能源输出侧，包括冷、热、电、氢等多态能源形式：中2综合能源规划与提高综合能效间综合能源系统，涉及能量的传输、转换、存储（储2.1综合能源规划概念能)等环节。综合能源规划的原理是基于热力学中国正处在城镇化的关键时期，面临人口、资“温度对口”和“梯级利用”原则，利用综合能源系统源和环境的多重压力，其中能源是核心资源，城市对建筑进行供能，来提高综合能效。(C)1994-2022 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net