零能耗建筑的电气设计与应用

    2.3 微网及储能技术

    由于光伏发电系统受外部环境气候影响较大，其发电量并不稳定，与建筑物的用能情况并非一一对应，因此，必须采用与外电网并网运行的方式，才能实现建筑物用能平衡。

    本项目采用由光伏发电、锂电池储能及负荷构成的微网系统。

    微网系统根据其规模的大小分为，低压微网系统、馈线级微网系统和变电站级微网系统。出于本项目是基于用户的接入模式接入到配电变压器的400V侧，因此采用低压微网系统。

    2.3.1 低压微网系统

    微网系统有并网和孤岛两种运行模式。本项目低压微网组建模式如图1所示。将所有光伏发电和重要负荷入到400V交流母线M₁，并配置一定规模储能装置，共同组成低压微网。通过微网联络开关实现与400V母线M₂的连接。微网范围为图1中红色椭圆部分，具体要求如下：

    图1 微网组网模式

    (1)在光伏电池和负荷的出口处分别设置断路器(B₁～B₆，必须具有过载保护)，通过微网联络开关接入400V母线M₂。

    (2)微网所包括的断路器均由微网监控系纨进行监控，并确保在断路器下级设备发生故障时动作，在上级发生故障时不动作。

    (3)在外部电网故障时，关断电源逆变器和全部微网负荷，断开微网联络开关。随后微网监控系统控制储能放电，闭合重要负荷的回路，建立微网电压。微网电压建立后，根据微网运行需要，逐步投入剩余负荷，微网转入孤网模式。以储能为主控单元，以光伏发电为辅助控制单元，孤网运行。

    (4)在微网内部设备发生故障或进行检修时，断开相应断路器。

    2.3.2 锂电池储能

    锂电池储能具有利用峰谷电价，调节用电的功能，但在微网中主要还是稳定系统的运行。储能功率在配置时不应小于重要负荷的用电量；同时还应满足在孤网运行时，电网电压、频率的控制需求，在并网运行时，储能发挥一定的功率控制作用；电池的容量按照光状发电量与建筑物能耗差值特大的月份来确定。储能系统配置基于以下条件：

    (1)光伏出力曲线；

    (2)在孤网运行时，储能系统按30%初始容量计算，通过储能放电（满放）保证重要负荷持续工作2h；

    (3)在并网运行时，储能系统按25%～85%容量进行控制，控制一天不超过一次充放电循环。

    2.4 能耗控制

    零能耗建筑正常运转不仅需要足够的可再生能源——光伏发电，同时，还需要通过主动节能的各种措施，合理调节设备用能需求，降低建筑物的总能耗。

    2.4.1 智能照明控制系统

    照明用电在建筑中占有一定的比重，照明是否控制得好对照明能耗影响较大。本项目采用KNX/DALI数字化照明技术。要求所有办公区域的荧光灯配置具有DALI数字体通信接口的高频电子镇流器，LED灯配置具有DALI数字通信接口的变压器。钲个镇流器、变压器都通过数字寻址通信。其主要控制功能：

    (1)每个光源作为一个独立的通信对象，可以分别访问和控制；

    (2)光源和镇流器状态信息可实时通过总线传至弱电机房的主机；

    (3)荧光灯和LED调光可实现由1%～100%的亮度调节；

    (4)设置集亮度感应，恒照度控制和人体感应于一体的吸顶式感应器。

    (5)根据室外光线的变化，通过DALI总线对每个灯具进行断开或调光控制。