基于综合智慧能源场景的低碳园区建设关键技术研究与应用

联系合作
绿色低碳(碳中和)产业
绿色能源与节能环保
智慧城市
成果单位: 北京市建筑设计研究院股份有限公司
合作方式: 合作开发
所处阶段: 产业化
关 键 词 : 低碳园区建设分布式光伏直流微网示范工程建筑领域源-网-荷-储BIPV组件集成柔性响应机制直流配电系统分散式储能智慧能源平台综合负荷预测
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核心问题

城市建设领域面临创新技术应用风险高、储能调峰技术不成熟、综合智慧能源场景落地难等问题,这些问题导致低碳园区建设推进困难,难以实现碳减排、碳中和目标。

解决方案

该成果以综合智慧能源场景落地为重点,以“源-网-荷-储”为基本技术逻辑,跨行业开展低碳园区建设关键技术研究与应用,具体包括:开展高可靠性BIPV组件集成设计及安装工艺研究与应用,提高可再生能源利用率;构建高颗粒度负荷预测与柔性响应机制的控制系统逻辑,实现柔性调度、削峰填谷;搭建用户侧直流微网示范场景,提出直流配电系统搭建等技术措施与建设指南;部署分散式储能实验装置,搭建用户侧多元储能实证平台;结合示范工程开展“源-网-荷-储”一体化低碳园区综合解决方案研究与低碳建设工作。

竞争优势

该成果形成可规模应用的柔性响应方案和低碳园区综合解决方案,申请专利2项,主编标准1项、指南1项,参编标准1项;结合示范工程实施光伏应用15664㎡,预计总装机容量1956kWp,搭建直流应用场景;示范工程国家核电科研创新基地本体节能率52.25%,可再生能源利用率26.66%,碳排放量较标准降低51.68%;未来建筑科创中心本体节能率38%,可再生能源利用率35.83%,碳排放量较标准降低57%;华夏银行总行大厦本体节能率49%,可再生能源利用率37.17%,碳排放量较标准降低55.97%,在节能减排、可再生能源利用等方面效益显著,具有较强竞争优势和创新性。

成果公开日期

2026-03-31

所属产业领域

建筑业

转化现有基础

低碳园区建设关键技术如下: 1.高可靠性 BIPV 组件集成设计及安装工艺 2.高颗粒度园区综合负荷预测与柔性响应机制 3.用户侧直流微网仿真与关键部件技术指南 4.用户侧多元储能实证平台 5.“源-网-荷-储”一体化低碳园区综合解决方案 形成成果如下: 发明专利,一种建筑玻璃幕墙光伏组件集成设计系统 标准,《公共建筑外围护结构光伏系统一体化设计指南》T/BJTJ 001-2025 标准,《雄安新区建筑光伏一体化应用技术标准》DB1331T 082-2024 解决方案,《高颗粒度园区综合负荷预测与柔性响应机制》 实用新型专利,用于园区光储系统的多母线级直流微电网系统 指南,《直流微电网 搭建指南》 技术报告,《兆瓦级储能接入园区设计研究报告》 实验平台,多元户用储能实证平台 解决方案,《“源-网-荷-储”一体化低碳园区综合解决方案》 现有转化及效益情况: 关键技术已在3个示范工程中实现应用,总示范面积约24万平方米。其中通过超低能耗评审 1 项,通过近零能耗评审 1 项。 结合示范工程对研究成果的应用情况,共实施了 15664㎡的光伏应用,预计总装机容量 1956kWp,参照《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015,示范工程能耗比同气候区降幅在 38%以上,预计三个示范工程综合节约能源费用约 1000 万元/年。

转化合作需求

1.预期合作方 业主单位/代建单位、施工单位/总包单位、材料供应商 2.合作需求 业主单位/代建单位、施工单位:提供在建或拟建的示范工程,配合开展现场工艺优化、施工数据采集及相关研究成果申报工作。 材料供应合作需求:寻求具备规模化生产能力的BIPV组件、户用储能系统及直流微电网设备供应商,按技术指标提供合格产品,并配合开展现场供应与质量跟踪。 3.合作方式 合作单位提供工程场景、施工力量、材料供应及部分示范经费。工程场景预期为新建、改建建筑园区项目。 各方共同开展现场验证,共享应用数据,联合申报相关工法及标准。 4.预期成效 通过合作,形成可复制、可推广的关键技术应用,完成示范工程应用,编制标准/专利/论文,形成技术报告,为成果在同类建筑工程中的规模化应用提供技术支撑和示范样板。

转化意向范围

可国(境)内外转让

转化预期效益

低碳园区一体化协调控制的综合解决方案,预期可实现运行成本的有效控制,充分响应国家关于推进能源消费侧转型、提升需求侧响应能力的政策导向。 形成“能源-基建”融合发展的低碳园区建设新模式。持续形成一批可标准化生产、规模化应用的专利、标准与技术指南。为解决低碳园区建设与分布式能源体系搭建缺乏统筹布局,智慧化管控手段不足,BIPV 一体化实施难度大,直流微网与储能技术在民用建筑中应用的可行性验证不足等问题提供有效路径。为后续推广分布式能源与低碳园区规模化发展提供可靠的技术支撑。 “地热能+太阳能+储能+电网”复合式综合能源供能系统及柔性负荷调控策略,预期可增强园区能源系统与市政能源系统的互动与支撑能力,提升园区可再生能源利用率。其中,通过柔性用能平台可集成调度光伏发电、集中储能、直流空调、电动车互动等关键技术,实现光伏自用率>90%,有效避免了弃光弃电现象。 园区可再生能源综合利用,可以有效地减少运行过程中对于化石能源的依赖,与传统园区运行相比减少了运行过程中的能源成本。柔性用能机制与调度平台能够充分挖掘并利用建筑冷热源系统的柔性调节潜力,智能切换运行策略与工作模式,有效参与电网需求响应,实现能源使用的柔性化与经济性。

项目名称

碳减排、碳中和科技支撑

项目课题来源

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

摘要

课题为响应国家“3060 双碳目标”,推动《国家碳达峰试点建设方案》落地,开展研究。课题针对城市建设领域“创新技术应用风险高;储能调峰技术不成熟;综合智慧能源场景落地难”等现状问题,以三城一区和北京城市副中心建设为契机开展工作。课题以综合智慧能源场景落地为重点,以“源-网-荷-储”为基本技术逻辑,跨行业开展低碳园区建设关键技术的研究与应用,推动园区建设层面的碳减排、碳中和工作。课题内容主要分为五个部分: 1、开展“高可靠性 BIPV 组件集成设计及安装工艺”研究与应用,推动分布式光伏系统在园区中的应用,提高可再生能源利用率; 2、完成高颗粒度负荷预测与柔性响应机制的控制系统逻辑构建,通过智慧能源平台进行历史加权与实时修正,进而实现柔性调度、削峰填谷的目标,降低园区能源消耗总量; 3、在示范工程中搭建用户侧直流微网示范场景,提出直流配电系统搭建、直流电能质量、直流用电保护、直流检测等方面的技术措施与建设指南; 4、在示范工程中部署分散式储能实验装置,搭建用户侧多元储能实证平台,并进行测试与验证; 5、结合三个示范工程,开展“源-网-荷-储”一体化低碳园区综合解决方案的研究与低碳建设工作。 课题申请专利 2 项,主编标准 1 项,主编指南 1 项,参编标准 1 项;形成可规模应用的柔性响应方案 1 套,低碳园区综合解决方案 1 套;结合示范工程,实施了 15664㎡的光伏应用,预计总装机容量 1956kWp;搭建了直流应用场景;通过综合负荷预测模型开展用能系统搭建与调度机制设计。示范工程国家核电科研创新基地本体节能率 52.25%,可再生能源利用率 26.66%,碳排放量较《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015 降低 51.68%;未来建筑科创中心本体节能率 38%,可再生能源利用率 35.83%,碳排放量较《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015 降低 57%;华夏银行总行大厦本体节能率 49%,可再生能源利用率 37.17%,碳排放量较《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015 降低 55.97%。

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