光伏离散率_可持续建筑的低碳设计战略？

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我国风能、太阳能等产业大多在西部，用电大多在东部，这是为什么？

我国风能、太阳能等产业大多在西部，用电大多在东部，这是为什么？碳排放交易下新能源技术结构型提高是风力发电长期性逻辑性'风景发电能力占有率提高将推动用户量提高。从 2020 年总计用户量看，风景占比重为 24%， 相匹配用户量 534GW；依照我国碳达峰行动方案，2030 年风力发电、太阳能发电站总装机容量达 12 亿千瓦时之上，相匹配 1200GW，相匹配年化收益率复合型增长速度为 8.4%，假定将来单 w 成本费降到 4 元，则 每一年项目投资室内空间约 2700 亿，室内空间充足且具有一定成长型。

风景提高核心是降成本，但与光伏发电借助技术革新不一样，风力发电大量借助的是生产制造工作能力降成本。 风电光伏的上升并离散系统，核心是产品成本的把控，光伏发电大量反映在技术革新降成本，风力发电大量 的反映是生产工作能力降成本，光伏发电的下一波降成本的核心是新引进技术，风力发电更多的是生产制造技能提升 产生的成本减低。

风力发电的工艺途径对比光伏发电有一定可预测性;风力发电的工艺途径比较清楚，全产业链可预测性比光伏发电更强。功率大的风力发电发电量是行业趋势之一， 未来技术更多的是整个设备和工艺技术里的更改，并不会牵涉到全产业链刷新。据明阳智能潘永兴介 绍，目前中国在离海湾 100 千米之内的范围之内能够开发设计的水上风能资源量有 200 万 MW，基 本可以在较大水平上取代煤化。

从区域上讲， 在我国太阳能发电和陆上风力最充实的地域多在中西部，而用能集中化地域多在东部沿海，这就必须基本建设 特高压输电等路线开展长距离运输。但水上风力不一样，东部沿海省区还可以在离岸账户大约 30-50 公 里的地区立即开发设计当地的水上风力，不必担心长距离运输情况。

国电力能源的产地和交易地跨距巨大，大概80%的煤炭能源在北部区域，80%的水利资源在西南边地域，80%的风、光网络资源还在西北地域。而在我国电力能源70%之上的消费市场，都集中化在经济发达、提高比较快的华东地区、华北等地域。

电力资源在中西部，用电量集中化在东部地区，这就必须电力网输配电，把西部地区的电力输送到东部地区，中西部地区的间距超出3000公里，在长距离的电力传输中，只靠更改电力线的材料或是增加电力线的截面来减少电力传输里的耗损，如此不但会提升建设成本，还会继续给工程施工产生许多艰难。运用高压直流输电技术性，根据提高工作电压、减少电流量，就能够降低传送情况下电磁能的耗损，因此完成更长距离的传送。

可持续建筑的低碳设计战略？

发电机对系统电压影响大。低励或失磁时，发电机从电力系统吸收无功，引起系统电压下降。如果电力系统无功储备不足，将使临近故障发电机组的系统某点电压低于允许值，使电源与负荷间失去稳定，甚至造成电力系统因电压崩溃而瓦解。

光伏逆变器与变流器有什么区别？

可持续建筑的低碳设计战略

本文着重阐述了可持续建筑的低碳设计战略，包括5个独立的策略，其中以高效能源管理系统为核心，同时包括针对暖通空调系统与照明系统的节能技术手段、可再生能源技术与建筑一体化设计手段，同时强调了非技术层面的意识提升与行为转变的作用，以及碳抵偿措施的实施建议。

关键词：可持续建筑,能源管理系统,意识提升,碳抵偿措施

2011年，十一届全国人大四次会议审议通过“十二五”规划纲要，把资源节约和环境保护工作放在更加突出的位置，将“绿色发展，建设资源节约型、环境友好型社会”单独列作一篇，明确了“十二五”时期要实现能耗强度下降16%、二氧化碳排放强度下降17%等约束性目标。推之于建筑领域，目前我国建筑能耗约占社会总能耗的30%左右，在经济增长、人口增长的大背景下，商业建筑、民用住宅的能源需求持续增长，与之相关的能源消耗、碳排放都将显著增加，除非能有一个大改变以遏制此趋势，否则将无法实现节能、减排的约束性目标。

1建筑节能的法律法规和设计标准

近年来，我国的建筑节能立法与标准逐渐在完善，现行的主要法律法规、国家标准主要有：

(1)《中华人民共和国节约能源法》，1997年11月1日通过，2007年10月28日修订;(2)《中华人民共和国建筑法》，1997年11月1日通过，自1998年3月1日起施行;

(3)GB T50378—2006《绿色建筑评价标准》;

(4)GB 50189—2005《公共建筑节能设计标准》;

(5)GB 50411—2007《建筑节能工程施工质量验收规范》;

(6)GB 50034—2004《建筑照明设计标准》;

(7)《民用建筑节能条例》。

2005年7月，GB 50189—2005《公共建筑节能设计标准》开始实施，要求所有的新建、改建类公共和商业建筑，与20世纪80年代的同类建筑的能耗基准相比，必须达到50%的能耗减少量。2008年3月，中华人民共和国建设部正式更名为中华人民共和国住房和城乡建设部(简称住建部)。同年10月1日，与建筑能源使用相关的《民用建筑节能条例》开始实施，但条目为概括形式。

2可持续建筑的定义发展

可持续建筑没有统一的定义，环保、生态、节能、绿色、生物和气候适应性建筑，都被认为是可持续建筑的实现途径。所有可持续建筑的实现途径都关注两大方面：一即“建筑设计需从根本上考虑与自然环境的关系，及对自然环境的影响”，二即“需减少建筑运行过程对石油燃料的依赖性”。

3可持续建筑的低碳设计战略

为了实现节能和减排的双重目标，一种综合性的可持续建筑发展战略呼之欲出。此种战略并不仅仅聚焦于技术层面，同时强调了高效能源管理和行为转变在建筑节能领域中的作用，而这两点通常在中国的建筑行业被忽略。在国家法律、条例和标准之外，可采用5个独立的策略，以实现建筑的低碳可持续发展。

3.1高效能源管理系统

高效能源管理系统是整个低碳设计战略的核心，应该包括技术层面和非技术层面。技术层面涉及能源管理网络、能源运行数据的收集和分析等;非技术层面需要解决能源管理与建筑用户之间的关系。使用能源管理系统，通过对能耗数据的分析，有效监管建筑运行过程，对节能设备安装的推动，建筑用户意识的提升，以及可再生能源的利用都有积极的影响。

3.1.1能源管理网络

建筑能源管理系统由一系列的技术组成。从相对简单呆板的闭环控制，到专门为建筑单体或建筑群体设计的复杂数据检测、储存和交换系统等。比如CISCO研发的新兴智能互联建筑解决方案CiscoNetwork Building Mediator系列，可以对所有耗能设备分配IP地址，通过一个中央系统远程遥控供热、通风和制冷系统(HVAC)、照明系统、供电系统、安保系统等，将整幢建筑连接成一个智能网络[3]。通过将能源测量装置、温度和照明传感器与建筑能源管理系统相连，即时监测能耗信息，并利用自动纠错软件修正误操作。

3.1.2能源运行数据的收集和分析

单纯依赖于国家统一安装的电表读数是不够的，因为普通电表并不记录测量日期和测量时间点，仅为估计读数。所以我们需要一个完备的能源计量系统，进行实际能耗的定期记录。记录时，所有能耗数据需固定在同一个标准的读数时间，即为同一周、同一天的相同时刻。根据收集的能源数据，进一步进行数据分析。如果建筑内部有良好的控制系统，建筑的供热、制冷系统能耗应与外部环境温度成比例。比如在供热日内，随着外部温度升高，能耗应下降。如果供暖、制冷控制到位，则数据应分布在能耗趋势线附近;若数据离散，则说明控制差;若能耗偏离趋势基线很多，说明供热设备存在故障。

如果将能源数据的使用情况和分析结果通过网络在电脑显示器或者电视的终端方式显示出来，告知使用者他们的使用方式与使用情况，能够对人们的行为产生影响。

3.1.3能源管理组织机构

一个完备的能源管理机构，应该明确机构中从高级经理，到能源管理人员，到核心能源团队，再到低层职员的各级别人员，并在整个建筑运行过程中，为如何实现更好的能源运行目标，提供明确、综合的指导与培训。

3.2低碳节能技术手段

建筑供暖、通风、制冷、空调系统(即HVAC系统)和照明系统，占了建筑总能耗的绝大比例。低碳节能技术手段也聚焦于此，在维持建筑的热平衡、保证照明舒适度的同时，采用现代先进科技和创新型产品，降低建筑能耗。

3.2.1维持建筑热平衡

在建筑设计过程早期，应将当地气候条件、太阳高度角、采光条件等考虑入设计概要中。建筑从屋顶、外墙到窗户可应用智能玻璃立面、建筑遮阳设备、创新型隔热产品等先进技术与材料，降低整个建筑的屋顶、外墙、窗洞等传热系数，从而减少住户用于取暖和消暑的电费支出。

3.2.2照明设备与控制系统

照明设计应符合建筑照明标准的相关规定，使用高效节能的光源与灯具，并根据使用者的实际需求，设置适当的环境照明和任务照明。采用时控、光控或者智能控制器进行调光，在一个空间内依据用户的需求与喜好，创造不同的场景，适应多功能的用途。智能调光系统在保证光环境舒适宜人的同时，也能提高用户的工作效率，同时，最大限度地节省使用灯光，节省电力消耗，充分展示在照明运行环节最大限度挖掘节能减排的潜力。

3.3可再生能源技术与建筑一体化设计

可再生能源技术与建筑一体化设计，即将建筑的使用功能与可再生能源的利用有机地结合在一起，形成多功能的建筑构件，使得建筑各部分的功能协调统一，达到令人满意的节能和使用效果。如今，光热建筑一体化、光伏建筑一体化、风能建筑一体化等技术，在建筑中的应用也越来越广泛。但从目前来看，这些技术大多更适于整合于新建建筑中，而用于已建建筑的改造，还亟须技术改进。

3.3.1光热建筑一体化

太阳能热水器是目前我国太阳能热利用的主要形式。除此之外，还可以将太阳能转化后的热能利用于制冷与空调，包括太阳能吸收式制冷、太阳能除湿式制冷、太阳能吸附式制冷等。但由于太阳能集热器占地较多，在推广中难免受到一些限制。

太阳能集热器是太阳能转化为热能系统的重要组成部分，也是一体化设计中的重点内容。建筑设计需将太阳能集热器作为建筑的组成元素，与建筑有机结合，保持建筑统一和谐的外观，并与周围环境相协调。在保证集热效果的前提下，太阳能集热器的设计安装有着多种方式，包括在建筑屋面(平、坡屋面)、阳台拦板、建筑立面等。其中，太阳能集热器设置在平面屋顶上是最为简单易行的设计方法，其优点是安装简单，可放置的集热器面积相对较大，且可以调整集热器的朝向，对于东西朝向的建筑极为便利。而太阳能集热器设置在建筑外立面上会使建筑有一个新颖的外观，能弥补屋面(尤其是坡屋面)上集热器面积及安装角度受限的缺陷。

3.3.2光伏建筑一体化

新建建筑采用光伏建筑一体化，可以达到更好的节能和碳减排效果。通过太阳能电池板将太阳能转化为直流电能，再通过逆变器将直流电能转换成交流电能，就能成为绝大多数家用电器的电能来源。但在实际应用上，将太阳能转化为电能的太阳能电池片转换效率目前仅为15%左右，即使采用聚光技术的电池片，最高转换效率也只能达到35%左右。而许多办公设备(比如笔记本电脑、打印机等)，又要将交流电源转换成直流电源，能量损失最高可达50%[6]。事实上，大多数电气设备，包括照明设备，都能依靠直流电有效工作而不需要交流电源。鉴于此，更多地使用直流分配网络(DC distribution networks)，可减小不必要的能量转换，提高可再生技术的经济效益。

3.3.3风能建筑一体化

风能建筑一体化发电效率高、成本较低。小程机器，其应用价值还有争议，而中程机器(5～50 kW)，若装置适当(如成为新型建筑或高层建筑的一部分)，则贡献巨大。比较典型的例子如2007年6月竣工的巴林世贸中心(WTC)，3个巨大的风力涡轮螺旋桨按照独特的空气动力学安装到建筑中，每个直径长达29m，每次工作，这3个巨大的螺旋桨大约能给大楼提供11%～15%的电力，足够给300个家庭用户提供1年的照明用电。

3.4意识提升与行为转变

在很多情况下，意识提升对于实现节能和碳减排的目标，有着极大的促进作用，既节约成本，又行之有效。日本政府曾发起知名的“Cool Biz”运动，倡导上班族在夏季改掉正装装束，穿短袖衬衫上班，来节省空调费用，帮助改善环境，带来了一定的节能效益。

可持续建筑的扩展，需要利用政府立法和企业政策的影响力，提升建筑用户的意识，促使行为转变以实现节能。比如鼓励建筑用户，当离开房间的时候，关闭不必要的照明和电器设备，可以有效地减少电能消耗。又比如，在中国很多的商业建筑中，有近50%的能量用于供热和制冷需求。如果在任何一座建筑中调整1℃的室内温度变化，可在建筑年度能耗中，带来非常可观的节能效果。

3.5碳抵偿措施

碳抵偿，即人们计算自己日常活动直接或间接制造的二氧化碳排放量，并计算抵消这些二氧化碳所需的经济成本，然后付款给专门企业或机构，由他们通过植树或其他环保专案、可再生能源工程等方式，抵消大气中相应的二氧化碳量。

建筑节能领域可以考虑推动碳抵偿措施的实现。建筑在采取了高效能源管理、节能技术应用以及可再生能源利用等措施后，可以针对建筑全寿命期间的碳排放量进行合理的评估，采取一定的碳抵偿措施，以实现更为显著的碳减排效果。但值得注意的是，碳抵偿仍旧富有争议，自愿减排项目不仅缺乏统一认证标准，客观上造成认证、监测的难度，还无法保证其真正实现项目所在地社区的可持续发展。因而，应该在前述措施都已有效开展后再考虑碳抵偿措施。

4结语

为了实现节能和减排的双重目标，可持续建筑的低碳设计战略不仅仅聚焦于高效能源管理系统，暖通空调系统与照明系统的节能技术手段，以及可再生能源技术与建筑一体化设计，同时强调了意识提升与行为转变在建筑节能中的作用，鼓励政府或企业框架下的政策激励手段。鉴于碳抵偿本身尚缺乏认证、监测透明度，应在前述4种措施完成后再求助于小量的碳抵偿措施。

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光伏并网点 谐波电流

逆变器就是一种将低压（12或24伏或48伏）直流电转变为220伏交流电的电子设备。

而逆变器的作用与此相反。

逆变器就是把直流电（12-36v）变为交流电的设备。

1.晶体管逆变器是采用晶体管和变压器自激或它激形成频率约50hz的工频交流信号，再经晶体3极管放大，变压器升压到220v或其他电压供负载用。个大体重。

2。开关式逆变器是采用晶体管集成电路产生频率约20-50KHz的交流高频信号放大升压到220v~整流得到300V-，再由可控硅斩波成220v~，50hz的工频电供负载用。个小体轻，效率高。

3。脉冲变流器，是脉冲信号送入变流器放大（电压、电流、功率）后仍以这种形式的脉冲波形送给负载。

变流器除主电路(分别为整流电路、逆变电路、交流变换电路和直流变换电路）外，还需有控制功率开关元件通断的触发电路（或称驱动电路）和实现对电能调节、控制的控制电路。

变流器的触发电路包括脉冲发生器和脉冲输出器两部分。

前者根据控制信号的要求产生一定频率、一定宽度或一定相位的脉冲；

后者将此脉冲的电平放大为适合变流器中功率开关元件需要的驱动信号。

触发电路按控制的功能可分为相控触发电路（用于可控整流器、交流调压器、直接降频器和有源逆变器）、斩控触发电路和频控触发电路。采用正弦波的频控电路不仅能控制逆变器的输出电压，还能改善输出电压的质量。

变流器的控制电路按控制方式分开环控制电路和闭环控制电路。

前者主要用在要求不高的一些专用设备；后者具有自动控制和调节的作用，广泛应用在各种工作机械上。

按控制信号性质分模拟控制电路和数字控制电路。模拟信号最常采用的是直流电压和电流，便于用电的方法加以处理和变换；数字信号是一组信息参量具有离散值的不连续变化的信号。

数字控制具有高精度，但电路较为复杂，价格昂贵。因此，实际上广泛应用的是数字模拟混合式控制电路。此外，采用微型计算机的控制电路也具有很多优点。

电力电子技术的快速发展极大地促进了光伏并网的大规模开发利用，以光伏为代表的高比例新能源并网成为未来能源互联网发展的趋势。然而，光伏出力具有强烈的随机性、间歇性，其采用非线性电力电子装置作为并网接口，将给电网带来复杂的谐波和间谐波问题。间谐波作为非整数次工频分量，具有频谱复杂且时变的特点，传统的谐波分析方法较难适用于间谐波问题的分

析，尤其是次同步频率段的间谐波分量较大时，可能与邻近发电机轴系机械振荡相互作用，诱发次同步振荡问题，严重危及电力系统的安全稳定运行。因此，需建立光伏并网系统的间谐波分析模型，对间谐波产生机理和特性进行分析，便于抑制间谐波对系统的影响。

不同工作频率子系统互联的非同步耦合调制行为是产生间谐波的主要原因。分析间谐波的方法主要有时域信号的离散傅里叶分析和频域数学模型。典型的交直交换流器及直流输电系统中，由于具有两个不同频率的系统相互调制作用，因此会产生间谐波。负荷的波动性，也会产生间谐波问题。基于线性化的方法推导感应电动机带波动性负荷时的定子间谐波电流表达式，并分析间谐波幅值与负荷波动频率、负荷大小的关系。随着可再生能源发电的随机波动性增大和新型电力电子装置间不同频率系统间相互耦合作用加强，现代电力系统的间谐波产生和传播机理变得更为复杂，如直驱型永磁同步风力发电机和双馈式风力发电机的间谐波问题。光伏并网系统产生间谐波的主要原因有：一是光照的随机变化将导致光伏输出的直流电压随机波动，通过逆变器交直流侧相互作用，在交流侧产生复杂的间谐波分量；二是最大功率点跟踪(maximum power point tracking，MPPT)控制不断调整逆变器直流电压指令，以获取最大功率输出，从而导致逆变器直流侧电压波动，在交流侧产生间谐波分量。常见的MPPT策略有扰动法和电导增量法，两者输出均具有扰动特征，因此下文统一称为扰动式MPPT。在确定的扰动步长和扰动周期作用下，扰动式MPPT输出将呈现三点周期性振荡，该模式将会在并网系统中产生明显的间谐波分量。通过实验测量的方法研究不同类型光伏逆变器的间谐波电流发射特性，并指出MPPT是造成光伏并网系统存在间谐波的原因。采用IEC推荐的间谐波子组算法评估光伏逆变器在不同输出功率下，由MPPT导致的特征间谐波电流。进一步以扰动观察法为例，对MPPT引起的光伏间谐波进行仿真研究，给出相应的抑制措施。然而，上述研究成果均以实验测试或仿真分析的手段展开，能定性得出光伏间谐波的分布规律和影响因素，无法揭示其产生的内在机理和具体量值大小。因此，通过解析计算MPPT导致的光伏并网系统间谐波，深入分析间谐波的产生机理和发射特性具有重要的理论价值。