隨著配電系統的發展，直流微電網比交流微電網更具優勢，更能適應綠色、高效、可持續性的要求，在未來建筑能源系統的發展中有巨大的潛力。然而，目前在建筑中大規模引入直流系統仍然有較大挑戰，直流配電節能效果究竟如何也難以評估，其影響因素有很多，比如建筑類型，可再生能源及儲能技術的應用，電源轉換組件的數量和效率，線路長度及其損耗，整個電力系統的配置等等。目前，一些國家已經紛紛開展了直流配電網的研究，提出了各自的直流配電網概念和發展目標。美國相對較早開始了直流配電網的研究。2015年2月，美國節能聯盟（allianceto save energy）發起了sei（systemsefficiency initiative）研究計劃，致力于提高美國建筑系統能效，推動建筑節能的商業性發展。

2017年，美國節能聯盟發布了 “going beyond zero: a systemsefficiency blueprint for building energy optimization and resilience”報告。該報告對美國建筑能效技術和政策背景進行了調研，總結了美國建筑能源優化和彈性電網方面的調研結果，并提出相應的一系列建議推動節能項目發展。本文節選報告中直流微電網相關內容進行介紹。

發現1：直流配電在美國國家能源政策、能源計劃和項目實踐中存在亟待填補的空白

目前，直流配電系統研發和部署工作尚未列入美國國家能源政策或計劃之中。直流建筑系統涉及事項跨度廣闊，各利益相關方比如政府，科研人士以及私營企業都有機會從中獲益。美國能源部聯邦能源管理計劃（femp）已經確定了58個光伏項目，總計超過325兆瓦的發電容量。針對這一問題，報告給出如下建議：

建議1.1：能源部建筑技術辦公室（bto）應做到：

對現有規模的直流供電建筑進行持續評估，包括節能性，可靠性，彈性和經濟性;

對目前進行中的建筑直流配電或終端設備示范項目進行展示

與行業或消費者合作，根據已有評估和示范項目，明確推廣直流配電的技術、制度和市場障礙

綜合能源部（doe）已制定的能效和可再生能源目標，制定應對策略克服目前障礙

建議1.2：doe / bto應與其他聯邦電力項目合作開展相關活動，加快直流供電系統的商業開發，提高其市場接受度。可采取以下措施：

為相關直流研究和推廣計劃項目提供資金支持

鼓勵直流相關示范項目展示

利用energy star, 80-plus31 and leed等評級認證激勵電力公司采用直流供電系統（建筑直流供電系統現已納入leed等認證評分項）

加強業界各利益相關方對直流技術的市場意識，鼓勵自行建立組織或行業聯盟，營造火熱的建筑直流供應鏈技術話題

全力消除直流供電系統的制度規章障礙，比如更新聯邦檢測方法，增添直流或混合hvac&r檢測方法

建議1.3：國會或主管機關應鼓勵聯邦機構在現有或新建建筑中采用直流配電或微電網，增加電網可靠性和運行彈性。

建議1.4：doe應成立一個跨機構工作小組來專門應對建筑直流化障礙和機遇，邀請行業各利益相關方參與。該工作小組可進行多種能源項目，比如，聯邦緊急事務管理局和國防部（dod）為移動設施（例如臨時住房，野戰醫院和廚房）進行直流配電，美國國際開發署鼓勵發展中國家農村和其他服務欠缺地區的遠程電力直流應用。

發現2：直流配電模式為系統集成和控制創造了有利條件

目前，直流配電主要用于數字化管理，如usb和以太網。未來以此為基礎，可實現更多dc功能，包括本地發電或存儲，即插即用安裝，微電網，改進電網可靠性，安全性和系統管理。通過結構化布線將電力和通信相結合，使通信網絡更安全。目前，已有一些直流供電建筑的示范項目，利用直流系統將電力，數據和控制集成至統一平臺中，例如可持續科羅拉多辦公樓。

建議2：能源部應與行業和標準制定機構合作，制定研發路線圖，充分利用直流配電優勢，提高建筑系統效率。

開發標準化機制，直流電網數字化管理;

與電氣和電子工程師協會（ieee）等機構合作，開發電網直流配電的標準架構;

與ieee等機構合作，將架構集成到現有和新技術的每個物理層。

發現3：實現直流配電提高建筑系統效率仍存在多重障礙

目前，直流產品商業性低，無論是供應商，消費者還是相關技術人員直流配電相關知識儲備不足，直流相關操作和規范要求的勞動力培訓力度欠缺，直流電壓壓力等級問題缺乏行業共識，急需相關技術標準和電氣規范。相關建議如下：

建議3.1：制造商應開發適用于多種建筑的直流建筑標準方案，并提供更具有成本效益的產品。

建議3.2：doe應與國家項目或行業利益相關方進行合作，開發和測試新方法，降低在現有商業建筑中引入直流配電的復雜性，保證建筑無論翻新，裝修還是內部設備更換都不費力。

建議3.3：ieee應與其他標準、認證組織或行業組織（例如，以太網聯盟，usb開發者論壇）合作，制定培訓材料，幫助設計人員，相關操作人員更了解直流系統，從而更正確、安全應用并實現節能效果。

建議3.4：doe應為協調勞動力培訓工作提供指導，比如相關操作準則或規范要求。

發現4：擴大直流供電產品的市場，應為直流供電系統提高相關測試程序

建議4.1：doe應主動審查其能源測試方法，并進行適當更新使其可以應用于直流系統，doe還應向國會建議對現有法規措辭進行技術更改，不應只針對交流系統。

建議4.2：行業其他人士也可督促doe改進測試程序。

建議4.2：在國際層面，應倡導在各國相關測試或標準組織中添加直流標準測試方法。

發現5：難以確定現有建筑電氣規范和技術標準是否適用于直流建筑

現有國家電氣規范（nec）主要針對交流電，如果沒有針對直流電的相關規范，直流配電很難適用于更廣闊的場合，甚至技術人員和官方人員溝通也非常困難。這很可能會導致增加直流系統布線成本，難以實現商業性推廣。

建議5.1：doe應與規范制定機構和行業利益相關方合作，審查與直流電源相關的現有規范和標準，包括電氣規范，建筑能源規范和產品安全標準，以評估它們是否囊括直流系統。

建議5.2：ashrae應考慮建立一個委員會，以確定標準90.1和其他標準所需的變更，以及支持新建和現有商業建筑中直流配電的指南和培訓材料。

發現6：全球建筑直流市場非常廣闊

除美國外，很多國家和地區都紛紛開展了直流配電網的研究，例如歐洲電子行業eniac贊助了一個直流微電網示范項目，以推進可再生能源在凈零能耗建筑中的使用，此外，德國還出版了低壓直流微電網標準化路線圖，對直流建筑技術，市場和監管問題進行了討論，同時介紹了區域直流配電優勢，相關標準的發展和發展現狀。中國住房和城鄉建設部與美國doe開展了雙邊合作項目——清潔能源研究中心cerc，研究建筑直流配電的優勢。其他亞洲市場中也有很多制造商開始開發小型直流供電空調，并且可以直接連接光伏板。2015年，國際電工委員會（iec）成立了“低壓直流應用”的系統評估小組（seg4），進行與低壓直流（lvdc）標準和應用相關的研究，以制定相關技術標準的建議。預計2020年，全球直流建筑市場將從2013年的6.09億美元增長到97億美元。

建議6.1：doe應與其他聯邦機構以及行業利益相關方合作，了解國際直流建筑相關發展。

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