摘要  　　

　　構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵，這一新的系統(tǒng)構(gòu)建需要“源儲(chǔ)網(wǎng)荷”協(xié)同互動(dòng)?？照{(diào)系統(tǒng)是建筑等終端用戶側(cè)的重要用能負(fù)載，在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中需要承擔(dān)哪些新的任務(wù)？新型電力系統(tǒng)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)有哪些新要求？空調(diào)系統(tǒng)能夠發(fā)揮什么樣的作用？這些問(wèn)題均亟待解答。為此，本文從新型電力系統(tǒng)視角出發(fā)，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)提出的新需求、需承擔(dān)的新任務(wù)及空調(diào)系統(tǒng)能夠發(fā)揮的作用等方面進(jìn)行了探討，空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)自身“源儲(chǔ)荷”各環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)重視所能發(fā)揮的柔性用能作用，成為新型電力系統(tǒng)中的友好負(fù)載用戶。本研究將為深入認(rèn)識(shí)空調(diào)系統(tǒng)在新型電力系統(tǒng)中需做出的變革、可發(fā)揮的作用提供有益探索和參考。

　　

　　引言  　

　　構(gòu)建以風(fēng)電、光電（簡(jiǎn)稱風(fēng)光電）等新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型、“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵。新型電力系統(tǒng)的建設(shè)需要在供需兩端協(xié)同轉(zhuǎn)變，一方面需要電力系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變來(lái)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的零碳化，電力來(lái)源、電源分布、電網(wǎng)調(diào)控、儲(chǔ)能資源等“源儲(chǔ)網(wǎng)荷”涉及的諸多方面均會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)性變革；另一方面，要求終端能源消費(fèi)領(lǐng)域的電氣化、再電氣化，并協(xié)助完成電力系統(tǒng)供需匹配調(diào)節(jié)等重要任務(wù)，如建筑、交通、工業(yè)等各終端領(lǐng)域都紛紛提出了相應(yīng)的電氣化轉(zhuǎn)型路徑來(lái)作為其實(shí)現(xiàn)終端領(lǐng)域碳中和的重要途徑，柔性建筑、車網(wǎng)互動(dòng)等新興研究領(lǐng)域也致力于通過(guò)終端側(cè)的有效調(diào)節(jié)來(lái)促進(jìn)電力系統(tǒng)的供需協(xié)同。

　　

　　建筑領(lǐng)域是電力系統(tǒng)重要的終端用戶，也是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵部門。傳統(tǒng)建筑能源系統(tǒng)多關(guān)注如何更好地滿足建筑自身用能需求，面向建筑低碳發(fā)展需求需要尋求新的解決方案。有研究對(duì)碳中和目標(biāo)下建筑能源系統(tǒng)的革新提出了發(fā)展方向，認(rèn)為應(yīng)當(dāng)在建筑節(jié)能的目標(biāo)基礎(chǔ)上面向建筑低碳的目標(biāo)尋求適宜的解決方案，除降低需求、提高效率的常見(jiàn)節(jié)能手段之外，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步在充分利用建筑自身可再生能源、發(fā)揮建筑能源系統(tǒng)的柔性作用來(lái)使其成為新型電力系統(tǒng)中的柔性、靈活可調(diào)用戶等方面提出合理的技術(shù)路徑。

　　

　　空調(diào)系統(tǒng)是重要的終端用能環(huán)節(jié)，也是建筑領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、協(xié)助完成新型電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)任務(wù)的三大關(guān)鍵領(lǐng)域之一（如圖1所示）。面向“雙碳”目標(biāo)提出的新要求，已有研究者對(duì)空調(diào)系統(tǒng)如何適應(yīng)“雙碳”目標(biāo)的要求開展了深入探討，討論了降低空調(diào)運(yùn)行碳排放的主要原則，指出應(yīng)從降低空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷，提高設(shè)備系統(tǒng)能效，制訂與完善空調(diào)碳計(jì)算、評(píng)估規(guī)范與機(jī)制等方面著手。也有研究指出了在終端電氣化、再電氣化推動(dòng)下，熱泵對(duì)空調(diào)系統(tǒng)碳減排可發(fā)揮的重要作用，這點(diǎn)已得到各方共識(shí)，熱泵已成為工業(yè)、民用領(lǐng)域電氣化替代的重要手段，各類適宜空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用的熱泵設(shè)備已得到廣泛關(guān)注和開發(fā)。

　　圖1示出了未來(lái)新型電力系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。面向新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建目標(biāo)，空調(diào)系統(tǒng)需進(jìn)一步思考其在整個(gè)新型電力系統(tǒng)中的定位、角色。如何將空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展與新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建需求相融合，更好地促進(jìn)終端能源用能方式轉(zhuǎn)變與能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)變革之間的協(xié)同，如何在滿足基本功能的基礎(chǔ)上更好地發(fā)揮空調(diào)系統(tǒng)作為終端可調(diào)資源的潛力，是值得深入研究的問(wèn)題。為此，本文將針對(duì)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建需求下對(duì)空調(diào)系統(tǒng)提出的新要求、如何更好地發(fā)揮空調(diào)系統(tǒng)的作用來(lái)促進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)等問(wèn)題進(jìn)行探討，為促進(jìn)“雙碳”目標(biāo)下空調(diào)系統(tǒng)的合理構(gòu)建、合理設(shè)計(jì)運(yùn)行等提供參考。

　　

　　01、新型電力系統(tǒng)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的新要求　　

　　1.1、新型電力系統(tǒng)構(gòu)建需求　　

　　新型電力系統(tǒng)是面向“雙碳”目標(biāo)與能源革命需要構(gòu)建的電力系統(tǒng)，是依靠風(fēng)光電、水電、核電、生物質(zhì)發(fā)電等新能源電力為主體，火電等傳統(tǒng)電力作為補(bǔ)充的電力系統(tǒng)，是破解能源“不可能三角”（同時(shí)實(shí)現(xiàn)能源安全、經(jīng)濟(jì)、綠色目標(biāo)）的關(guān)鍵。

　　

　　充分利用可再生能源、實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)是驅(qū)動(dòng)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的關(guān)鍵內(nèi)生動(dòng)力，這一過(guò)程需要整個(gè)電力系統(tǒng)的供給側(cè)與需求側(cè)均做出變革，并且應(yīng)協(xié)同變革。從需求側(cè)來(lái)看，不能再依賴化石燃料，而應(yīng)當(dāng)從利用可再生能源的角度出發(fā)充分解決自身需求，促使其用能結(jié)構(gòu)由化石燃料轉(zhuǎn)向電氣化；供給側(cè)也不再以化石燃料為主，而是轉(zhuǎn)變供給側(cè)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向以風(fēng)光電等可再生能源為主體的供給。未來(lái)碳中和時(shí)期將由風(fēng)光電等可再生電力占主導(dǎo)，其裝機(jī)容量可達(dá)電力系統(tǒng)總裝機(jī)容量的約80%，相應(yīng)地由風(fēng)光電提供的發(fā)電量則可占到總發(fā)電量的約60%。

　　

　　新型電力系統(tǒng)不單單意味著電源結(jié)構(gòu)的改變，也并非簡(jiǎn)單地將原有的火電等化石電源替換為風(fēng)光電等可再生電力，而是整個(gè)電力系統(tǒng)的全面變革，“源儲(chǔ)網(wǎng)荷”各個(gè)方面都需要適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的發(fā)展要求（如圖2所示）。

　　1） 在電源側(cè)，新型電力系統(tǒng)將以風(fēng)光電等可再生電力為主體，電源結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，數(shù)量由有限向海量轉(zhuǎn)變，分布特征由集中向集中與分散并存發(fā)展，現(xiàn)有的火電等基礎(chǔ)性電力將轉(zhuǎn)變?yōu)槲磥?lái)的調(diào)峰電力；風(fēng)光電為主力的電源結(jié)構(gòu)下對(duì)與風(fēng)光電波動(dòng)性相適應(yīng)的靈活電源需求日益增長(zhǎng)，各類儲(chǔ)能資源、靈活性調(diào)節(jié)資源成為關(guān)鍵。

　　

　　2） 在負(fù)荷側(cè)，全面電氣化一方面會(huì)帶來(lái)終端用電需求的進(jìn)一步增長(zhǎng)，另一方面終端將由單純負(fù)載轉(zhuǎn)變?yōu)榧植际桨l(fā)電、終端用電和調(diào)蓄于一體的復(fù)合體，負(fù)荷側(cè)有望從剛性變?yōu)榫哂幸欢ㄕ{(diào)節(jié)能力的柔性終端。要發(fā)揮好建筑、電動(dòng)汽車等電力終端用戶的作用，使得終端用戶能夠參與到與電力系統(tǒng)供給間的互動(dòng)中來(lái)，降低新型電力系統(tǒng)中對(duì)儲(chǔ)能容量的要求，更好地滿足系統(tǒng)對(duì)靈活性調(diào)節(jié)資源的需求，助力解決電力系統(tǒng)供需不匹配問(wèn)題，促進(jìn)電力系統(tǒng)由傳統(tǒng)的“源隨荷動(dòng)”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;荷隨源動(dòng)”，實(shí)現(xiàn)供需匹配。

　　

　　3） 在儲(chǔ)能側(cè)，要統(tǒng)籌規(guī)劃好電力系統(tǒng)中可用的儲(chǔ)能資源，既包含電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)的儲(chǔ)能資源，又可挖掘用戶側(cè)具有的儲(chǔ)能或等效儲(chǔ)能資源，并應(yīng)對(duì)未來(lái)電力系統(tǒng)中各處儲(chǔ)能資源開展協(xié)調(diào)利用、協(xié)同起來(lái)發(fā)揮作用。電源側(cè)的儲(chǔ)能主要是用于應(yīng)對(duì)風(fēng)光電等可再生電力的波動(dòng)性出力問(wèn)題，電網(wǎng)側(cè)可調(diào)度的抽水蓄能、集中電池儲(chǔ)能等手段將成為支持電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段，用戶側(cè)的分布式儲(chǔ)能或等效儲(chǔ)能資源則可廣泛調(diào)度起來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)柔性用電，促進(jìn)“荷隨源動(dòng)”。充分調(diào)動(dòng)這些集中儲(chǔ)能、分布式儲(chǔ)能的能力來(lái)解決電力系統(tǒng)源、荷之間的不匹配問(wèn)題。

　　

　　4） 在電網(wǎng)側(cè)，新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)集中式大電網(wǎng)與分布式電網(wǎng)并存的格局。電網(wǎng)的職責(zé)發(fā)生轉(zhuǎn)變，由全力保障供電、滿足終端用電需求，轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)動(dòng)系統(tǒng)中的電源側(cè)、儲(chǔ)能側(cè)、用戶側(cè)等來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)同，共同完成電力系統(tǒng)的平衡、調(diào)節(jié)等任務(wù)。用戶側(cè)配電網(wǎng)將接入建筑、電動(dòng)汽車等用戶側(cè)資源，用戶側(cè)更好地協(xié)同起來(lái)，參與與外部電力系統(tǒng)間的互動(dòng)，而用戶側(cè)具有的靈活調(diào)節(jié)能力也將使得配電網(wǎng)更容易實(shí)現(xiàn)就地平衡。

　　

　　1.2、對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的新要求　　

　　面對(duì)前面提及的新型電力系統(tǒng)構(gòu)建所面臨的新需求，需要多方面的協(xié)同，不單單是電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)的轉(zhuǎn)變，而是要引導(dǎo)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)全面地參與、促進(jìn)新型電力系統(tǒng)的建成。負(fù)荷側(cè)（用戶側(cè)）要主動(dòng)轉(zhuǎn)變，開發(fā)自身分布式可再生能源，并使得自身具備柔性用電能力，為向“荷隨源動(dòng)”的轉(zhuǎn)變提供支撐。

　　

　　建筑是重要的終端用戶，在未來(lái)電力系統(tǒng)中將集成具有自身光伏等可再生能源生產(chǎn)、消費(fèi)、調(diào)蓄多重功能，從單純負(fù)載變?yōu)殪`活性可調(diào)節(jié)負(fù)載。建筑側(cè)具有的靈活性、等效儲(chǔ)能資源可主要包含空調(diào)系統(tǒng)（包含建筑本體）、電器設(shè)備及儲(chǔ)能電池（包含電動(dòng)汽車可發(fā)揮的等效電池儲(chǔ)能功能）三大類。

　　

　　從建筑自身來(lái)看，空調(diào)系統(tǒng)是滿足建筑功能需求的重要組成，在滿足空調(diào)需求的基礎(chǔ)上，空調(diào)系統(tǒng)主要性能提升路徑包括降低冷熱負(fù)荷需求、提高系統(tǒng)能效、優(yōu)化運(yùn)行滿足變負(fù)荷和全工況需求等，以實(shí)現(xiàn)建筑空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能高效等目標(biāo)。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)作為新型電力系統(tǒng)中的重要用戶時(shí)，除了上述從建筑節(jié)能角度出發(fā)的技術(shù)路徑，還應(yīng)當(dāng)把空調(diào)系統(tǒng)放到整個(gè)電力系統(tǒng)的視角下進(jìn)一步思考其定位和可發(fā)揮的作用（如圖3所示）。

　　結(jié)合新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建需求，空調(diào)系統(tǒng)需發(fā)揮的作用或需進(jìn)一步作出的改變主要包括以下幾個(gè)方面。

　　

　　1） 需要空調(diào)系統(tǒng)在源側(cè)主動(dòng)改變用能結(jié)構(gòu)。在源側(cè)，需要供暖空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源加快轉(zhuǎn)變?yōu)橐噪娏橹黩?qū)動(dòng)的冷熱源形式。除了北方集中供暖系統(tǒng)的熱源尋求各類余熱資源進(jìn)行低碳化替代外，供暖空調(diào)系統(tǒng)中其余冷熱源方式均有望實(shí)現(xiàn)電氣化替代，例如當(dāng)前部分仍以化石燃料驅(qū)動(dòng)的制冷方式，就面臨電氣化替代的需求。熱泵方式已成為終端脫碳降碳的重要技術(shù)手段，各類應(yīng)用場(chǎng)景下的熱泵設(shè)備也得到廣泛開發(fā)，例如供暖領(lǐng)域的空氣源熱泵、工業(yè)/醫(yī)院特殊場(chǎng)合需求的蒸汽熱泵等新型熱泵設(shè)備已成為此類場(chǎng)景下電氣化、降低其直接碳排放的重要支撐。

　　

　　2） 需要空調(diào)系統(tǒng)具備一定的儲(chǔ)能調(diào)節(jié)能力。空調(diào)系統(tǒng)是終端用能的重要組成，其具有的儲(chǔ)能或等效儲(chǔ)能能力是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)終端用戶可調(diào)節(jié)的重要基礎(chǔ)?？照{(diào)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，包括冷熱源側(cè)（冷熱源機(jī)組）、輸配側(cè)（風(fēng)機(jī)、水泵）、末端側(cè)等，均可具有一定的儲(chǔ)能能力（將在第3章深入討論）?？照{(diào)系統(tǒng)的儲(chǔ)能或等效儲(chǔ)能能力，既包含建筑本體圍護(hù)結(jié)構(gòu)等帶來(lái)的熱慣性，也包括末端環(huán)境控制參數(shù)可在一定范圍內(nèi)波動(dòng)變化帶來(lái)的調(diào)節(jié)潛力，例如夏季建筑空調(diào)室溫通?？稍?6 ℃±2 ℃范圍內(nèi)波動(dòng)，實(shí)際上就為電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)、功率調(diào)節(jié)等提供了很好的等效儲(chǔ)能裕度。 

　　

　　3） 需要空調(diào)系統(tǒng)輔助消納風(fēng)光電等可再生電力。既包括消納建筑自身的光電等可再生電力，也包括輔助電力系統(tǒng)來(lái)消納外部風(fēng)光電等可再生電力。在消納建筑自身光電方面，從負(fù)荷特征來(lái)看，空調(diào)負(fù)荷與室外氣候間關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，光伏空調(diào)、光儲(chǔ)空（光伏+空調(diào)+儲(chǔ)能聯(lián)合）等系統(tǒng)形式對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)從自身出發(fā)來(lái)利用建筑自身光伏能源具有一定優(yōu)勢(shì)，一些建筑中也單獨(dú)設(shè)置光伏熱泵來(lái)滿足冬季供暖需求；但需要注意的是，供暖空調(diào)僅在空調(diào)季節(jié)發(fā)揮作用，所配置的光伏需在非空調(diào)季尋求合理的應(yīng)用方式，減少不必要的棄光。以火電為主力的電力系統(tǒng)通過(guò)供給側(cè)的確定性來(lái)應(yīng)對(duì)負(fù)荷側(cè)的隨機(jī)性、不確定性；而風(fēng)光電有顯著波動(dòng)性，這就使得儲(chǔ)能、調(diào)節(jié)變得極其重要。空調(diào)系統(tǒng)具有一定的可調(diào)節(jié)性，有望通過(guò)自身的儲(chǔ)能如蓄冷、蓄熱或等效儲(chǔ)能能力來(lái)實(shí)現(xiàn)一定程度上的用能確定性，從而配合消納外部電力系統(tǒng)中的風(fēng)光電電力，減少對(duì)電力系統(tǒng)另設(shè)儲(chǔ)能的需求。

　　

　　4） 需要空調(diào)系統(tǒng)能夠適應(yīng)電力調(diào)節(jié)需求。電力系統(tǒng)供給側(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)橐燥L(fēng)光電等可再生能源為主，源側(cè)呈現(xiàn)更多波動(dòng)性特征，需要荷側(cè)能夠更好地匹配源側(cè)變化。當(dāng)前電力系統(tǒng)中的需求側(cè)響應(yīng)、虛擬電廠、電力交易等也越來(lái)越重視與用戶側(cè)的友好互動(dòng)?？照{(diào)是終端重要的可調(diào)節(jié)資源，例如空調(diào)負(fù)荷是夏季電力高峰的重要成因，削減空調(diào)尖峰用電對(duì)夏季電力負(fù)荷峰谷調(diào)節(jié)具有重要作用，常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)中已有冰蓄冷、水蓄冷等方式適應(yīng)電力系統(tǒng)的峰谷電價(jià)調(diào)節(jié)機(jī)制；北方冬季夜間風(fēng)電出力高峰時(shí)需要有效的消納手段，而空氣源熱泵供暖方式則有望配合電力系統(tǒng)在夜間消納多余風(fēng)電，并可充分利用建筑的熱慣性來(lái)滿足全天供暖需求，這種方式也有望成為電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)的有效終端手段。一方面空調(diào)系統(tǒng)需要進(jìn)一步挖掘自身的潛力來(lái)適應(yīng)電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)需求，另一方面也需要未來(lái)新型電力系統(tǒng)能夠在調(diào)節(jié)指令上更好地引導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)參與到電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)中。

　　

　　02、電力系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)的異與同

　　

　　空調(diào)系統(tǒng)與電力系統(tǒng)都是系統(tǒng)，都是為了滿足終端對(duì)于電力、冷熱等的需求，兩者之間具有一定的相似性，也具有一定的差異。從系統(tǒng)組成與環(huán)節(jié)構(gòu)成來(lái)看，兩者均包含從供給側(cè)到需求側(cè)的多個(gè)環(huán)節(jié)，電力系統(tǒng)常用的“發(fā)、輸、配、用”與空調(diào)系統(tǒng)中的冷熱源、輸配、末端等環(huán)節(jié)實(shí)質(zhì)上相對(duì)應(yīng)；電力系統(tǒng)常說(shuō)的“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)”多個(gè)環(huán)節(jié)，也可與空調(diào)系統(tǒng)中的冷熱源、輸配管網(wǎng)、末端負(fù)荷、空調(diào)系統(tǒng)中的儲(chǔ)能（如蓄冷、蓄熱）等環(huán)節(jié)分別對(duì)應(yīng)，如圖4所示。    

　　與空調(diào)系統(tǒng)相比，電力系統(tǒng)是更龐大、更復(fù)雜的系統(tǒng)，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中利用有限個(gè)電源（如火電廠）應(yīng)對(duì)海量用戶的電力需求，輸配電網(wǎng)可覆蓋非常廣袤的地域范圍，供給側(cè)與需求側(cè)之間的距離可達(dá)數(shù)百上千km，海量用戶的電力需求通過(guò)電力系統(tǒng)的集中調(diào)控來(lái)滿足，電網(wǎng)承擔(dān)著對(duì)電源集中統(tǒng)一調(diào)度、實(shí)時(shí)滿足用戶電力需求等重要任務(wù)，電力系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行、安全可靠等的要求極高，對(duì)應(yīng)的終端用戶一般也具有很高的保障度，電力保障要求更高的用戶還會(huì)考慮設(shè)置備用發(fā)電機(jī)組或蓄電池（如數(shù)據(jù)中心）等方式來(lái)進(jìn)一步提高用電的可靠性和安全冗余。

　　

　　與電力系統(tǒng)相比，空調(diào)系統(tǒng)更多是就近解決冷熱需求和供應(yīng)問(wèn)題，并利用外部輸入的電力等驅(qū)動(dòng)能源來(lái)制備熱量或提供熱量搬運(yùn)的動(dòng)力（如供冷實(shí)質(zhì)上是熱量的搬運(yùn)）。除了集中供熱系統(tǒng)在更大尺度如城市級(jí)解決熱力供需問(wèn)題外，空調(diào)系統(tǒng)更多是針對(duì)單個(gè)房間、單個(gè)建筑或者單個(gè)區(qū)域的冷熱供應(yīng)系統(tǒng)，通過(guò)有限個(gè)冷熱源機(jī)組來(lái)應(yīng)對(duì)末端有限個(gè)用戶的冷熱需求，例如分體機(jī)為一個(gè)冷熱源對(duì)應(yīng)一個(gè)末端房間需求，一座建筑的空調(diào)系統(tǒng)通常利用幾臺(tái)冷水機(jī)組來(lái)滿足末端數(shù)百或數(shù)千個(gè)房間的需求，源與荷之間的輸配距離通常在數(shù)m到數(shù)km，某種程度上更類似于孤網(wǎng)型電力系統(tǒng)?？照{(diào)系統(tǒng)對(duì)末端的保障度要求一般不會(huì)非常嚴(yán)苛，除了一些熱環(huán)境控制參數(shù)嚴(yán)苛的場(chǎng)合如潔凈室需嚴(yán)格保證在允許的溫濕度范圍外，常見(jiàn)的建筑熱環(huán)境控制參數(shù)保障度要遠(yuǎn)低于電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功率平衡的高保障度要求。

　　

　　在新型電力系統(tǒng)建設(shè)需求下，電力系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)的異同產(chǎn)生了新的變化。新型電力系統(tǒng)不止是電源側(cè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，還帶來(lái)了電源分布特征、終端側(cè)職能的轉(zhuǎn)變，終端用戶將兼具“源儲(chǔ)網(wǎng)荷”的多重特征，分布式光伏成為重要的分布式電源，用戶側(cè)分布式儲(chǔ)能或等效儲(chǔ)能也使得用戶側(cè)具有了電力儲(chǔ)存、調(diào)蓄的功能，如圖5所示。

　　新型電力系統(tǒng)這種集中式與分布式并存的轉(zhuǎn)變，與空調(diào)系統(tǒng)集中與分散相結(jié)合的系統(tǒng)方式也存在一定類似，例如在一些建筑或區(qū)域建筑中，其空調(diào)系統(tǒng)既包含集中冷熱源機(jī)組，也包含靠近末端的獨(dú)立熱泵機(jī)組或直膨機(jī)組等分散式冷熱源機(jī)組，整體呈現(xiàn)出一種集中與分散相結(jié)合的形式?？照{(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)也可借由集中式機(jī)組和末端分布式的處理機(jī)組來(lái)共同完成。

　　

　　電力系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)兩者均嚴(yán)格遵循能量守恒定律，但實(shí)時(shí)能量平衡關(guān)系則會(huì)在新型電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)下發(fā)生變化。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)是實(shí)時(shí)能量平衡，終端并不具有儲(chǔ)能能力；而空調(diào)系統(tǒng)所服務(wù)的末端通常具有一定慣性，供給與需求間并不需要嚴(yán)格的實(shí)時(shí)平衡。例如末端房間對(duì)熱環(huán)境控制具有一定慣性、柔性，室內(nèi)溫濕度參數(shù)可在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，供暖供冷時(shí)可利用房間熱慣性實(shí)現(xiàn)能量的錯(cuò)峰、轉(zhuǎn)移。空調(diào)系統(tǒng)供給側(cè)與末端需求側(cè)之間并不需要實(shí)時(shí)平衡，而是可容忍一定的末端參數(shù)波動(dòng)、可接受一定程度的柔性調(diào)節(jié)。

　　

　　原有的電力系統(tǒng)終端用戶無(wú)慣性，必須保證供需實(shí)時(shí)平衡，更重要的是系統(tǒng)中需要保證一定的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來(lái)滿足調(diào)節(jié)需求；未來(lái)的新型電力系統(tǒng)，為了更好地適應(yīng)風(fēng)光電的波動(dòng)特征而大幅增加了對(duì)儲(chǔ)能、靈活調(diào)節(jié)的需求，當(dāng)供給側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、末端用戶側(cè)均可能具有一定規(guī)模的儲(chǔ)能能力時(shí)，就具有了一定的慣性，不再需要供需實(shí)時(shí)平衡，而是可以有一定的供需不平衡，通過(guò)儲(chǔ)能手段、柔性調(diào)節(jié)來(lái)解決供需間的實(shí)時(shí)平衡問(wèn)題。

　　

　　因而，電力系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)均是包含“源儲(chǔ)網(wǎng)荷”多環(huán)節(jié)、致力于實(shí)現(xiàn)供需關(guān)系匹配的系統(tǒng)，兩者間的相似和差異可從以下層面來(lái)認(rèn)識(shí)（如圖6所示）。

　　1） 從服務(wù)保障對(duì)象來(lái)看，電力系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)包含海量用戶，對(duì)負(fù)荷側(cè)用戶的保障度要求高，需要實(shí)時(shí)功率平衡；未來(lái)新型電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)下，終端用戶可具備一定的儲(chǔ)能能力，有助于輔助實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)供需匹配調(diào)節(jié)。而空調(diào)系統(tǒng)多是應(yīng)對(duì)有限個(gè)末端的環(huán)境控制需求，通常允許一定的末端保障參數(shù)變化，為其自身的柔性調(diào)節(jié)提供了一定的裕度。

　　

　　2） 從安全穩(wěn)定運(yùn)行來(lái)看，電力系統(tǒng)保證安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求極高，高可靠性、高保障度要求是電力系統(tǒng)的重要任務(wù)，新型電力系統(tǒng)呈現(xiàn)高比例可再生能源、高比例電力電子器件的雙高特征，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提出了新要求?？照{(diào)系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行、保障度的要求遠(yuǎn)低于電力系統(tǒng)，空調(diào)末端的可調(diào)節(jié)特點(diǎn)為系統(tǒng)提供了很好的調(diào)節(jié)緩沖裕量。

　　

　　3） 從平衡調(diào)節(jié)來(lái)看，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)通過(guò)對(duì)有限個(gè)電源的集中統(tǒng)一調(diào)度應(yīng)對(duì)海量用戶的不確定性需求，發(fā)電用電實(shí)時(shí)平衡、對(duì)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要求高；新型電力系統(tǒng)中電源結(jié)構(gòu)比例、分布特點(diǎn)發(fā)生改變，電力系統(tǒng)集中供給與分布式微電網(wǎng)共存，系統(tǒng)缺少轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，需要各環(huán)節(jié)儲(chǔ)能和靈活調(diào)節(jié)資源補(bǔ)充，終端用戶成為可調(diào)型負(fù)載來(lái)適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的供需關(guān)系變化，終端側(cè)具有一定慣性，系統(tǒng)不再需要嚴(yán)格的實(shí)時(shí)平衡。這一變化與空調(diào)系統(tǒng)中集中與分散相結(jié)合的系統(tǒng)模式相近，并利用末端的可調(diào)節(jié)特征來(lái)更好地實(shí)現(xiàn)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的供需關(guān)系調(diào)節(jié)。

　　

　　03、空調(diào)系統(tǒng)可發(fā)揮的作用　　

　　基于上述新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建需求及對(duì)空調(diào)系統(tǒng)提出的新要求，需重新審視空調(diào)系統(tǒng)可發(fā)揮的作用，以便更好地認(rèn)識(shí)空調(diào)系統(tǒng)在新型電力系統(tǒng)中的定位和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行模式。

　　

　　3.1空調(diào)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)可利用的儲(chǔ)能調(diào)蓄資源　　

　　空調(diào)系統(tǒng)在末端側(cè)、源側(cè)等各環(huán)節(jié)均具有一定的可調(diào)能力，有望成為新型電力系統(tǒng)中重要的終端調(diào)蓄資源，需要從其具有的可調(diào)資源、調(diào)節(jié)能力等方面進(jìn)行刻畫?？照{(diào)系統(tǒng)中可利用的儲(chǔ)能、蓄能手段或方式如圖7所示，各環(huán)節(jié)具有的儲(chǔ)能或等效儲(chǔ)能資源、柔性調(diào)節(jié)能力主要包括以下方面。

　　1） 在冷熱源側(cè)，蓄冷蓄熱是常見(jiàn)的儲(chǔ)能方式，主要包括水蓄冷蓄熱、冰蓄冷等，在很多建筑中得到了很好應(yīng)用。這種建筑側(cè)自發(fā)的蓄冷蓄熱方式，多是為了響應(yīng)電網(wǎng)側(cè)的峰谷電價(jià)來(lái)獲得自身較好的經(jīng)濟(jì)性，所配置的蓄能容量也多根據(jù)降低峰值負(fù)荷的比例、依照峰谷電價(jià)差獲得的運(yùn)行收益等因素來(lái)綜合確定。與蓄電池方式（當(dāng)前約1元/（W·h）甚至更高，未來(lái)有一定降低空間）相比，蓄冷方式在單位等效蓄存電量的投資成本上明顯較低（約0.1元/（W·h）），因而盡管蓄冷只能作為冷量蓄存手段（消耗電量釋放冷量），不能像蓄電池一樣實(shí)現(xiàn)蓄電放電，但其依然具有較好的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)，是空調(diào)系統(tǒng)中冷熱源側(cè)進(jìn)行儲(chǔ)能、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)柔性響應(yīng)的最重要手段。

　　

　　2） 在輸配系統(tǒng)側(cè)，對(duì)于遠(yuǎn)距離輸送冷熱水的管道，有研究分析了其具有的蓄能能力，其實(shí)質(zhì)是利用管道中蓄存的冷熱水來(lái)實(shí)現(xiàn)一定的蓄能效果。輸配系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、水泵可變頻運(yùn)行，是實(shí)現(xiàn)柔性用能的有效手段。已有研究提出在風(fēng)機(jī)、水泵變頻運(yùn)行時(shí)導(dǎo)致輸送至末端的冷量變化也可使得末端環(huán)境參數(shù)維持在一定范圍內(nèi)，例如水泵頻率由50Hz降至40、30Hz時(shí)，盡管水量減小，但供給冷量的降低幅度要顯著低于功率的降低幅度；風(fēng)機(jī)盤管等末端降低風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率所導(dǎo)致的冷量降低幅度也要顯著低于功率降低幅度，這也就為通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)、水泵的運(yùn)行頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)輸配能耗的柔性調(diào)節(jié)提供了重要基礎(chǔ)。但這一輸配系統(tǒng)的柔性調(diào)節(jié)能力需要與末端環(huán)境參數(shù)的保障需求相結(jié)合，在滿足末端環(huán)境參數(shù)控制需求、在其可允許的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)考慮調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)、水泵的運(yùn)行功率來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性用能。

　　

　　3） 在末端側(cè)，既包含末端空氣處理機(jī)組中的各類風(fēng)機(jī)，可通過(guò)風(fēng)機(jī)的變頻運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性用能，也包含根據(jù)室內(nèi)環(huán)境控制參數(shù)的可調(diào)節(jié)范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)一定程度的柔性用能調(diào)節(jié)。在室內(nèi)環(huán)境控制參數(shù)層面，空調(diào)系統(tǒng)（包含新風(fēng)處理環(huán)節(jié)）對(duì)應(yīng)的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)通常為溫濕度、CO2濃度，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中多考慮根據(jù)確定的設(shè)定指標(biāo)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算、設(shè)備選型，例如設(shè)計(jì)中溫度按照26℃計(jì)算，相對(duì)濕度按照60%取值，新風(fēng)量指標(biāo)以CO2體積分?jǐn)?shù)1000×10-6為控制標(biāo)準(zhǔn)選?。ㄈ鐖D8所示）。而實(shí)際上，空調(diào)系統(tǒng)所服務(wù)的末端環(huán)境參數(shù)均可在一定范圍內(nèi)變化，例如實(shí)際中室內(nèi)溫度可在26℃±2℃甚至更大的范圍內(nèi)變化，相對(duì)濕度則可在60%±10%左右的范圍內(nèi)變化；只有一些對(duì)室內(nèi)溫濕度要求嚴(yán)苛的場(chǎng)合，如潔凈室，其溫濕度的波動(dòng)幅度才在±1℃、±5%的水平；室內(nèi)CO2體積分?jǐn)?shù)也可在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，并非要求恒定在1000×10-6。這樣，實(shí)際上室內(nèi)環(huán)境控制參數(shù)的可變動(dòng)特征就帶來(lái)了一定的等效蓄能儲(chǔ)能能力。在一些利用空調(diào)系統(tǒng)開展的用戶側(cè)需求響應(yīng)調(diào)節(jié)中，通過(guò)設(shè)置室內(nèi)溫度達(dá)到控制上限、甚至短時(shí)間關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)維持室內(nèi)溫度在一定范圍內(nèi)等方式，可以獲得很好的短時(shí)功率響應(yīng)能力。此外，當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)多個(gè)不同的末端房間時(shí)，不同房間的溫濕度也會(huì)存在一定差異，并非所有房間均保持在同一溫度，這種不同房間、不同末端受控環(huán)境之間的非均勻參數(shù)分布，也會(huì)帶來(lái)一定的可調(diào)節(jié)空間。冷熱源機(jī)組的運(yùn)行，亦可根據(jù)末端環(huán)境參數(shù)的可調(diào)節(jié)性來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性用能，例如對(duì)機(jī)場(chǎng)航站樓的模擬計(jì)算表明，這類場(chǎng)合存在多區(qū)域末端、多區(qū)域的室內(nèi)溫度可調(diào)節(jié)范圍，為集中冷源供冷提供了可觀的調(diào)節(jié)能力，通過(guò)提前供冷、錯(cuò)峰供冷等方式可實(shí)現(xiàn)20%左右的峰值負(fù)荷柔性調(diào)節(jié)和小時(shí)級(jí)的能量遷移，相當(dāng)于獲得了很大的蓄能能力。

　　4） 新風(fēng)處理過(guò)程是否具有柔性調(diào)節(jié)能力？除了上述溫濕度控制參數(shù)帶來(lái)的等效調(diào)節(jié)能力，新風(fēng)處理是空調(diào)系統(tǒng)中重要的負(fù)荷來(lái)源和能耗構(gòu)成，這一過(guò)程是否也具有一定的儲(chǔ)能能力或調(diào)節(jié)潛力呢？從新風(fēng)處理過(guò)程的保障目標(biāo)來(lái)看，室內(nèi)允許的CO2體積分?jǐn)?shù)實(shí)質(zhì)上也可在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，例如（800~1 200）×10-6，新風(fēng)的供給可以結(jié)合這一保證目標(biāo)的靈活性來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性供應(yīng)，在一定時(shí)間內(nèi)也可以實(shí)現(xiàn)新風(fēng)供給過(guò)程的柔性調(diào)節(jié)。例如在保障末端環(huán)境CO2濃度水平的基礎(chǔ)上，一些空調(diào)系統(tǒng)中已采用新風(fēng)機(jī)組間歇運(yùn)行的模式，而這一運(yùn)行模式也可以與柔性用能的需求相適應(yīng)，考慮柔性用能的指令來(lái)進(jìn)一步調(diào)節(jié)新風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行模式，使得新風(fēng)負(fù)荷能夠在保障末端CO2濃度控制水平的基礎(chǔ)上也成為一種可調(diào)節(jié)的柔性負(fù)荷。

　　

　　5） 建筑本體/圍護(hù)結(jié)構(gòu)也是具有一定蓄能效果的重要環(huán)節(jié)，與空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合能夠發(fā)揮一定的等效儲(chǔ)能效果，通過(guò)被動(dòng)方式與主動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合來(lái)增加建筑的柔性用能能力。提前供冷、預(yù)冷或預(yù)熱等方式即是通過(guò)充分發(fā)揮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄能作用來(lái)實(shí)現(xiàn)用能的柔性調(diào)節(jié)，例如混凝土型輻射地板，可利用其熱慣性實(shí)現(xiàn)小時(shí)級(jí)的熱量轉(zhuǎn)移、蓄存釋放；利用熱泵方式消納夜間風(fēng)電的研究，也是利用供暖過(guò)程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱慣性來(lái)有效應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)的峰谷調(diào)節(jié)需求。

　　

　　3.2空調(diào)系統(tǒng)可發(fā)揮的等效儲(chǔ)能能力　　

　　以等效電池刻畫方法為基礎(chǔ)，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)中可利用的儲(chǔ)能資源也可定義出其具有的等效功率（包含等效充電功率和等效放電功率）、儲(chǔ)能容量、調(diào)節(jié)時(shí)間T等，來(lái)描述其在新型電力系統(tǒng)中的可調(diào)節(jié)特征，常見(jiàn)的供冷供暖工況下空調(diào)系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)特征如圖9所示。

　　1） 在供冷工況下，空調(diào)系統(tǒng)的等效充放電功率、儲(chǔ)能容量與系統(tǒng)規(guī)模、是否設(shè)置蓄冷等密切相關(guān)（如圖9a所示）。以安裝分體機(jī)的單個(gè)房間為例，其功率調(diào)節(jié)能力僅在0.1~1.0kW量級(jí)，調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)間多在10 min級(jí)別；多聯(lián)式空調(diào)機(jī)組的功率調(diào)節(jié)能力較大，可在1~10kW量級(jí)，調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)間與分體空調(diào)相似；集中空調(diào)系統(tǒng)則可實(shí)現(xiàn)更大的功率調(diào)節(jié)能力，大型建筑設(shè)置的集中空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模大，通過(guò)有效的調(diào)節(jié)（利用末端環(huán)境參數(shù)的可調(diào)性、建筑本體的蓄冷能力等）可應(yīng)對(duì)電力需求響應(yīng)下的用戶側(cè)功率調(diào)節(jié)指令，實(shí)現(xiàn)半小時(shí)至小時(shí)時(shí)間尺度上的能量轉(zhuǎn)移調(diào)節(jié)；集中空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置蓄冷方式后可以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的小時(shí)時(shí)間尺度上的調(diào)節(jié)功率、時(shí)間響應(yīng)，例如設(shè)置水蓄冷、冰蓄冷的空調(diào)系統(tǒng)，其等效充電功率可達(dá)MW級(jí)別，對(duì)應(yīng)的等效儲(chǔ)能容量亦可達(dá)MW·h級(jí)別，蓄冷空調(diào)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)數(shù)小時(shí)尺度上的電力調(diào)節(jié)響應(yīng)。

　　

　　2） 在供暖工況下，不同供暖空調(diào)系統(tǒng)體現(xiàn)出的可調(diào)節(jié)能力也有顯著差別（如圖9b所示），其調(diào)節(jié)特征主要受到建筑本體蓄熱能力、系統(tǒng)中供暖末端方式及是否設(shè)置蓄熱手段等因素的影響。不同供暖末端方式對(duì)其等效儲(chǔ)能能力有顯著影響：采用熱風(fēng)方式的供暖末端，通常等效的功率調(diào)節(jié)時(shí)間僅在10~30min左右；采用散熱器供暖末端方式的系統(tǒng)，其對(duì)應(yīng)的功率調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)間可在小時(shí)尺度；輻射地板供暖的系統(tǒng)（混凝土型）、采用TABS（thermally activated building system）系統(tǒng)的方式可達(dá)數(shù)小時(shí)至10 h尺度的調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)間。一些設(shè)置蓄熱的供暖空調(diào)系統(tǒng)，利用其熱源側(cè)具有的蓄能能力，可發(fā)揮數(shù)小時(shí)級(jí)的調(diào)節(jié)響應(yīng)能力。

　　

　　這樣，不同方式的空調(diào)系統(tǒng)可整體上視為某種具有能量蓄存和釋放能力的等效電池，更便于從電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求角度來(lái)認(rèn)識(shí)空調(diào)系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)特征。

　　

　　3.3應(yīng)對(duì)新要求——從系統(tǒng)設(shè)計(jì)到運(yùn)行使用模式　　

　　空調(diào)系統(tǒng)各部分能源需求如何有效與柔性用能目標(biāo)相結(jié)合，在滿足空調(diào)使用需求的基礎(chǔ)上如何實(shí)現(xiàn)更好的柔性用能調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)需求，仍是亟待深入研究的問(wèn)題。

　　

　　1） 在任務(wù)目標(biāo)上，面對(duì)新型電力系統(tǒng)的建設(shè)需求，空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)主動(dòng)轉(zhuǎn)變成為電力系統(tǒng)中的友好用戶，充分發(fā)揮自身可利用的柔性調(diào)節(jié)資源，實(shí)現(xiàn)終端用戶側(cè)的柔性用能，以自身用能的更加確定性來(lái)應(yīng)對(duì)新型電力系統(tǒng)下供給側(cè)的不確定性。傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)以保障末端環(huán)境控制參數(shù)需求、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能高效運(yùn)行等為目標(biāo)，當(dāng)綜合考慮實(shí)現(xiàn)柔性用能的目標(biāo)時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)需要在完成基本保障任務(wù)的基礎(chǔ)上再考慮其可調(diào)節(jié)能力和柔性用能潛力，將柔性用能、降低用能碳排放等作為新的目標(biāo)納入系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行中，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)下的系統(tǒng)合理構(gòu)建和運(yùn)行。

　　

　　2） 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，除了保障系統(tǒng)基本功能外，也應(yīng)當(dāng)充分考慮系統(tǒng)可發(fā)揮的柔性調(diào)節(jié)作用來(lái)配置合理的儲(chǔ)能容量、負(fù)荷靈活性調(diào)節(jié)措施。例如冰蓄冷、水蓄冷等方式在選取系統(tǒng)合理容量時(shí)，是根據(jù)峰谷電價(jià)、空調(diào)負(fù)荷特點(diǎn)來(lái)綜合考慮適宜的蓄存容量，而當(dāng)從作為新型電力系統(tǒng)中有效的調(diào)蓄手段出發(fā)時(shí)，蓄冷容量應(yīng)如何選??？所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)可能就變?yōu)槌浞窒{建筑自身的分布式光伏、更好地消納外部風(fēng)光電等可再生電力，設(shè)計(jì)中的容量選取也應(yīng)當(dāng)結(jié)合上述目標(biāo)來(lái)作為重要出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)蓄冷手段來(lái)作為末端空調(diào)負(fù)荷需求與電力系統(tǒng)供給波動(dòng)特點(diǎn)之間的解耦手段。

　　

　　3） 在運(yùn)行使用模式上，原有的運(yùn)行使用模式多從保障末端熱環(huán)境控制需求、提高空調(diào)系統(tǒng)能效水平及降低空調(diào)能耗等方面出發(fā)，而當(dāng)將空調(diào)系統(tǒng)作為整個(gè)電力系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)時(shí)，其運(yùn)行使用模式也應(yīng)當(dāng)做出適應(yīng)性調(diào)整。例如，室內(nèi)溫濕度的控制可以與柔性用電的需求相結(jié)合，通過(guò)多區(qū)域溫度控制的柔性響應(yīng)來(lái)獲得一定的柔性用能效果；新風(fēng)供給過(guò)程可以與室內(nèi)CO2濃度的變化緊密結(jié)合，也可根據(jù)柔性用能的需求來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性調(diào)節(jié)、間歇化運(yùn)行；協(xié)調(diào)空調(diào)系統(tǒng)中的冷熱源、輸配水泵風(fēng)機(jī)、各類末端處理機(jī)組等共同實(shí)現(xiàn)柔性用能的效果，還需要適宜的運(yùn)行策略支持。

　　

　　以空調(diào)系統(tǒng)中常見(jiàn)的冰蓄冷、水蓄冷系統(tǒng)為例，從空調(diào)系統(tǒng)視角出發(fā)和從新型電力系統(tǒng)需求出發(fā)時(shí)，對(duì)其功能、作用有不一樣的認(rèn)識(shí)（如圖10所示），當(dāng)以成為電力系統(tǒng)柔性用戶為目標(biāo)時(shí)，蓄冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)容量、系統(tǒng)配置、運(yùn)行模式等均會(huì)產(chǎn)生變化。在容量設(shè)計(jì)、系統(tǒng)配置上，需要以反映電力系統(tǒng)供給側(cè)波動(dòng)特點(diǎn)的指標(biāo)（可為峰谷電價(jià)、碳排放因子等指標(biāo)）為依據(jù)來(lái)確定合理的蓄冷容量，例如當(dāng)消納多余的日間光電時(shí)，可將夜間的負(fù)荷轉(zhuǎn)移至日間進(jìn)行蓄冷、消納多余光電，此時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)楦鶕?jù)夜間空調(diào)負(fù)荷需求來(lái)確定蓄冷容量。系統(tǒng)運(yùn)行模式上也會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變：在原有運(yùn)行模式下，蓄冷系統(tǒng)的運(yùn)行主要以適應(yīng)峰谷電價(jià)為主，多在夜間蓄冷、日間釋冷來(lái)應(yīng)對(duì)日間電價(jià)高峰時(shí)段需求；在未來(lái)風(fēng)光電為主的電力系統(tǒng)中，日間光伏等電力較多、需要空調(diào)系統(tǒng)及時(shí)消納富余光電時(shí)，就可能需要在日間開啟蓄冷、消納自身或外部電網(wǎng)中多余的光伏電力，而此時(shí)通常正值空調(diào)系統(tǒng)中末端負(fù)荷的高峰，建筑自身空調(diào)負(fù)荷需求也較高，如何適應(yīng)這種末端處于供冷高峰、外部風(fēng)光電需要及時(shí)消納的新需求？此時(shí)既要運(yùn)行基載冷水機(jī)組為末端供冷，又要運(yùn)行蓄冷冷水機(jī)組來(lái)蓄存冷量、消納富余可再生電力，從而可以更充分發(fā)揮空調(diào)系統(tǒng)的柔性用電能力。

　　04、總結(jié) 　　

　　構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵，這一過(guò)程需要推動(dòng)“源儲(chǔ)網(wǎng)荷”協(xié)同，需要充分發(fā)揮建筑等用戶側(cè)具有的儲(chǔ)能能力、靈活調(diào)節(jié)能力?？照{(diào)系統(tǒng)是建筑等用戶側(cè)最重要的儲(chǔ)能手段、可調(diào)節(jié)能力之一，面向新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建需求，空調(diào)系統(tǒng)在滿足自身功能需求的基礎(chǔ)上，需要進(jìn)一步思考其可發(fā)揮的作用：從新型電力系統(tǒng)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的新要求來(lái)看，空調(diào)系統(tǒng)需要在單純滿足末端需求、節(jié)能高效的目標(biāo)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自身“源儲(chǔ)荷”側(cè)的適應(yīng)性改變，在冷熱源側(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)橐匀骐姎饣癁橹鞯哪茉唇Y(jié)構(gòu)，在空調(diào)系統(tǒng)整體層面應(yīng)當(dāng)發(fā)揮各類空調(diào)系統(tǒng)的靈活性、柔性調(diào)節(jié)能力；從空調(diào)系統(tǒng)可在新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮的作用來(lái)看，空調(diào)系統(tǒng)的末端側(cè)、冷熱源側(cè)均可有望發(fā)揮可觀的調(diào)節(jié)能力，在滿足末端冷熱調(diào)節(jié)需求的基礎(chǔ)上，將空調(diào)系統(tǒng)的用電特征更好地與新型電力系統(tǒng)的供給側(cè)特征相匹配，使得空調(diào)系統(tǒng)成為新型電力系統(tǒng)的友好型終端用戶。

　　

　　新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程帶來(lái)了電力供給側(cè)的結(jié)構(gòu)性變化，與之相適應(yīng)的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行模式等均會(huì)發(fā)生改變，也需要在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)過(guò)程中更好地協(xié)調(diào)利用終端側(cè)的靈活性、柔性響應(yīng)能力。目前相關(guān)研究與實(shí)踐尚處于探索階段，仍需在多方面開展持續(xù)深入研究：需要對(duì)空調(diào)系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的可調(diào)能力進(jìn)一步挖掘，對(duì)其轉(zhuǎn)換為靈活可調(diào)負(fù)載后的特征、在整個(gè)新型電力系統(tǒng)中的作用進(jìn)一步深入認(rèn)識(shí)，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)在適應(yīng)新型電力系統(tǒng)發(fā)展和調(diào)節(jié)需求下的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、運(yùn)行模式等提出更合理的解決方案，以便更好地發(fā)揮空調(diào)系統(tǒng)作為終端可調(diào)負(fù)載的重要作用、助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)。