刘畅，女，博士，2021年博士毕业于华中科技大学，2021年-2023年于长江设计集团有限公司进行博士后研究工作，目前为长江设计集团有限公司电气工程师。主要从事建筑电气、能源微网、光储直柔微电网智慧运行等方向理论研究与工程设计工作。

本书围绕PEDF系统的优化运行开展相关研究。首先，探究以综合效益*大为目标的PEDF系统电能优化与容量配置方法。进一步研究PEDF由独立的单体建筑转换为集成共享用能、产能、蓄能多功能体的协同运行方法。一方面，从多主体共享的角度，以兼顾供给侧与共享侧的效益*大化为目标，构建PEDF建筑群(multiple Photovoltaic, Energy storage, Direct current, Flexible building power system, mPEDF)的共享成本分摊模型和收益分配策略。另一方面，从多种类共享的角度，建立基于多选址因素PEDF决策模型，结合选址结果提出兼顾共享电动汽车充电服务的PEDF(shared Photovoltaic, Energy storage, Direct current, Flexible building power system, sPEDF)优化运行方法。本书为PEDF在单体建筑及其在多元共享下的协同优化提供科学依据，为工程实践中PEDF系统规划与设计提供重要理论参考。

光储直柔系统的研究背景及意义
力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，是以习近平同志为核心的党中央作出的重大战略决策，是我国实现可持续、高质量发展的内在要求，更是构建人类命运共同体的必然路径。建筑行业作为城市能耗三大重点领域之一，应当围绕“双碳”战略肩负起节能降碳重任，也是如期完成绿色能源革命的重中之重。
建筑运行过程中产生的碳排放约占全国总碳排放量的20%左右，而减碳的关键在于以生产生活全面电气化替代非可再生化石燃料的大量使用。中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心主任江亿认为，在“双碳”目标之下，建筑也应由单纯的能源消费者，转为支持大规模清洁能源接入的贡献者，集用能、产能、蓄能为一体，从而提出了一种“光储直柔”建筑的概念。自江院士提出光储直柔概念以来，2021年10月，《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》（国发〔2021〕23号）中明确指出，在城乡建设碳达峰领域应加快优化建筑用能结构，提高建筑终端电气化水平，应大力发展集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的“光储直柔”建筑。2022年3月，住建部发布《“十四五”住房和城乡建设科技发展规划》，明确表明需加强智能光伏建筑一体化利用、开展“光储直柔”新型建筑电力系统建设。
“光”指建筑区域内应用分布式光伏，如建设光伏建筑一体化（Building Integrated Photovoltaic, BIPV）或在现有建筑上安装光伏发电系统（Building Attached Photovoltaic, BAPV），为建筑提供自身电能来源；“储”指建筑中装配有分布式储能系统，将发电高峰期未能及时应用的余电存储在储能系统中，并在发电低谷期为建筑供能；“直”指建筑配电网的形式发生改变，从传统的交流配电网改为采用形式简单、易于控制、传续效率更高的直流供电系统；“柔”则是指建筑用电设备应具备可中断、可调节的能力，使建筑用电需求从刚性转变为柔性，并且与电网进行电力交互（需求侧响应），根据当前的电力价格进行交易。因此可以认为，“光”“储”“直”是为了实现建筑“柔”性用能的应用形式与方法。

目 录

第一章 光储直柔系统概述 1
1.1 光储直柔系统的研究背景及意义 1
1.2 光储直柔系统的研究现状 5
1.3 当前光储直柔系统的局限性 11
1.4 光储直柔系统发展方向 12
第二章 光储直柔系统解析 17
2.1 微电网 17
2.2 光伏发电 26
2.3 储能蓄电 33
2.4 直流配电 51
2.5 柔性控制 53
第三章 被动式建筑 55
3.1 定义 55
3.2 关键技术 58
3.3 发展现状 68
3.4 被动式建筑与光储直柔的关系 70
第四章 主动式建筑 72
4.1 概念与定义 72
4.2 主动式建筑的设计策略 74
4.3 主动式建筑评价标准 75
4.4 主动式建筑的应用案例 81
4.5 主动式建筑与光储直柔的关系 85
第五章 光储直柔系统资源优化配置及协同运行研究 1
5.1 研究意义 1
5.2 国内外研究现状 4
5.3 研究内容与路线 12
5.4 研究思路 17
第六章 光储直柔系统运行调控与建模研究 21
6.1 引言 21
6.2 研究方法 21
6.3 PEDF模型研究 27
6.4 基础模型仿真 49
6.5 本章小结 57
第七章 考虑碳交易的光储直柔系统优化运行方案 58
7.1 引言 58
7.2 考虑碳交易的PEDF单体建筑 59
7.3 优化运行策略 65
7.4 仿真分析 65
7.5 本章小结 71
第八章 基于DEA成本分摊的建筑群能源交易方法 72
8.1 P2P能源交易原则 72
8.2 微网优化运行（第一层优化） 74
8.3 基于DEA的建筑群投资成本分摊模型（第二层优化） 76
8.4 建筑群能源交易方法（第三层优化） 80
8.5 仿真分析 82
8.6 结论 91
第九章 基于共享充电服务的光储直柔建筑优化选址及运行策略 92
9.1 引言 92
9.2 适用于sPEDF系统选址的改进层次分析法 93
9.3 计及共享充电服务的sPEDF系统优化运行策略 99
9.4 仿真分析 101
9.5 本章小结 112
第十章 工程应用及技术分析 114
10.1 引言 114
10.2 光储直柔智慧展馆概念方案 114
10.3 某市中心城区电动汽车充电基础设施规划选址方案 125
10.4 城市滨水区域光储直柔系统技术分析 136
10.5 本章小结 143
第十一章 总结与展望 144
11.1 总结 144
11.2 展望 147
参考文献 149