前言

园区作为国民经济发展的重要载体，不仅推动地区经济发展，还是实施区域发展战略、促进科技创新和发展高新技术产业的主要阵地。大型园区是资源、能源消耗与碳排放高度集中的地方，约70%的工业用能集中在园区。其中，煤炭仍然是主要能源，而清洁能源利用相对不足，导致能源结构不够多样化。园区面临能源资源消耗高、生态环境风险高等复合型挑战。高能耗产业分布、能源结构单一和能源利用效率低是主要问题。随着“碳达峰”“碳中和”目标的提出，园区降碳已成为国家节能降碳政策的关注重点。政府出台了相关政策和措施，要求园区进行节能降碳工程，推动能源系统优化，打造一批节能低碳园区。“光储直柔”技术的提出表明园区开始采用新能源技术，包括分布式光伏、分布式储电、直流配电和柔性用电等，以全面优化能源供给侧、传输侧、储能侧和用能侧。因此，本书旨在通过深圳某国家重点实验室园区建筑柔性用能调控研究，以实现“碳达峰”“碳中和”目标，促使园区可持续发展。

《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》中“城乡建设碳达峰行动”部分明确指出：“提高建筑终端电气化水平，建设集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的‘光储直柔’建筑。”“光储直柔”技术可分解为光、储、直、柔四项新技术。“光”代表在建筑中建立分布式光伏。“储”代表分布式储电，减少光伏产生的电能逆变上网、建筑再从电网上用电这一过程。“直”代表建筑不再使用交流配电网，而是使用直流配电系统，避免交直流转换带来的不必要损耗。“柔”代表柔性用电，即建筑用电设备具有可中断、可调节的能力，可以实现需求侧用能的调控，避免“峰谷”的出现。“光储直柔”技术利用及“源网荷储”理念从建筑供能侧、传输侧、储能侧和用能侧进行全面优化。其中，供能侧可提高可再生能源用能比例，全面就地消纳光伏能源，做到低碳、零碳供给；传输侧采用直流配电，使系统效率得到很大提升，可省去较多整流（交流/直流）与逆变（直流/交流）等电力电子变换设备，用户的安全性与使用便捷性也能得到很大提升，电气系统控制也会更加简单，母线电压允许更大范围的波动，实现供电可靠性的解耦；储能侧更容易在未来助力电动车实现能量的双向流动，不仅能满足充电的需求，更能实现放电短暂供给；用能侧通过负荷与光伏、储能的动态匹配更容易实现与电网的柔性交互。

对于不同园区，需要着重考虑对园区内办公、商业等公共建筑的能耗及其柔性调控潜力进行评估。在现有建筑能耗及其柔性调控研究中，主要有两种方法：①通过数据驱动及深度学习的方式，对公共建筑能耗进行预测并对不同的调控动作进行分析，进一步地分析公共建筑的柔性调控潜力，但其可解释性及泛化能力较差；②通过建筑能耗模拟软件，输入公共建筑基础参数及运行参数，进而分析公共建筑实际能耗及其柔性调控潜力，具有较高的可解释性且方法的泛化性较好。故本书主要采用建筑能耗模拟平台机器方法进行研究。

全书共7章，包括：

第1章能源与大型园区背景，内容包括能源与大型园区管理现状和中国各城市园区政策。

第2章园区特征与经济政策，主要详细介绍了我国现有园区特征与各地经济政策。

第3章深圳某国家重点实验室园区概况，主要统计了现阶段该国家重点实验室园区的性质、位置、气候和建筑信息。

第4章柔性用能分析，基于不同建筑类型、气候条件和所在城市，采用能耗模拟方法，对不同柔性用能调节方法进行比较和分析。

第5章园区建筑能源应用技术，包括建筑围护结构、热泵及可再生能源应用技术等。

第6章园区建筑能源调节技术，主要从调控技术、区域规划调节及具体的空调系统末端调控方面详细介绍柔性调控技术与管理。

第7章结语。

希望能源管理专业人士、建筑工程师和设计师、园区管理者、政策制定者和研究学者，以及相关专业学生能够通过阅读本书，了解大型园区的能源管理现状，掌握柔性用能技术及其在园区应用，增加对园区柔性调控分析和评估的能力，学习柔性调节管理方法，为园区实现可持续发展提供实用建议。

编者
2024年1月1日