構建以新能源為主體的新型電力系統是我國電力系統轉型升級的重要方向,也是實現“碳達峰、碳中和”戰略目標的關鍵途徑。新型電力系統的核心形態特征是高比例新能源接入。截至 2020 年底，我國風、光新能源開發規模居世界第一位，已占電源總裝機 20.3%，超過水電，成為第二大電源。新能源大規模接入，將導致系統特性發生變化，電力系統必須具有強大靈活的調節能力，確保大規模新能源并網后實現發用平衡，為用戶提供穩定、持續的供電保障。

圖1 新型電力系統需實現“源隨荷動”到“荷隨源動”

在電力需求側眾多可調節資源類型中，建筑負荷具有與電網負荷高峰時刻高度重合、柔性調節潛力大、相比新建電廠改造投資成本小的特點，是最優質的靈活資源之一。建筑用電中，空調、屋頂光伏、電動汽車充電設施、UPS儲能等均具有優越的調節潛力。以空調為例，由于建筑具有一定保溫性，因此空調短時改變設定溫度或者關斷不會立刻引起室內溫度的劇烈變化，存在靈活用電調節的時間窗口。對于充電樁，當用戶電動汽車接入后，短時調節充電功率，甚至由汽車反向為電網饋電對于用戶而言也完全可以接受，因此調節靈活性極強。作為多種靈活負荷的天然聚合體，公共建筑是新型電力系統可挖掘靈活資源“聚寶盆”。

建筑類負荷資源可通過聚合后形成虛擬電廠，參與電網削峰、填谷、備用。對于光儲直柔等新型建筑，還可以探索參與一次調頻或者二次調頻。以深圳為例，作為我國負荷密度最高的超大型城市，深圳城市化水平、建成度極高，大量樓宇、公共建筑集聚，且溫度高、濕度大，空調用電占比可達到夏季尖峰負荷的40%左右。因此，在深圳為代表的南方區域城市電網開展樓宇負荷資源靈活性發掘利用具有獨特稟賦優勢。

與發電側電源高度集中且確定可控的特性相比，建筑負荷調節具有單體容量小、特性差異大、難以持續穩定等“碎片化”特點。如何實現此類“碎片資源”的有效利用是亟待突破的技術難點。

面向此問題，深圳供電局有限公司開展了零碳建筑負荷調節機理和調控策略的創新研究，提出采用可調節容量、響應速度、響應可持續時間三個主要指標對建筑負荷調節特性進行描述，將圍護保溫性等建筑指標轉化為電網靈活性指標，實現了建筑資源與電網調控體系聯結。

在此基礎上，繪制城市、城區需求響應潛力地圖，回答了“電網調節資源在哪？有多大潛力？”的重要問題。此外，開發了首款建筑負荷組態調節系統，可根據調節場景的不同，自適應選擇參與調節的建筑用電設備類型，并匹配差異化控制策略，實現建筑用電與電網的友好互動。

圖2 樓宇負荷組態調控示意圖