一种民用建筑同层停车位“谷储直柔”虚拟电厂的制作方法

1.本发明属于柔性用电技术领域，尤其涉及一种民用建筑同层停车位“谷储直柔”虚拟电厂，涉及高层住宅同层停车位技术及旧改中加装电梯式楼层停车位技术。


背景技术：

2.作为耗能大户，民用建筑如何减排，老旧小区如何加装电梯，如何增加停车位，一直是城市更新考虑的重点，也是建筑行业及相关科研机构研究的重点。经过多年的理论研究和实践探索，我公司成功开发出“同层停车位”系列技术，已取得了国家发明专利(zl202010471973.9)、实用新型专利(zl202020100353.x) 和“电梯式楼层停车位”外观设计专利(zl202130101986.2)等，为减少基坑开挖、节能减排和解决老旧小区加装电梯难、停车位不足的难点，提供了技术可能。
3.一、高层住宅同层停车技术
4.(一)高层住宅同层停车技术的主要内容
5.1、针对板式高层住宅小区，沿高层住宅北侧设置同层车位，做到一户一车位或一户多车位，车位入户，形成专有车位，产权明晰。
6.2、取消或大部分取消地下停车位，节约整体工程约三分之一的土建、钢筋水泥等工程投资及造价，缩短三分之一的工程建设周期。
7.3、利用地下行车通道兼做小区内地下管廊，管廊内设置给排水、燃气、供暖、强电、弱电、通讯、智能化等各种管线，位于行车通道顶部、侧壁或底部，实现“海绵社区”的建设目的。
8.4、设置载车电梯，载车电梯速度1.75m/s-2.5m/s，吨位3吨，替代板式住宅担架梯，减少公摊面积。
9.5、高层小区施工方案：由于取消地下停车位，楼宇之间仅剩下人防工程部分(约占现有技术地下室应建部分10％左右)，仅剩下一层或部分一层地下室。施工可以先进行高层住宅主体施工，再做住宅主体之间部分地下室或地下行车通道施工。住宅主体地下行车通道侧边区的预留部分，采取后浇带施工工艺实施。使得整个高层住宅小区施工工期缩短40％以上，做到当年开工当年竣工。
10.6、本技术还可应用在现有老旧小区板式住宅，加装外挂式机电停车位，以解决老旧小区停车拥堵马路等难题。
11.(二)高层住宅同层停车技术的经济效益
12.1、高层住宅同层停车技术是在充分遵循建筑设计规范的基础上，又突出了方案的个性化特点。既能给广大消费者带来经济实惠、停车便利的福利，也可有效解决政府在对城市规划建设以及能源交通管理中所遇到的难题。
13.2、真正做到大量减少碳排放。由于取消地下停车场，减少大量土方开挖与排放、减少大量混凝土及钢筋的使用，减少地下水的污染和排放，真正做到大量减少污染，减少资源的浪费，保护环境。
14.以10万平方米高层住宅小区为例，采用本技术，可以减少二氧化碳排放1.67万吨，形成海绵社区 50％以上，节省施工成本8000万元、增加收益12000万元和减少资金使用成本5000万元(楼面造价减少 1000元/m2)，合计2.5亿元以上。
15.在全国推而广之，若以每年开发10亿平方米住宅计算，采用本技术，可每年减少二氧化碳排放至少1.67 亿吨，形成海绵社区50％，约2.4亿平方米，减少资金和增加收益2.5万亿，其价值和意义极其深远。
16.3、创造性地建立消费端，从住宅开发供给和需求方面引领和建立业主新的消费习惯，极大地方便业主，使住宅与停车位浑然融为一体，实现了居住与车位“零距离”接触的需求与梦想，同时，由于新能源汽车进入家庭(视为机器人)，实现了物联网场景，方便了业主，提高业主居住的舒适度，增加业主的福祉，是典型的民生工程。
17.4、针对房开企业的痛点——地下停车场，采用向空中要停车位的技术创新，既降低企业的生产投入，减少企业资金成本，又提高企业利润率。
18.5、海绵社区的实现。由于高层住宅同层停车技术的应用，使得地下停车场大量减少，住宅小区楼宇之间不需要大量开挖、做满铺地下室，大部分地基土得到保护，雨水得以渗透，形成海绵社区，为小区绿化实现天然的水循环。
19.6、高层住宅同层停车技术提供的楼层停车位办法，促进充电桩和新能源汽车的供给侧改革。如果新能源汽车接受“谷电”充电，电费将达到0.25元/度，对特斯拉modely，电费仅为19.25元，将鼓励业户大量推广和使用新能源汽车。采用此技术提供的停车位，可以实现一车位一充电桩。
20.7、载车电梯的使用，促使电梯行业升级。
21.8、该技术缩短了房地产建设周期，降低了资金使用成本。
22.采用此技术，可以使工程项目的建设周期至少可以减少6个月，实现从开工到交屋验收9个月完工(绿化工程除外)，提前使商品房进入市场销售，实现资金及早的回流。
23.10、应用于城市更新，解决城市内停车普遍占用机动车道的全国性“无解难题”，找到了城市更新解决办法和思路，是对城市“停车难”问题解决的重大理论和实践的突破。一旦得到推广和应用，尤其是针对老旧小区车辆夜间占道，存在消防巨大隐患的问题“迎刀而解”。
24.二、老旧小区加装电梯式楼层停车位技术
25.(一)电梯式楼层停车位技术的主要内容
26.1、针对板式住宅小区，沿住宅北侧设置同层车位，做到一户一车位或一户多车位，车位入户，形成专有车位，产权明晰。
27.2、设置载车电梯，载车电梯速度0.5m/s-1m/s，吨位3吨，替代老旧小区加装的传统电梯。
28.3、设置同层停车位，私家车通过载车电梯水平驶入驶出。当人上下电梯时，私家车禁止驶入驶出电梯。当私家车驶进驶出电梯时，行人禁入电梯。
29.4、同层停车位安装充电桩或充电接口。
30.(二)电梯式楼层停车技术的社会效益
31.1、电梯式楼层停车位技术是在充分遵循建筑设计规范的基础上，又突出了方案的个性化特点。既能给老旧小区广大消费者带来经济实惠、停车便利的福利，也可有效解决政
府在对城市更新、城市旧改以及能源管理、交通管理、消防疏导、应急救援中所遇到的难题。
32.2、创造性地建立消费端，从旧城改造供给和需求方面引领和建立业主新的消费习惯，极大地方便居民，使老旧住宅与停车位浑然融为一体，实现了居住与车位“零距离”接触的需求与梦想，方便了居民，解决了旧改中加装电梯和老旧小区停车难、消防救援拥堵等的“多重”难题，提高居民居住的舒适度。
33.3、针对老旧小区停车难痛点——缺乏停车场，采用向空中要停车位的技术创新，既解决居民上下楼的难题、又解决了老旧小区停车难的痛点。
34.4、电梯式楼层停车技术提供的楼层停车位办法，促进充电桩和新能源汽车的改革。鼓励居民大量推广和使用新能源汽车，有利于新能源汽车的产业落实。采用此技术提供的停车位，可以实现一车位一充电桩，如果新能源汽车接受“谷电”充电，电费将达到0.25元/度，对特斯拉modely，电费仅为19.25 元。
35.5、载车电梯的使用，促进电梯行业改革，促使电梯行业产业升级。
36.6、老旧小区“电梯式楼层停车位”技术为防范疫情和灾难发生提供了空间支撑。由于私家车直接入户，减少了人员乘用客梯的密度，便于疫情的防控。结合郑州市7.20的教训，如果将旧城改造加装电梯采用“电梯式楼层停车位”停车技术，可以大量减少地面、地下停车场内汽车被淹和乘用电梯因人员密集而传染疫情的局面。
37.10、应用于城市更新，解决城市内停车普遍占用机动车道的全国性“无解难题”，找到了城市更新解决办法和思路，是对城市“停车难”问题解决的重大理论和实践的突破。一旦得到推广和应用，尤其是针对北上广等一线城市老旧小区车辆夜间占道，存在消防、救护、抢险等巨大隐患的“老大难”问题，迎刀而解。


技术实现要素：

38.本发明就是针对上述问题，提供一种民用建筑同层停车位“谷储直柔”虚拟电厂。
39.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括以下步骤：
40.步骤1)建立民用建筑非居住空间，在非居住空间处设置充放电储能设备，充放电储能设备接收“谷”电用于家庭供电，富裕的电量反向供给市政电网；
41.步骤2)将供电系统的智能电表与小区“谷储直柔”虚拟电厂通讯传输网络连接，由小区变压平台外接电源连接具有双向充放电功能的充电桩并设置双向智能电表，具有双向充放电功能的充电桩与新能源汽车、蓄电池、家庭用电设备形成分布式微电网，收集各用户单元接受“谷”电电量、使用电量、剩余电量、反向供应电量；
42.步骤3)各单元楼通过小区箱式变压器平台形成“谷储直柔”虚拟电厂，箱式变压器平台具备将民用电220v升至380v的功能，设置与市政电网相连接的主基站系统，主基站系统监控“谷储直柔”虚拟电厂用电和反向供电的数据，监控分布式微电网涉及人、车、家庭及与报警系统联动；
43.步骤4)“谷储直柔”虚拟电厂主基站系统基于市政电网的用电协议，夜间“谷”电时段，用户侧分布式微电网用电单元接受“谷”电，向用户提供“谷”电；当用电高峰时，将用户侧分布式微电网用户单元富裕的“谷”电收集并出售给市政电网；
44.步骤5)每户沿长边一侧设置同层停车位，同层停车位安放充电桩、家庭用蓄电池、停放新能源汽车，接受外接电源“谷”电经具有双向充放电功能的充电桩设置双向智能电
表，给家庭蓄电池、新能源汽车充电，家庭蓄电池、新能源汽车给家庭充电，家庭蓄电池与新能源汽车互为充电；当市政电网用电高峰时，家庭蓄电池、新能源汽车经由双向充电桩经由小区“谷储直柔”虚拟电厂，给外接市政电网充电；双向充电桩前设置双向计量的智能电表，智能电表计量实时计量输入“谷”电电量和输出“峰”电电量，同步上传至“谷储直柔”虚拟电厂；“谷储直柔”虚拟电厂适时核算峰谷电量差及峰谷价差，在市政电网用电高峰时段，将“谷储直柔”虚拟电厂收集到单元楼的用户侧富裕的电量基于市政电网的用电协议，反向供给市政电网用于调峰。
45.作为一种优选方案，本发明所述步骤1)的非居住空间为同层停车位。
46.作为另一种优选方案，本发明所述步骤1)的充放电储能设备包括充电桩、新能源汽车和蓄电池。
47.作为另一种优选方案，本发明所述步骤1)的充放电储能设备设置在同层停车位临空面，并相应设置消防设施。
48.作为另一种优选方案，本发明所述步骤2)的虚拟电厂通讯传输网络为计算机网络，虚拟电厂通讯传输网络与市政电网调度、营业端口连接，同步传输收集的谷电数量和参与调峰的输出至市政电网的谷电数量。
49.作为另一种优选方案，本发明所述步骤3)的主基站系统包括通讯传输网络、本地监控系统、运维平台和双向智能电表，通讯传输网络以小区为单元设置、以区域为单元设置或以地区为单元设置；
50.本地监控系统监控向市政电网输出电量和具体每栋楼、每个用户单元分布式微电网中的蓄电池、新能源汽车、家庭用电设备输入和输出电量；
51.运维平台为：当本地监控系统监测到具体每栋楼、每个用户单元出现故障时，及时维修；
52.双向智能电表既记录输入谷电电量，又记录参与调峰的谷电电量。
53.作为另一种优选方案，本发明所述本地监控系统包括电源部分、fpga电路、变量存储电路、lcd显示电路、充电电路、电压电流采集电路、并网逆变器及通信部分、时钟电路、上网通信部分、电动车通信接口部分和三相电表通信接口部分，电源部分的电能输出端口分别与fpga电路的电源端口、变量存储电路的电源端口、lcd显示电路的电源端口、充电电路的电源端口、电压电流采集电路的电源端口、并网逆变器及通信部分的电源端口、时钟电路的电源端口、上网通信部分的电源端口、电动车通信接口部分的电源端口、三相电表通信接口部分的电源端口相连，fpga电路的信号传输端口分别与变量存储电路的信号传输端口、lcd显示电路的信号传输端口、充电电路的信号传输端口、电压电流采集电路的信号传输端口、并网逆变器及通信部分的信号传输端口、时钟电路的信号传输端口、上网通信部分的信号传输端口、电动车通信接口部分的信号传输端口、三相电表通信接口部分的信号传输端口相连，充电电路的充电输出端口与蓄电池相连，电压电流采集电路的检测信号输入端口与蓄电池相连，并网逆变器及通信部分的电能输入端口与蓄电池相连。
54.作为另一种优选方案，本发明所述电源部分包括pt15-500d05模块u2、tps62040dgq模块u4、 tps62040dgq模块u5和ams1117-2.5模块u9，u2的3脚接batout ，u2的2脚接batout，u2的4脚接 gnd，u2的8脚接5v；
55.u4的2、3、1脚接5v，u4的4、6、9、10、11脚接gnd，u4的7、8脚接vcc_1.2v，u4的5脚分
别与电阻r18一端、电阻r22一端相连，r18另一端接vcc_1.2v，r22另一端接gnd；
56.u5的2、3脚接5v，u5的1脚通过电阻r19接5v，u5的4、6、9、10、11脚接gnd，u5的7、8脚接vcc_3.3v，u5的5脚分别与电阻r20一端、电阻r23一端相连，r20另一端接vcc_3.3v，r23另一端接gnd；
57.u9的3脚接5v，u9的1脚接6nd，u9的2、4脚接vcc_2.5v。
58.电源部分将蓄电池的电压(batout 、batout表示蓄电池的正负极，如图所示8)转换成低压给fpga 提供电源。
59.作为另一种优选方案，本发明所述fpga电路包括ep4ce15e22i7芯片u13和epcs4si8n芯片u14，u13 的15、20、16、18、12脚分别与fpga_tdi、fpga_tdo、fpga_tck、fpga_tms、fpga_dclk(fpga_tdi、fpga_tdo、 fpga_tck、fpga_tms、fpga_dclk为程序下载端口)对应相连，u13的23脚接clk_48m，u13的30～32脚分别与wp、scl、sda(wp、scl、sda为与u19连接的iic通讯接口，用读取存储器u19的数据)对应相连；
60.u14(u14为fpga的程序存储芯片，fpga运行程序存储在u14内)的1、2、5、6脚分别与fpga_ncso、 fpga_datao、fpga_asdo、fpga_dclk对应相连，48mhz晶振的3脚接clk_48m；
61.u13的58～65脚分别与rts、txd、rxd、pc10、pc14、pc15对应相连，u13的67～71脚分别与m_dout、 m_clk、m_cs、m_din(m_dout、m_clk、m_cs、m_din为连接u31的spi通讯接口，用于读取电流电压的数字量输入)对应相连；
62.u13的13、8、6脚分别与fpga_datao、fpga_ncso、fpga_asdo对应相连，u13的77、80、83、85脚分别与m_cs、m_clk、m_din、m_dout对应相连，u13的110～114脚分别与cha1、cha2、chb1、chb2、 3.3v1、 gprs_rxd、gprs_on/off对应相连，u13的120、121、125脚分别与rts4、txd4、rxd4对应相连，u13的 104～106脚分别与cansel、cantx、canrx对应相连，u13的39、42、43、44、46、50脚分别与gprs_txd、 gprs_rxd、rts1、txd1、rxd1、pb15对应相连，u13的142～144脚分别与ds1302_clk、ds1302_ce、ds1302_dat 对应相连。
63.如图9所示，u14用于存储fpga的程序，通过电脑将程序下载到u14内，fpga上电的瞬间，通过u14 将程序读到fpga内部，fpga执行u14内的程序并运行。
64.作为另一种优选方案，本发明所述变量存储电路采用fm24v02-gtr芯片u19，u19的5、6、7脚分别与sda、scl、wp对应相连。
65.u19储存一部分变量，这些变量包括(1)峰谷时间(几点到几点是峰值，几点到几点是谷值)。(2) 设置的每天每家用电是多少，保留多少，并网多少。可预先设定家庭所使用电量的最大值。例如每天家庭用十度电，如果蓄电池存储了60度电，控制可以将50度电进行并网，保证家庭用电正常并使用谷电。u19 每次上电之后，fpga将u19的数据读出来。
66.作为另一种优选方案，本发明所述lcd显示电路包括gh10-v2s24模块u26、lm2576-5.0模块u28、 ams1117-3.3模块u29、adum1301模块u33和vp11模块u34，u26的2脚接batout-，u26的3脚接batout ， u26的5脚接agnd1，u26的9脚分别与lcd-24v 、u28的1脚相连，u28的3、5脚接agnd1，u28的2脚分别与u28的4脚、u29的3脚相连，u29的2、4脚接 3.3v1；
67.u33的3～5脚分别与rts、txd、rxd对应相连，u33的12脚接u34的1脚，u33的14脚分别与u34 的2脚、u34的3脚相连，u34的6、7脚分别与aioa1、aiob1(aioai、aiob1通过rs485通讯，连接触摸屏tpc7062td)对应相连。
68.触摸屏j4通过485与fpga通讯，u26、u28和u29为触摸屏提供电源。触摸屏实时显示
当前蓄电池的状态电压、电池的容量、设置峰谷值时间和峰谷值的时长。例如谷值时间设置为：从晚十点开始到早晨的六点。峰值时间设置为：上午八点到晚上的五点。也可设置每日用电量是多少，进行控制状态的显示，通过触摸屏进行人机交互。
69.作为另一种优选方案，本发明所述充电电路包括tl250n芯片op1、tl250n芯片op2、tl250n芯片op5、 tl250n芯片op8、el357芯片op3、el357芯片op4、el357芯片op6、el357芯片op7、2sd315ai芯片u1、 2sd315ai芯片u8、f0315s-1w模块u12、变压器t1、el357芯片op9和mds1000a1600v模块bd1，op1的2 脚接cha1，op1的3脚分别与op2的3脚、op5的3脚、op8的3脚、gnd相连，op2的2脚接cha2，op5 的2脚接chb1，op8的2脚接chb2；op1的6、7脚接a1_in，op2的6、7脚接a2_in，op5的6、7脚接 b1_in，op8的6、7脚接b2_in；
70.op3的1脚分别与 3.3v、op4的1脚、op6的1脚、op7的1脚相连，op3的2脚分别与pc10、op4的2脚、op6的2脚、op7的2脚相连；op3、op4、op6、op7的4脚分别与soc1～soc4对应相连，op3、op4、 op6、op7的3脚接gnd2；
71.pci5通过发光二极管e1(e1运行指示；每秒闪烁)接gnd，pc14通过发光二极管e3(故障报警指示) 接gnd；
72.u1的3脚接soc1，u1的6脚接a2_in，u1的9脚接soc2，u1的10脚接a1_in，u1的23脚接visa2， u1的24脚分别与ca2、电阻r17一端相连，r17另一端依次通过二极管d7、二极管d8接a2_c，u1的26、 27脚分别与电阻r14一端、a2_e相连，r14另一端接u1的25脚，u1的28脚通过发光二极管e4接visa2， u1的29、30脚通过电容c10接ca2，u1的31、32脚通过电阻r11接a2_g；
73.u1的35脚接visa1，u1的36脚分别与ca1、电阻r10一端相连，r10另一端依次通过二极管d4、二极管d5接a1_c，u1的38、39脚分别与电阻r9一端、a1_e相连，r9另一端接u1的37脚，u1的40脚通过发光二极管e2接visa1，u1的41、42脚通过电容c3接ca1，u1的43、44脚通过电阻r1接a1_g；
74.u8的3脚接soc3，u8的6脚接b2_in，u8的9脚接soc4，u8的10脚接b1_in，u8的23脚接visb2， u8的24脚分别与cb2、电阻r41一端相连，r41另一端依次通过二极管d15、二极管d16接b2_c，u8的 26、27脚分别与电阻r39一端、b2_e相连，r39另一端接u8的25脚，u8的28脚通过发光二极管e9接 visb2，u8的29、30脚通过电容c59接cb2，u8的31、32脚通过电阻r34接b2_g；
75.u8的35脚接visb1，u8的36脚分别与cb1、电阻r32一端相连，r32另一端依次通过二极管d12、二极管d13接b1_c，u8的38、39脚分别与电阻r30一端、b1_e相连，r30另一端接u8的37脚，u8的 40脚通过发光二极管e8接visb1，u8的41、42脚通过电容c49接cb1，u8的43、44脚通过电阻r25接 b1_g；
76.u12的1脚接vcc_3.3v，u12的2脚接gnd，u12的6脚接 15v2，u12的4脚接gnd2；
77.t1原边一端分别与ff800r12kf4管q1发射极、ff800r12kf4管q3集电极、a1_e、a2_c相连，q1栅极接a1_g，q1集电极分别与vcc1、ff800r12kf4管q2集电极、b1_c相连，q2栅极接b1_g，q2发射极分别与b1_e、t1原边另一端、b2_c、ff800r12kf4管q4集电极相连，q4栅极接b2_g，q4发射极分别与gnd1、 a2_e、q3发射极、b2_e相连，q3栅极接a2_g；
78.t1第一副边一端接batout ，t1第一副边另一端分别与t1第二副边一端、电流互感器原边a2a(电压电流采集电路中的a2为电流互感器副边)一端相连，a2a另一端接batout；
t1第二副边另一端接batout ；
79.op9的1脚分别与lcd-24v 、继电器k1控制端一端相连，k1控制端另一端接ss8050管q7集电极， q7发射极接agnd1，q7基极接op9的2脚，op9的4脚接vcc_3.3v，op9的3脚接pb15；
80.bd1的5脚分别与k1受控开关一端、电阻r66一端相连，r66另一端接vcc1，bd1的4脚接gnd1， bd1的1、2、3通过断路器rdm1-100a接va、vb、vc。
81.作为另一种优选方案，本发明所述t1原边的匝数为10匝，t1第一副边和第二副边的匝数为9匝。
82.fpga驱动充电电路工作，充电电路为大功率、全桥变换电路，u1和u8为驱动芯片，将fpga输入的信号进行放大，之后驱动q1～q4全桥工作。
83.q1和q4是一组，q3和q2是一组，q1和q4同时导通，q3和q2同时导通。当上电过程中，q1和q4 首先导通，在t1原边产生一个正向的电动势。
84.q1和q4同时关断，经过一段死区时间，死区时间可防止q1没完全关断的时候，q3导通，造成电源的正极和负极短路。
85.经过一段儿死区时间之后，q3和q2同时导通，在t1变压器原边形成反向电动势。同时在t1的副边，也就t1b和t1c，因为t1的导通产生的感应电动势，它们是同名端的关系。因为t1原边产生的交变电动势造成t1副边t1b和t1c产生的感生电动势，然后在副边建立出来电压，通过l9和c72和c73产生电压，它们的变比关系关系是10∶9。
86.通过vp1检测负边电压，当电压超过额定电压值时，fpga关断，逐渐减小占空比，然后检测输出电压，使输出电压达到额定值。
87.当输出电流过大时，通过a2a检测出来输出电流过大，同样减小占空比，用于恒定电流。
88.op1、op2、op5、op8将fpga输出3.3v信号转换为15v信号发送给u1和u8，保证u1和u8的高效、可靠工作。
89.u1和u8具备电流检测功能，流过q1～q4的电流超过限定值时，通过pc10(soc1～soc4分别对应q1～ q4)向fpga发送故障信号，fpga控制立刻停机，对q1～q4进行过流保护。
90.以u1检测电流为例，说明控制过程。u1的36脚接q1集电极，q1为igbt，igbt的特性是：当igbt 完全导通时，有一个内阻，这个内阻是随着流过的电流增大而增大，电流通过内阻产生导通电压，导通电压是a1_c与a1_e之间的电压，电流越大产生电压越高。u1的36、37脚用于检测q1的导通电压。
91.u1的37脚通过设置r9阻值，设置保护电压值，即检测值超过设置保护电压值时，u1进行保护控制，控制a1_g关断q1。
92.当q1发生过流，u1的3脚报警，pc10输出高电平给fpga，fpga控制q1～q4停止工作，对q1～q4 进行保护。
93.pci5和pci4用于运行指示，e1、e3闪烁表示程序正常运行。若死机，e1、e3常亮或常灭。
94.如图13所示，设置防浪涌电路。本发明充电电路的电源功率大，前端的储能电容c100的电容量大，上电瞬间，对电网的冲击很大，此时电容相当于短路，瞬间电流很大。为了避免开机瞬间的冲击，在主电路上串联电阻r66，通电的瞬间，电容c100～c103会充电，r66
可限制电流的充电速度，电流不会对电网造成过大的冲击。当电压升到一定程度之后，比如充电五秒钟之后，fpga控制k1b闭合，r66被短路，即电容的电压建立后，便不需要r66限制电流了。
95.本发明充电电路可进行大电流快速充电。
96.作为另一种优选方案，本发明所述电压电流采集电路包括hbv-a3.3模块vp1、hkc600eka5传感器a1、 f0305s-1w模块u17、s818-5模块u18、tlv2262芯片u22、adr291芯片u24、ad7708芯片u30、adum1300 芯片u31和h11l1芯片u27，vp1的1脚接batout ，vp1的2脚接batout-，vp1的6脚接v5v，vp1的5 脚接vgnd，vp1的4脚分别与接插件debug2(debug2为插座，用于调试时使用的，用于校对adc值是否准确。比如将万用表接到debug2，对比电路检测值与万用表的检测值)、电阻r82一端相连，r82另一端接 vin1；
97.a1的2脚接vin2；
98.u17的1脚接vcc_3.3v，u17的2脚接gnd，u17的6脚分别与u18的1脚、u18的3脚相连，u17的 4脚分别与vgnd、u18的2脚相连，u18的5脚接v5v；
99.u22的3脚依次通过电阻r93、电阻r92分别与电阻r94一端、电阻r95一端、bav199管d31(d31作用是滤除干扰的，滤除掉adc输入的干扰。使该处的干扰低于电源电压v5v)；
100.的3脚相连，r94另一端接vin1，r95另一端接vgnd，d31的2脚接v5v，d31的1脚接vgnd；u22的 2脚分别与ain1、u22的1脚相连；
101.u22的5脚依次通过电阻r100、电阻r99分别与电阻r103一端、电阻r104一端、bav199管d36(d36 作用是滤除干扰的，滤除掉adc输入的干扰。使该处的干扰低于电源电压v5v)；
102.的3脚相连，r103另一端接vin2，r104另一端接vgnd，d36的2脚接v5v，d36的1脚接vgnd；u22 的6脚分别与ain2、u22的7脚相连；
103.u24的2脚接v5v，u24的6脚接 2.5v；
104.u30(u30为模数转换芯片，将模拟电压转换成spi信号)的7、8脚分别与ain1、ain2对应相连，u30 的21、20、23、24脚分别与ad_spi_cs、ad_spi_clk、ad_spi_dout、ad_spi_din对应相连，
105.u31(u31为电平转换芯片，将5vspi信号转成3.3v的spi)的12～14脚分别与ad_spi_clk、ad_spi_cs、 ad_spi_din对应相连，u31的3、4、5脚分别与m_din、m_cs、m_clk对应相连；
106.u27(u27为光耦芯片，用于电平转换，输入端5v，输出端3.3v)的1脚接v5v，u27的2脚接ad_spi_dout， u27的4脚接m_dout。
107.电压电流采集电路采集蓄电池当前电压和电流，判断蓄电池的充电状态。例如蓄电池充了多少电，当蓄电池电压升高到一定程度之后，认为蓄电池充满了；当蓄电池电压过低时，认为蓄电池亏电了，不能再让蓄电池放电了，防止蓄电池损坏。
108.通过电压电流采集电路采集蓄电池当前电压和电流，反馈给fpga，fpga根据反馈信号对充电电路进行控制，当检测电流过大，控制充电电路q1～q4占空比减小充电电流。可设置最大充电电流在44安培以下。
109.电路中a2a负责采集这个充电电流，vp1负责采负责采集这个蓄电池电压。输出端vin1和vin2输出给u22，u22为运算放大器。
110.r94和r95、r103和104进行分压。
111.d31和d36防止较高的干扰电平。当干扰电压超过这5v时，抵消掉干扰电压。即r94与r95之间或 r103与104之间的电压不会超过5v。
112.通过这个r99、c151、r100、c150组成滤波电路。u22输出给u30，u30为ad转换芯片。
113.u30输出给u31和u27，u31和u27为电平转换芯片。u30输出的是5v spi信号，5vspi不能直接发送给fpga，通过u31和u27将5v spi信号转换为3.3v信号。
114.作为另一种优选方案，本发明所述并网逆变器及通信部分包括yx-pmw-50kw模块u3、f0305s-1w模块 u6、s818-3.3模块u7、adum1301模块u10和vp11模块u11，u3的va、vb、vc端口分别与va、vb、vc对应相连，u3的485-a端口接aioa2，u3的485-b端口接aiob2，u3的485-g端口接gnd-y，u3的bat 端口接batout ，u3的bat-端口接batout；
115.u6的1脚接vcc_3.3v，u6的2脚接gnd，u6的6脚分别与u7的1脚、u7的3脚相连，u6的4脚分别与gnd-y、u7的2脚相连，u7的5脚接v33-y，u7的4脚接gnd-y；
116.u10的3、4、5脚分别与rts1、txd1、rxd1对应相连，u10的12脚接u11的1脚，u10的14脚分别与u11的2脚、u11的3脚相连，u11的13脚接u11的4脚，u11的6、7脚分别与aioa2、aiob2对应相连。
117.并网逆变器及通信部分通过485接口与并网逆变器u3进行通讯，控制并网。控制逆变器在用电谷值时停止工作，不进行并网工作。在用电峰值时，控制逆变器进行并网工作，并控制并网功率。u3为并网逆变器，u10为隔离芯片，然后u11为485芯片，u11与u3通讯。u10与fpga通讯，fpga通过u10、u11 控制对u3进行控制，控制逆变器的发电功率。并网逆变器可以通过rs485控制并网功率比率在0～100之间变化。将蓄电池的电量并到电网上，收取电费。
118.作为另一种优选方案，本发明所述时钟电路采用ds1302zn芯片u32，u32的7脚接ds1302_clk，u32的 5脚接ds1302_ce，u32的8脚接vbat，u32的6脚接ds1302_dat，vcc_3.3v依次通过二极管d41、电阻r112 接vbat(“vcc_3.3v依次通过二极管d41、电阻r112接vbat”的作用为：在系统没电的时候，保证c167 的存储电能只给u32提供电能，不给其他电路供电，否则瞬间消耗掉掉c167电能后实时时钟丢失，来维持更长时间的实时时钟工作，在系统有电的时候，可以为c167进行充电)。
119.时钟电路用于获得精准的时间，通过时间来判断当前时间的电价，什么时候是谷值，什么时候是峰值，然后进行相应调控。
120.作为另一种优选方案，本发明所述上网通信部分包括ec600n-cn芯片u15、mic29302芯片u16和sim 卡座j3，u15的75脚接2sc1815管q8(q8的作用为：通过fpga进行复位u15。在与u15通讯无应答的时候，用于尝试复位重启u15，进行排除故障)集电极，q8发射极接gnd，q8集电极接gprson/off；
121.q8的5～9脚分别与sim_clk、sim_data、sim_rst、sim_vdd、sim_det对应相连，q8的31脚通过电阻r70接gprs_txd，q8的32脚接gprs_rxd；q8的46脚接ant，q8的52脚接2sc1815管q6的基极，q6 的发射极接地，q6的集电极通过发光二极管l14接v3.3；
122.q6的作用为：驱动发光二极管l14；该二极管用于显示当前网络情况，是否建立成功网络(0.5秒一闪)，或者网络建立失败(2秒一闪)；
123.q8的54脚接2sc1815管q5(q5用于u15状态指示，启动成功，启动失败)的基极，q5的
发射极接地，q5的集电极通过发光二极管l13接v3.3；
124.q8的55脚通过接插件j2(j2为预留测试点)接地；
125.gsm天线座p9的1脚分别与ant、gsm天线座p10的1脚相连；
126.设置两个gsm天线座，便于装置的安装，两个gsm天线座可分别放在两侧，任选其一。
127.u15的46脚接ant，u15为4g芯片，ant为4g芯片的4g发射天线；
128.j3的i/o端口接sim_data，j3的clk端口接sim_clk，j3的rst端口接sim_rst，j3的s/w端口(作用是：检测是否有手机卡，并手机卡是否插到位置)分别与sim_det、电阻r73一端、电阻r78一端相连， r73另一端接v1.8，r78另一端接地；
129.u16的1、2脚接5v，u16的4脚接3.8v，u16的5脚分别与电阻r86一端、电阻r88一端相连，r86 另一端接3.8v，r88另一端接地。
130.通过u15进行信号的远程交互，可对实时的时间进行刷新。
131.其次，本发明所述与电动车通信接口部分包括f0305s-1w模块u20、s818-5模块u21、adum1301芯片 u23和tja1050芯片u25，u20的1脚接vcc_3.3v，u20的2脚接gnd，u20的6脚接u21的1、3脚，u20 的4脚分别与gnd-can、u21的2脚相连，u21的5脚接vcan，u21的4脚接gnd-can；
132.u23的3、4、5脚分别与cansel、cantx、canrx对应相连，u23的12、13、14脚分别与canrx1、cantx1、 cansel1对应相连；
133.u25的1、4脚分别与cantx1、canrx1对应相连，u25的8脚接cansel1；u25的6、7脚分别与canl、canh对应相连。
134.电动车通信接口部分用于获得电动车的蓄电池的状态，包括电动车的蓄电池的剩余容量，电动车的蓄电池充满电的时间等。
135.另外，本发明所述三相电表通信接口包括gsa24100hs-8模块u36、f0305s-1w模块u37、s818-3.3模块u38、adum1301芯片u39、vp11芯片u40和pm1200电力参数测量仪(即智能电能表或三相表)u35，u36 的1、2脚分别与agnd1、lcd-24v 对应相连，u36的3、5脚分别与pm 、pm-对应相连；
136.u37的1、2脚分别与vcc_3.3v、gnd对应相连，u37的6脚分别与u38的1、3脚相连，u37的4脚分别与gnd-pm、u38的2脚相连，u38的5脚接v33-pm，u38的4脚接gnd-pm；
137.u39用于隔离u40rs485芯片通讯电路；
138.的3、4、5脚分别与rts4、txd4、rxd4对应相连，u39的14脚接u40(u40为rs485芯片通讯电路) 的2、3脚，u39的12脚接u40的1脚，u40的6、7脚分别与aioa4、aiob4对应相连；
139.u35的485-a端口、485-b端口、485-g端口、vcc端口、gnd端口分别与aioa4、aiob4、gnd-y、pm 、 pm-对应相连。
140.三相电表通信接口用于连接三相电表pm1200，pm1200可以计量并网功率，并将相关信息显示在pm1200 的屏幕上，并通过4g网卡u15上传到云端，可以远端通过手机来查询用电状态。比如可查询并网送电的多少，获取多少谷值电，计算经济转换效率等。
141.本发明有益效果。
142.本发明采用“民用建筑同层停车位
‘
谷储直柔’虚拟电厂及交易方法”，可以增强城市安全发展的韧性，平抑电网波峰波谷；可以为城市更新老旧小区改造提供市场化解决方
案；可以为房地产供给侧结构改革提供新思路，便于房地产逆周期调整、房地产供给侧结构改革。同时政府实现土地收益、城市更的新发展，以及开发商痛点(地下停车场)的解决。推动房地产差异化的实现，便于用户追求的品质提高。为“双碳”目标下的降低二氧化碳排放和海绵社区建立的需要，新能源汽车功能的拓展，民用建筑藏电于民、增加城市的韧性和安全性提供重要抓手。
附图说明
143.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
144.图1是本发明结构示意图。
145.图2是本发明虚拟电厂结构示意图。
146.图3～图7是本发明户型格式结构示意图。
147.图8是本发明本地监控系统电源部分电路原理图。
148.图9是本发明本地监控系统fpga电路原理图。
149.图10是本发明本地监控系统变量存储电路原理图。
150.图11是本发明本地监控系统lcd显示电路原理图。
151.图12、13是本发明本地监控系统充电电路原理图。
152.图14是本发明本地监控系统电压电流采集电路原理图。
153.图15是本发明本地监控系统并网逆变器及通信部分电路原理图。
154.图16是本发明本地监控系统时钟电路原理图。
155.图17是本发明本地监控系统上网通信部分电路原理图。
156.图18是本发明本地监控系统电动车通信接口部分电路原理图。
157.图19是本发明本地监控系统三相电表通信接口部分电路原理图。
具体实施方式
158.如图1所示，本发明包括以下步骤：
159.步骤1)建立民用建筑非居住空间(即使用空间)，在非居住空间处设置充放电储能设备，充放电储能设备接收“谷”电用于家庭供电，富裕的电量反向供给市政电网；
160.步骤2)将供电系统(可采用专利号为202220273766.7，名称为“一种民用建筑削峰填谷式接受谷电的供电系统”的供电系统)的智能电表与小区“谷储直柔”虚拟电厂通讯传输网络连接，由小区变压平台外接电源连接具有双向充放电功能的充电桩并设置双向智能电表，具有双向充放电功能的充电桩与新能源汽车、蓄电池、家庭用电设备形成分布式微电网，收集各用户单元接受“谷”电电量、使用电量、剩余电量、反向供应电量；
161.步骤3)各单元楼通过小区箱式变压器平台形成“谷储直柔”虚拟电厂，变压器平台具备将民用电220v 升至380v的功能，设置与市政电网相连接的主基站系统，主基站系统监控“谷储直柔”虚拟电厂用电和反向供电的数据，监控分布式微电网涉及人、车、家庭及与报警系统联动；
162.步骤4)“谷储直柔”虚拟电厂主基站系统基于市政电网的用电协议，夜间“谷”电时段，用户侧分布式微电网用电单元接受“谷”电，向用户(家庭)提供“谷”电；当用电高峰时，
将用户侧分布式微电网用户单元富裕的“谷”电收集并出售给市政电网；为用户套取电力峰谷差价，可以每日用电高峰时适时向市政电网供电。
163.步骤5)实现用户使用的分布式微电网。对一梯两户住宅(或多户)而言，每户沿长边一侧设置同层停车位(非居住使用空间)，同层停车位安放充电桩、家庭用蓄电池、停放新能源汽车，接受外接电源“谷”电经具有双向充放电功能的充电桩设置双向智能电表，给家庭蓄电池、新能源汽车充电，家庭蓄电池、新能源汽车给家庭充电，家庭蓄电池与新能源汽车互为充电；当市政电网用电高峰时，家庭蓄电池、新能源汽车经由双向充电桩经由小区“谷储直柔”虚拟电厂，给外接市政电网充电；双向充电桩前设置双向计量的智能电表，智能电表计量实时计量输入“谷”电电量和输出“峰”电电量，同步上传至“谷储直柔”虚拟电厂；“谷储直柔”虚拟电厂适时核算峰谷电量差及峰谷价差，在市政电网用电高峰时段，将“谷储直柔”虚拟电厂收集到单元楼(用电聚合商)的用户侧富裕的电量基于市政电网的用电协议，反向供给市政电网用于调峰；同时实现峰谷套利
164.所述步骤1)的非居住空间为同层停车位。同层停车位在“谷储直柔”技术中存在的意义：锂离子/ 钠离子电池，电解液可燃、有毒、具有挥发性；电解液泄露存在环境污染风险；电池热失控会产生h2、co、 hf等可燃、有害气体；电池热失控后产生的可燃气体存在火灾、爆炸的风险。《电力储能系统建设运行规范》db11/t1893-2021虽然未对额定能量小于100kwh的锂离子/钠离子电池作出与住宅距离要求，但是存放室内仍然存在安全隐患。同层停车位的存在，为新能源汽车、充电桩、家庭蓄电池的存放，创造了与居住单元相分隔的非居住空间，辅以消防设施，降低和消除了安全隐患。
165.所述步骤1)的充放电储能设备包括充电桩、新能源汽车和蓄电池。
166.所述步骤1)的充放电储能设备设置在同层停车位临空面(即泄压面)，并相应设置消防设施。同层停车位的存在，为存放新能源汽车、安放废弃的经检验合格的新能源汽车电池或家庭储电池提供了唯一可能。将新能源汽车废弃的经检验合格的电池或家庭蓄电池，安放在同层停车位临空面(泄压面)，同时安装消防设施，消除了充电桩、新能源汽车、新能源汽车废弃的经检验合格的电池或家庭蓄电池可能存在的安全隐患。
167.所述步骤2)的虚拟电厂通讯传输网络为计算机网络，虚拟电厂通讯传输网络与市政电网调度、营业端口连接，同步传输收集的谷电数量和参与调峰的输出至市政电网的谷电数量(现有的设备可以组合成该网络)。
168.所述步骤3)的主基站系统包括通讯传输网络、本地监控系统、运维平台和双向智能电表，通讯传输网络以小区为单元设置、以区域为单元设置或以地区为单元设置；
169.本地监控系统监控向市政电网输出电量和具体每栋楼、每个用户单元分布式微电网中的蓄电池、新能源汽车、家庭用电设备输入和输出电量；
170.运维平台为：当本地监控系统监测到具体每栋楼、每个用户单元出现故障时，及时维修；
171.双向智能电表既记录输入谷电电量，又记录参与调峰的谷电电量。
172.下面对于本发明涉及到的一些名词进行解释：
173.所谓“谷”电，是指夜间11点至凌晨6点，电网浪费的电。在民用建筑同层停车位设置充电桩和蓄电池。充电桩接受“谷”电形成用户侧，用户侧为新能源汽车充电，为家庭蓄电池充电，蓄电池或新能源汽车为用户家庭供电。用户侧收集夜间浪费掉的“谷”电，形成分布
式微电网，由蓄电池为家庭电器设备提供供电服务，蓄电池富裕的电反向供给市政电网。
174.所谓“储”，是指建筑中的储能设备，存放在民用建筑的非居住使用空间，例如同层停车位的新能源汽车(可移动的蓄电池)，蓄电池(可选用新能源汽车淘汰的废旧的经检验合格的蓄电池)，专项收储市政电网浪费掉的夜间“谷”电，具有双向充放电功能的用户侧充电桩可将新能源汽车、蓄电池作为建筑的分布式移动和分布式固定储能。
175.在同层停车位安装储能设备(例如：新能源汽车、家庭蓄电池)，形成分布式微电网，为用户侧储能提供了可实现的技术路径。
176.所谓“直”，即直流技术。在住宅建筑中采用直流供电系统的目的在于直流简单、安全、易于控制的特点，便于谷电、储能等分布式电源灵活、高效的接入和调控，实现浪费能源的大规模住宅建筑中得以收集、应用和反向供应市政电网。同时，利用直流安全性的特点，打造本质安全的用电环境。接受谷电直流住宅建筑的重要特征就是“谷电、储能、直流、柔性”四者的协同。
177.所谓“柔”，即柔性供电技术。是指民用建筑用电设备具备可中断(这里可中断是指，夜间1点至凌晨6点时间供电，其余时间停止供电)、可调节(当市政电网用电高峰时，储电设备富裕的电反向市政电网供电)的能力，使建筑用电需求从刚性转变为柔性。传统建筑能源供应主要是解决电力供应和建筑用能二者之间的关系，柔性要解决的是市电供应、分布式微电网接受谷电、储能以及民用建筑柔性用能四者的协同关系。“谷储直柔”中“柔”的最终目的，使民用建筑用电由刚性负载转变为柔性负载，而“谷储直柔”是目前实现“柔”这一最终目标的成本最优解。
178.民用建筑同层停车位削峰填谷接受谷电的“谷储直柔”供电方式的本质是“双碳”目标下成本的最优解。
179.用电方式的转变是“双碳”目标下的降本增效方法之一。
180.目前，民用建筑尤其是住宅建筑如何实现运行过程中的减排，是当前能源、电力、工程界专家及同仁亟待解决的世界性难题。我国现有住宅建筑面积：282亿m2(江亿院士语)，住宅建筑日均耗电200亿度(欧阳明院士语)，鉴于火电发电是连续的，每日200亿度电夜间浪费掉近70亿度电，换算成标准煤86万吨。中国的电力90％来自火电和水电，其中火电占72％，水电占18％，未来清洁能源逐步替代火电。难度是很大的。
181.我国民用建筑，这里重点讨论住宅建筑的碳达峰和碳中和，终极目标是住宅建筑的零碳，实现的手段主要是建筑用能的电气化。
182.如何实现建筑用能的电气化，目前的主要方式是：通过用能结构调整，实现住宅建筑运行过程中的直接减排和节能，住宅建筑用能电气化；
183.通过光伏和用电方式的改变，这里提出的是用电方式的改变，指的是收集“谷电”资源，助力电力系统零碳化；
184.通过改变和优化住宅建筑结构功能，减少新建和旧改过程中的建筑材料的使用而降低的碳排放，实现建设过程中的减排(指的是建设同层停车位，取消地下停车场而减少的碳排放)。
185.这里重点讨论民用建筑同层停车位削峰填谷接受谷电的“谷储直柔”供电方式。
186.我们知道，火电厂发电是24小时连续不停的。现在火电厂在半夜11点到早上6点的电，所发的电没人用，白白浪费掉，不但在排放大量的二氧化碳，而且，消耗了大量了煤炭资
源。如何将这些白白浪费掉的电力资源存储起来并加以合理利用，是当今的世界难题。
187.利用谷电，本身是电网夜间浪费的电，收集起来成本低，电压、电流稳定，对新能源汽车和家用蓄电池使用起来稳定、安全可靠。
188.利用新能源汽车淘汰的经检验合格的废旧电池，符合“动力电池，梯次利用”的思路，且新能源汽车淘汰的废旧电池在购车时已经付费，几乎没有成本，降低了民用建筑使用成本，符合“废旧物资循环利用”建设“节约型社会”的原则。
189.为了实现“双碳”目标，实现低碳生活的生活环境，根据发明专利“高层住宅及施工方法”专利号 (zl202010471973.9)、实用新型“高层住宅小区”专利号(zl202020100353.x)外观设计专利“电梯式楼层停车位”申请专利号(202130101986.2)，根据前述发明专利权利要求书第22项：“根据权利要求 1所诉的高层住宅小区，其特征在于针对每个楼层停车位或地下停车位，共同地或分别地设置充电桩的充电接口”的要求。本发明提供一种民用建筑同层停车“削峰填谷”式的供电模式，民用建筑通过充电桩接受“谷电”，使民用建筑变成蓄电站，接受外网电力资源，藏电于民，增加城市的韧性，提高城市的安全性。
190.问题的提出：随着新能源汽车(电动车)的快速发展，新能源汽车储能电池事业得到长足的发展，续航里程已经超过400km以上。根据要求，已建和新建住宅小区应建设充电桩。对于一桩一车位的住宅小区，我们知道，充电桩为新能源车充电一次，若在市内运行，行驶距离平均40km，大约需要10天左右为新能源车汽充一次电，充电桩使用效率极其低下。
191.由于充电桩的使用，势必增加外接电源电缆的截面积增加或者为充电桩单独增设专用电缆，增加供电平台的容量，无形中增加工程建设成本和因为增加材料和设备而额外产生的碳排放，同时，增加城市电网的压力，甚至需要扩容。
192.为了降低工程成本、减少材料和设备使用而产生的碳排放，提高充电桩的使用效率，使得充电桩使用效率达到或接近100％，充分利用“谷电”，新能源汽车在供电低谷时，充电系统给新能源汽车充电，在用电高峰时，让新能源汽车为居住单元(用户)充电。遵循“低能低用、削峰填谷、互补保障”的思路，将交流电转换成直流电，降低工程成本，提高使用效率，民用建筑通过充电桩接受“谷电”，使民用建筑变成蓄电站，接受外网电力资源，藏电于民，增强城市的韧性，提高城市的安全性。
193.针对民用建筑和住宅小区充分利用充电桩和分布式储能设备，接受“谷电”，构建智能系统、微电网系统(虚拟电网)，降低用户的使用成本和住宅建筑小区运行使用管理中的二氧化碳的排放，践行“低碳环保”的居住原则。同时，使民用建筑变成蓄电站，接受外网电力资源，藏电于民，增加城市的韧性，提高城市的安全性。
194.民用建筑同层停车接受谷电“谷储直柔”供电技术，由传统的外接电源380v经变压至220v(通过小区变压器或变压平台)，接入用户的方式，改变成民用建筑或住宅小区接受外接电源夜间“谷电”220v(通过小区变压器或变压平台变压后的电压)接入充电桩或充电网，经由充电桩或充电网的交流电转变成直流电，接入用户的方式供电，各用户单位单独设置集中或分布式储能设备，实现“低能低用、削峰填谷、互补保障”的供电思路。
195.本发明民用建筑同层停车接受谷电“谷储直柔”供电技术的技术特点：
196.1)充电桩或充电网直接接受外接电源(夜间)“谷”电，由交流电转变为直流电(或交流电)，既可为新能源汽车、载车电梯、客梯、居住单元、楼体公共部位、消防、供水、供热及地下行车通道等系统充电，同时，接受新能源汽车向载车电梯、客梯、居住单元(住宅)、楼体
公共部位、消防、供水、供热及地下行车通道等系统充电，同时源汽车、载车电梯、客梯、居住单元(住宅)、楼体公共部位、消防、供水、供热及地下行车通道等系统向充电桩或充电网充电，同时接受新能源汽车向充电桩或充电网设置逆变器(将直流电转变成交流电)向外接电源供电，实现负荷能量从单向供给向双向流通转变。
197.楼体供电模式：由传统外接电源分户至每户居住单元(用户)、至电梯(客梯、载车电梯)，至楼体公共部位、消防、供水、供热系统及地下行车通道等系统供电方式，改为外接电源直接接入同层停车位的充电桩或充电网，由同层停车位的充电桩蓄电池或充电桩向用户蓄电池供电，由蓄电池的电供给电梯(客梯、载车电梯)、楼体公共部位、每户住宅、消防、供水、供热系统、地下行车通道等系统供电。同时，接受新能源汽车、载车电梯、客梯、居住单元(用户)、楼体公共部位、消防、供水、供热及地下行车通道等系统向充电桩蓄电池或蓄电池充电，同时接受新能源汽车向载车电梯、客梯、居住单元(用户)、楼体公共部位、消防、供水、供热及地下行车通道等系统、充电桩蓄电池或蓄电池充电，同时接受新能源汽车向或充电桩或充电网设置逆变器(将直流电转变成交流电)向外接电源供电，实现负荷能量从单向供给向双向流通转变。
198.2)蓄电池存放位置：蓄电池存放于停车位临空面(消防“泄压面”)侧，若与住宅相邻可采取物理分隔。
199.3)充电桩或充电网既接受外接电源(夜间)“谷”电，向新能源车、居住单元(用户)、电梯(客梯、载车电梯)、楼体公共部位、消防、供水、供热系统、地下行车通道等系统供电，又可接受新能源汽车、居住单元(住户)、电梯(客梯、载车电梯)、楼体公共部位、消防、供水、供热系统、地下行车通道等系统成为分布式储能系统，向充电桩或充电网系统供电，或充电桩或充电网设置逆变器(将直流电转变成交流电)向外接电源供电，实现负荷能量从单向供给向双向流通转变。
200.4)电梯(客梯、载车电梯)、居住单元(用户)、楼体公共部位、消防、供水、供热系统及地下行车通道等系统安装集中或分布式储能电池，组成集中或分布式储能系统，设有自动接收或释放数据计量装置，并与5g(6g)、通讯、大数据分析技术相结合，组成数据网络或微电网，与充电桩或充电网进行双向供电，实现负荷能量从单向供给向双向流通转变，其中需要将直流电转变成交流电的设备设置逆变器。
201.5)充电桩或充电网设有自动接收外接电源(夜间)“谷”电和放电数据计量装置，并与5g(6g)、通讯、大数据分析技术相结合，组成数据网络或微电网，向新能源汽车、居住单元(用户)、电梯(客梯、载车电梯)、楼体公共部位、消防、供水、供热系统、地下行车通道系统，外接电源，进行双向充放电，充电桩、新能源汽车、储能电池发挥“蓄水池”作用进行补充供电。
202.6)外接电源与充电桩或充电网采用并联连接或串联连接，充电桩或充电网可采用有线或无线方式充电，或充电桩或充电网设置逆变器(将直流电转变为交流电)，可向外接电源供电。
203.7)充电桩或充电网将外接电源转变为直流电后，进入居住单元(用户)储能电池，可以取消住宅单元内所有电器的整流器，所有电器(电冰箱、空调除外)直接介入直流电，电冰箱、空调介入电源端设置逆变器(将直流电转变成交流电)。
204.8)逆变器输出功率必须大于电器、电源的使用功率，特别对于启动时功率大的电
器、电源，如冰箱、空调要留大一些的余量，逆变器要选择储能电池直流输入电压相一致。
205.9)充电和逆变不能同时进行，即逆变是不可将充电插头插入逆变的电器回路中，两次开机间隔时间不少于5秒(切断输入电源)。
206.10)电梯(客梯、载车电梯)、楼体公共部位、供水、供热系统及地下行车通道系统的电费费用，由物业管理部门购买。
207.11)充电桩蓄电池或充电网储能系统接受外接电源(夜间)“谷”电，向新能源车、居住单元(用户) 供电的电费，由居住单元(用户)负责缴纳。
208.12)充电桩蓄电池或充电网储能系统接受外接电源(夜间)“谷”电，向电梯(客梯、载车电梯)、楼体公共部位、消防、供水、供热系统、地下行车通道系统供电的电费，由物业管理部门购买或缴纳。
209.13)新能源汽车、居住单元(用户)、电梯(客梯、载车电梯)、楼体公共部位、消防、供水、供热系统、地下行车通道系统成为集中或分布式储能系统，向充电桩蓄电池或充电网储能系统供电，向外接电源供电，向外接电源供电部分产生的电费，由供电部门购买或抵扣。
210.14)民用建筑或住宅建筑小区屋顶面或楼体部分结合外饰面要求设置光伏板，接受光伏发电，所产生的电(直流电)进入充电桩蓄电池或充电网储能系统、新能源汽车、居住单元(用户)、电梯(客梯、载车电梯)、楼体公共部位、消防、供水、供热系统、地下行车通道系统，构成集中或分布式储能系统，进行储电和用电。在民用建筑尤其是住宅建筑“谷储直柔”技术中，由于屋面面积小，光伏发电电量有限，加之有许多用户单元，光伏发电量分配给各用户单元电量有限且不均匀、调配复杂。如若设置楼梯外饰面光伏材料，将加大建设成本，所产生的光伏发电成本远高于“谷储直柔”接受谷电的成本。在本技术中，光伏发电仅作为一种补充。
211.15)储能系统动力电池，本着“先梯次利用，后再生回收”的原则，当新能源车动力电池剩余能量80％时，更换给居住单元(用户)、楼体公共部分、消防、供水、供热、地下行车通道系统储能系统电池使用，当该动力电池使用到电池初始容量的60％时，进行再生回收。
212.16)对于新建保有地下停车位民用建筑或小区，地下停车位构建一桩一停车位，亦可采取上述1)至 15)项办法实现。
213.17)对于已建民用建筑或住宅小区新增充电桩车位，在充电桩部位设置集中或分布式储能设备，利用楼体本身外接电源，接受夜间“谷电”充电，设置数据计量装置，并与5g(6g)、通讯、大数据分析技术相结合，组成数据网络或微电网，向新能源车充电，由居住单元(用户)负责缴费。新能源车亦可向居住单元充电，或向充电桩储能系统、用户蓄电池充电，设有数据计量装置计量。
214.18)对于新建民用或高层住宅小区，可以采取与配电平台分开或结合，建设集中储能系统(
‘
光储充放’新型换电站技术)，将交流电转变成直流电，设置数据计量装置，并与5g(6g)、通讯、大数据分析技术相结合，组成数据网络或微电网，向充电桩或充电网、新能源车、民用建筑蓄电池、居住单元(用户)、电梯(客梯、载车电梯)、楼体公共部位、供水、供热系统、地下行车通道系统等供电，居住单元(用户)、电梯(客梯、载车电梯)、楼体公共部位、供水、供热系统、地下行车通道系统等安装分布式储能电池或储能系统。同时，充电桩或充电网、新能源车、家庭蓄电池、居住单元(用户)、电梯(客梯、载车电梯)、楼体公共部位、供水、供热系统、地下行车通道系统等储能系统设置逆变器，可向集中储能系统(
‘
光储充放’新型
换电站技术)供电。
215.19)居住单元利用储能系统蓄电，自行供暖。居住单元利用储能系统蓄电，可通过电加热器使水箱水加热，设置接水口逆止阀，通过暖气、地热等进行自行供暖。暖气、地热等设置外放水设施，便于热水循环。
216.另外，同层停车位接受谷电“谷储直柔”的民用建筑是未来城市蓄能调峰的“虚拟电厂”。民用建筑同层停车位接受谷“谷储直柔”供电方式下虚拟电厂的建立电厂-电的调度之地。
217.虚拟电厂-实际不存在的，虚拟的“电的调度之地”，是互联网的形式。在“谷储直柔”技术中，虚拟电厂是实现智能配电网的重要技术手段之一，通过先进的信息通讯技术和软件系统，把分散在具有同层停车位的民用建筑中的每个用户单元的电源、充电桩设备、谷电负荷、户用储能设备、新能源汽车、家庭用电设备设施等整合起来，合并成为一个特殊的电厂参与电网运行。
[0218]“谷储直柔”虚拟电厂的系统对外既可以作为“正电厂”在用电高峰时，向市政电网供电，也可以作为“负电厂”吸收谷电供应于用户单元的使用，消纳市政电力系统夜间浪费的电，可以灵活地削峰填谷，打破传统电力系统中的发电侧和用电侧之间的物理界限，并实现套利。
[0219]
电的调度-就是把发电量、供电量、用电量，通过算法、数据、系统等匹配起来，形成供求平衡，产用平衡。在“谷储直柔”技术中，就是具有同层停车位的民用建筑用电单元吸收的夜间的谷电电量及用于家庭电器及设备使用量差值核算出来，富余的电量作为“正电厂”在用电高峰时，向市政电网供电，进行削峰填谷，并实现套利。
[0220]
目的-不要浪费电，不要浪费资源，实现电力资源的最大化效率的利用，实现碳中和，保护能源，保护人类环境。
[0221]
下面举例说民用建筑浪费电、浪费资源的情况：
[0222]
住宅建筑日均耗电200亿度(欧阳明院士语)，鉴于火电发电是连续的，每日200亿度电浪费掉夜间谷电近70亿度电(kwh)，换算成标准煤86万吨(1吨标准煤等于8141度电)。一年365天浪费掉的标准煤将达到：31390万吨，按电力企业煤炭采购价格不得超过640元/吨计算，每年浪费的煤炭价值：2000 亿元。
[0223]
全国住宅建筑每年浪费的夜间谷电电，相当于24.6个三峡年发电量(2021年三峡电站累计发电量 1036.49亿kwh)。
[0224]
如果，每年新建10亿m2一梯两户、户均100m2高层住宅、每户存储50度谷电(50kwh)，城市更新中改造加装电梯式楼层停车位10亿m2、一梯两户、户均100m2、每户存储50度电(50kwh)，供应新能源汽车和家庭用电，当电量富裕时，反向向市政电网售电，既可以每日存储浪费的夜间谷电：10亿度(10亿 kwh，相当于3.66个三峡电站日发电量)，又能够反向售电，套取峰谷电价差，增加使用者的收益。如果每日存储的电量70％用于套利，峰谷电差按0.7元/度计算(2022年8月份国网公布)，每日可套利10亿度
×
70％
×
0.7元/度＝4.9亿元，年均套利4.9亿元/天
×
365天＝1789.5亿元，年减少二氧化碳排放33 万吨。
[0225]“谷储直柔”虚拟电厂可以及时计算民用建筑“谷储直柔”储电量、反向供电的供应量、需求量，及时满足相应需求并调节电力，削峰填谷，增强城市的韧性和安全性。
[0226]
所以，“谷储直柔”虚拟电厂是城市电力财富的管理中心，也可称为能源云。同时，
还具有交易的功能，实现电力、碳排放这一资产的买卖交易。
[0227]
政策加持下，民用建筑同层停车位接受谷电“谷储直柔”供电方式应运而生的虚拟电厂将开启盈利时代。
[0228]“谷储直柔”对应的虚拟电厂可以有效地将浪费的电力能源进行合理、有效的市场化配置，从而显著的提高电力资源使用效率、用户侧储能“谷电”的红利，又能通过峰谷电差反向供电套利，同时，由于用户侧电能的有效存储，将民用建筑变成蓄能电站，有利于抵抗各种自然灾害，在城市停电的时候，利用民用建筑自身的分布式微电网，进行自我循环，提高城市的韧性，增强城市的安全性。其社会意义和经济效益十分巨大。
[0229]“谷储直柔”对应的虚拟电厂可作为独立市场主体参与电力市场交易。
[0230]
由于新能源汽车淘汰的废旧电池大量的增加(2020年我国退役动力电池量超过20万吨，到2025年退役动力电池量将超过78万吨)，民用建筑同层停车位接受谷电“谷储直柔”供电方式分布式储能规模大幅增长，解决了“谷储直柔”对应的虚拟电厂内部可容纳资源的问题；国家绿电交易办法的出台，解决了虚拟电厂市场化运作的规则问题：盈利模式的逐渐成型，解决了虚拟电厂可持续发展的问题。如今，虚拟电厂独立市场主体地位的确立，有了合法进入市场交易的身份。作为智能电网的核心构成，“谷储直柔”对应的虚拟电厂，将实现从1到n，为虚拟电厂增加新的赛道，形成一片新的蓝海。
[0231]
如何实现民用建筑同层停车位接受谷电的“谷储直柔”虚拟电厂的运行，采用如下步骤：
[0232]
(1)民用建筑同层停车位接受谷电的“谷储直柔”用户侧分布式微电网数字化智能电表，与对应的虚拟电厂数据中心连接，每日读取接受“谷电”的供应量；
[0233]
(2)虚拟电厂数字中心链接市政电网电力交易平台，虚拟电厂可以及时计算民用建筑“谷储直柔”用户侧分布式微电网数字化智能电表接受“谷电”需求和“峰电”供应量、反向供电的供应量、需求量，及时相应需求并调节电力，削峰填谷，实现峰谷电差套利。
[0234]
(3)民用建筑同层停车位接受谷电的“谷储直柔”虚拟电厂相当于一个交易平台，赚取用户侧分布式微电网峰谷电差交易费。
[0235]
(4)蓄电池的选用标准(新能源车淘汰的经检验合格的废旧电池)，检测手段和检验标准。
[0236]
新能源汽车动力电池退役后，一般仍有70-80％的剩余电量，可用于家庭储能的场景，实现余能最大化利用。目前，梯次利用检测等技术已较为成熟，电池残值评估、远程监控预警等技术不断优化提升，梯次产品已应用在储能、备电等领域。
[0237]
依据《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》工信部联节〔2021〕114号，选择合理的梯次利用企业为“民用建筑同层停车位“谷储直柔”供电方式”提供经检验合格的新能源汽车退役的动力电池。
[0238]
(5)实现用户使用的分布式微电网
[0239]
对一梯两户住宅(或多户)而言，每户设置同层停车位(非居住使用空间)，同层停车位安放充电桩、家庭用蓄电池、停放新能源汽车，接受外接电源“谷”电经双向充电桩给家庭蓄电池、新能源汽车充电，家庭蓄电池、新能源汽车给家庭充电，家庭蓄电池与新能源汽车互为充电。当市政电网用电高峰时，家庭蓄电池、新能源汽车经由双向充电桩给外接市政电网充电。双向充电桩前设置双向计量的智能电表，智能电表计量实时计量输入“谷”电电
量和输出“峰”电电量，同步上传至“谷储直柔”虚拟电厂。
[0240]
举例说明：以10万m2高层住宅小区为例，户型平均100m2，车位配比1∶1，高层住宅采用同层停车位技术，同层停车位设置具有双向充放电功能的充电桩和家庭蓄电池，并且，供新能源汽车停放。家庭蓄电池选用经检验合格的新能源汽车淘汰的电池，容量不低于70-80％，功率不低于65kwh。形成民用建筑同层停车位接受谷电“谷储直柔”分布式微电网，夜间时段，家庭蓄电池、新能源汽车接受“谷”电，峰谷电电价设定为0.7元/度，民用电电价0.54元/度，充满电时，家庭蓄电池、新能源汽车分别达到65度电 (65kwh)以上，一般家庭日用电量为10-15度电，整个小区用电量在10000-15000度电(kwh)/日，增加电费收入7000-10500元/日。
[0241]
若每户在市政电网用电高峰时段，通过同层停车位“谷储直柔”虚拟电厂参与调峰，出售50度电(kwh)，整个小区分布式微电网出售电量50000度电(kwh)/日，每日获利：35000元/日。
[0242]
每年整个小区分布式微电网获利：(7000-10500元/日) 35000元/日＝42000-45500元/日，整个小区年获利：(42000-45500元/日)
×
365日/年＝1533-1660万元/年，每户平均获利：1.52-1.66万元/年，减少二氧化碳排放：(60000度/日
×
365日/年-65000度/日
×
365日/年)
÷
8141度/t标准煤
×
2.7t
·
c02＝7263-7868t
·
co2/年。
[0243]
若新能源汽车参与调峰，例如，以特斯拉充满电77度电(77kwh)为计算依据，每天拿出50度电参与调峰，则收益翻倍。
[0244]
附：全国8月电网代理购电峰谷价差汇总：18地峰谷价差超0.7元/kwh。
[0245]
应用场景一：
[0246]
住宅小区同层停车位或城市更新小区采用“电梯式楼层停车位”技术，由开发商牵头或城市更新小区社区、业委会、物业牵头成立“xx小区谷储直柔数字虚拟电厂节能减排运营有限公司”，作为该小区运营主体，在小区项目立项过程中申请与市政电网签署调峰协议，参与每日的调峰运营。
[0247]
运营期限：为项目土地出让剩余年限。
[0248]
投资方股份比例：
[0249]
开发商或业委会、市政电网等：投资家庭蓄电池、“谷储直柔”数字虚拟电厂监控、运维系统，占比 65％；
[0250]
业主投入：同层停车位，占比20％；
[0251]
专利技术：占比15％
[0252]
应用场景二：
[0253]
住宅小区同层停车位或城市更新小区采用“电梯式楼层停车位”技术，由开发商牵头或城市更新小区社区、业委会、物业牵头成立“xx城市xx小区虚拟电厂节能减排运营有限公司”，作为该小区运营主体，在小区项目立项过程中申请与市政电网签署调峰协议，参与每日的调峰运营。
[0254]
运营期限：为项目土地出让剩余年限
[0255]
投资方股份比例：
[0256]
开发商或业委会、市政电网等：“谷储直柔”数字虚拟电厂监控、运维系统，占比30％；
[0257]
业主投入：同层停车位，家庭蓄电池，新能源汽车，占比55％；
[0258]
专利技术：占比15％
[0259]
按照股份比例，共同享有峰谷电价差收益，碳排放指标收益。
[0260]
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。