■天津大学电力系统仿真控制教育部重点实验室 王成山 杨占刚 武震

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近年来，作为太阳能利用的有效形式之一，光伏发电与建筑一体化结合得到了越来越多的重视[1-2]。在“零能耗或低能耗建筑”中，光伏发电也经常作为建筑物的主要电能来源[3-4]。为推动可再生能源的普及应用和太阳能建筑的工业化，美国能源部从2003年开始举办太阳能建筑十项全能竞赛，迄今为止已经举办至第4届[5]。按照竞赛要求，每所参赛大学需建造一座完全以太阳能为能源、能满足日常生活要求、建筑面积74 m2的太阳能住宅，并配备电视、冰箱、灶具、洗衣机、计算机等全套日常家用电器及家具等生活设施。最终针对建筑设计、工程与结构、太阳能系统、电力能源平衡、工业化前景、创新性、可持续性等10项指标进行评价[6]。

作为太阳能建筑评价的核心指标之一，电力能量平衡的评分由以下3个部分组成。

（1）电能自给自足。由于竞赛在夏季举行，考虑光伏发电的季节差异(冬天发电量会降低)，在竞赛周期内(8天)。若房屋光伏发电系统向电网的送电量大于40 kW·h即可获得满分，小于20 kW·h为零分。二者之间按线性关系评分。

（2）电能正平衡。在竞赛周结束后，向电网送电超出40 kW·h最多的团队将得到最高分，其余团队将根据其超出40 kW·h的富裕电量所占获胜者的比例按线性关系评分。

（3）瞬时功率评价。每天采样5个点，对采样点处发电功率与负载功率的差值除以负载功率来评估其瞬时功率特性，并加权平均，其值越大说明光伏发电瞬时功率满足负荷需求充裕度越高，一旦出现负值则予以扣分。……