供給側(cè)與消費(fèi)側(cè)的能源革命主要包括三方面：一是保證能源安全，對(duì)外依存度不能高；二是改變能源結(jié)構(gòu)，解決霧霾問題；三是大力減少化石能源，從而實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展，應(yīng)對(duì)氣候變化。
要實(shí)現(xiàn)這樣的能源革命目標(biāo)，就必須大力發(fā)展非碳、零碳能源，減少對(duì)化石能源的依賴。路徑就是大比例發(fā)展水電、風(fēng)電、光伏、核電等可再生能源，從依賴化石能源轉(zhuǎn)為依賴非碳能源。這些非碳能源的特點(diǎn)是都帶“電”字，所以能源利用路徑從原來的化石能源發(fā)電、供熱轉(zhuǎn)為直接從可再生能源發(fā)電。因此要大幅度提高城市能源用電比例，迎接新電氣化時(shí)代的到來。
以往發(fā)電廠對(duì)末端用戶的連接是剛性的，即任何一個(gè)時(shí)候發(fā)出的電都得在這一瞬間消耗掉，供需之間是強(qiáng)耦合的。但現(xiàn)在可再生能源電力的不確定性、隨機(jī)性非常強(qiáng)，電力消費(fèi)側(cè)結(jié)構(gòu)也在逐漸調(diào)整，工業(yè)用戶比例變少、民用建筑比例變大，也有隨機(jī)性因素。這兩個(gè)隨機(jī)性互相疊加，導(dǎo)致供需關(guān)系矛盾日益突出，所以必須變剛性連接為柔性連接，改為大比例的可再生能源電力，這種柔性連接供需的電力關(guān)系，將成為新一代城市能源系統(tǒng)里最主要的課題。
隨著現(xiàn)代化城市發(fā)展，建筑、交通用電比例越來越大，電動(dòng)汽車有可能替代燃油車，成為主要的交通方式。隨著電動(dòng)汽車的使用比例增加，若用現(xiàn)在的模式解決充電樁問題，對(duì)電網(wǎng)沖擊極大，并且極不穩(wěn)定。同時(shí)，建筑中大量的變壓器、設(shè)備有空載現(xiàn)象，再加上建設(shè)充電樁，使城市配電容量加大一倍甚至更多，這將給城市配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來較大挑戰(zhàn)。
解決問題的核心是發(fā)展建筑的柔性用電模式。
如何最大化利用充電系統(tǒng)、建筑用電系統(tǒng)？調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)負(fù)荷變化，匹配可再生能源的柔性負(fù)載，是當(dāng)前面臨的大問題。這幾年國內(nèi)不少企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，未來要在建筑中安裝蓄電池，和室外充電樁相連，實(shí)現(xiàn)全直流化。
直流最大的好處在于負(fù)載從剛性變成了柔性，允許直流側(cè)電壓在±30%范圍內(nèi)變化且不會(huì)影響任何供電。
還有一類可間歇運(yùn)行的裝置，根據(jù)電壓的變化調(diào)節(jié)，在低壓時(shí)關(guān)閉，高壓的時(shí)候再打開。只要靠直流電壓的母線變壓變化為信號(hào)，傳導(dǎo)至各個(gè)末端，各個(gè)末端根據(jù)自己的特征自行調(diào)節(jié)容量變化，實(shí)現(xiàn)柔性。
這個(gè)柔性有多大？初步估計(jì)，根據(jù)電壓變化響應(yīng)，辦公建筑用電負(fù)荷變化幅度可達(dá)到15%-30%，酒店則能達(dá)到30%。
原來不考慮柔性的時(shí)候，要安裝很大容量的電池才能實(shí)現(xiàn)建筑物的柔性用電?，F(xiàn)在考慮了建筑本身負(fù)荷可以調(diào)節(jié)后，不需要安裝超大容量的電池就可以實(shí)現(xiàn)建筑整體柔性，還可以進(jìn)一步提高供電可靠性和供電質(zhì)量。
居住建筑比辦公建筑更容易實(shí)現(xiàn)分布式蓄電，以實(shí)現(xiàn)電的穩(wěn)定性需求。充分結(jié)合電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池與充電樁，可有效利用建筑用電低谷時(shí)的容量，不僅無需增加總供配電容量，還可減少約一半分布式蓄電池的配置容量，從而使成本大大降低。這時(shí)候大量電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)充電不僅不是“禍害”，還能“變廢為寶”。
北京市現(xiàn)有約8億平方米的民用建筑、約200萬輛電動(dòng)汽車，用電負(fù)荷約800萬千瓦，如果有一半建筑可以變?yōu)橹绷飨到y(tǒng)，并按照上述方法設(shè)計(jì)充電樁，就無需再給河北電廠增加壓力，還可以接收1000萬千瓦的可再生電力，并大規(guī)模發(fā)展風(fēng)電。同時(shí)因?yàn)闆]有了用電高峰，整個(gè)城市配電網(wǎng)容量會(huì)大幅度降低，這將從根本上改變城市電力系統(tǒng)。
