电力是城市最重要和最主要的能源系统。伴随城镇化发展和大规模城镇建设，民用建筑用电比例逐渐占到城市用电总量的40 % 以上，由此也加大了城市电力负荷一天内的峰谷差。
图1显示了北京市终端电力消耗量的各产业构成比例 ，北京建筑使用过程中的电力消耗量在北京市终端总消耗量中所占比例逐年攀升，至2012年已经接近38 %。
图2显示了某住宅小区的电力消耗量逐时变化的实测值，峰值耗电功率接近200 kW，达到低谷用电50 kW的4倍。
像北京这样的巨型城市白天晚上的峰谷差超过峰值负荷的50 %。同时随着风能发电和太阳能光伏电池的发展，电源侧也出现随天气变化的峰谷差。
由于我国电源结构是以燃煤火电为主，很难有效应对这种电力峰谷差，从而导致电源和电网的效率下降和电源与电网的有效利用率下降。
2014年我国火电发电装置年运行小时数仅4 300 h左右，弃风电超过20 %，峰谷差导致电源和电网的损失在5 % 以上。
如何应对城市电力负荷的峰谷差，如何接收日益增加的可再生能源电力，如何提高我国电源和电网的效率，这是我国能源面临的重大和急迫的问题，需要通过能源生产和消费领域的创新与革命性变化来从根本上解决。
因此，本文提出建筑全直流供电与分布式蓄电的解决思路，以期能够实现电网输入民用建筑的电力在一天内保持稳定，从而消减电力负荷峰谷差，提高风电、光电入网率。
可行性分析
目前民用建筑内的各类用电设备实质需要的都已经是直流电。
直接供应直流电可以减少目前反复转换所造成的损失，并降低设备成本。
而直接为变频器提供直流电可以减去交流— 直流这一转换环节；各类IT设备也都是需要直流供电。对于极个别的需要交流供电的设备也可以很容易地通过DC - AC逆变实现。
同时电力电子技术的飞速发展也使得不同电压之间的DC - DC变换成为高效、低成本的易于实现的过程。
建筑采用直流供电，将会促进各类建筑电器设备的革命性发展和建筑配电与安全系统的根本变化，全面提高建筑设备的用电效率。
本世纪电池技术是能源领域发展最快也是最重要的牵头技术。
在建筑内各个空间分散地布置蓄电池（每户、每个办公室等），与建筑直流供配电系统直接连接，就可以形成分布式蓄电系统。
通过智能控制调节，只要电池容量足够大，就可以通过优化调度蓄放电过程，实现外电网对整个建筑的稳定供电或者是低谷期向建筑供电、高峰期不供电。同时，安装在建筑本身的风电、光电也可以直接接入直流电网，避免逆变环节的损耗。
目前蓄电池技术已经使每充放1 kWh电能的电池成本（考虑电池寿命）小于0. 5元人民币，按照目前多个城市的电力峰谷电价计算，已经可以产生经济效益。随着电池技术的进一步发展，寿命的进一步延长和成本的进一步降低，分布的电池蓄电方式将更加显出其显著的经济性。
综上所述：
建筑直流供电和分布式蓄电技术是从根本上解决城市电力负荷的峰谷差、大幅度提高电源和电网效率，同时全面接受各类可再生电力，彻底扭转目前电力系统效率低下、可再生电力不易上网的困难状况。
需求分析
我国目前是全球低压电器产品的主要供应国。
直流供电建筑和分布式蓄电系统将使建筑低压配电系统出现革命性变化，现有配电与供电安全产品系列和标准系列将完全被新的产品和新的标准所替代。
同样的问题也存在于电池领域。
目前现有的直流供电及分布式蓄电的研究与应用，主要着眼于市政电网或微网级别，对建筑内部的直流供电和分布式蓄电涉及甚少。
建筑内部的直流供电和分布式蓄电的理论、技术和方法，以建筑内部自然分割的空间为单位，构建面向空间的直流供电和分布式蓄电的技术体系，并对电压等级、配电网拓扑结构、蓄放电控制、标准化等技术的深入研究，亟待进行。
有待研究的相关关键技术包括以下六个方面：
a. 建筑内直流供电系统形式、电压等级及安全可靠性。
b. 直流供电的系列低压电器设备的研究开发和标准制定。
c. 建筑直流供电电器产品系列。
d. 用于建筑内分布式蓄电系统的蓄电池和电池管理技术。
e. 建筑微电网的智能控制。
f. 支撑直流供电和分布式蓄电技术的政策机制。
社会效益分析
城市民用建筑用电量接近每年2万亿kWh，它所形成的峰谷差所造成的直接和间接损失在每年1 000亿度电以上。
建筑直流供电和分布式蓄电的全面实施，每年可以节省电力约1 000亿度，中国统计年鉴的最新数据显示，我国2012年的电力消耗总量为47962. 6亿度，建筑直流供电和分布式蓄电的全面实施，每年可节省电力为我国目前年耗电总量的2. 0 %。
形成建筑低压电气与建筑微电网新兴产业。如果每平方米建筑的电力系统改造需直接投入100元，则50 % 的民用建筑即300亿平方米将形成3万亿元的巨大的内需市场。
极大地推动电池业的发展。由于这一需求对电池的重量要求不高，也容易对电池进行保养、维护和更换。
因此全面实施将极大地促进电池业的创新发展，能在电池技术上全面领先，就能在未来的能源领域全面领先。
