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【能源未来】放眼未来数字化能源世界

北极星输配电网  来源:德国能源转型时事简报    2018/9/19 9:03:13  我要投稿  

北极星输配电网讯:数字化正在使人们生活的各个方面发生重大的变化。在电力供应领域,数字化可同时解决能源转型和可再生能源占电力消费比例不断上升所带来的一系列问题。例如:在电力供应主要依靠风能和太阳能电力的情况下系统如何保持稳定?电力生产、电网、电力消费者和电力储存设施如何更加智能地联网联动?建筑采暖、电动汽车和工业企业如何更多更好地利用现有的可再生能源电力?数字化为所有这些问题提供了解决方案,但在实际应用中它们又将是如何真正解决问题呢?

德国“智慧能源展示计划”(SINTEG-Programm)的五个示范区为上述问题寻找答案,每个示范区就是一个“仿真实验室”,将为能源转型所面临的技术、经济和监管挑战提供示范性解决方案。德国联邦经济和能源部(BMWi)为这个示范计划共出资2亿欧元,参与该计划的企业总共为该计划融资3亿欧元,这个总金额高达5亿多欧元的计划的主要任务是要绘制出能在其它地区和联邦州实施的“蓝图”,五个示范项目的所有成果和经验将加以整理、评估和相互交流。参与该计划的五个示范区已于2017年启动项目工作。

在今年6月于柏林举办的“2018智慧能源展示计划——数字能源世界仿真实验室一览”大会上,五个地区的示范项目分别介绍了各自在项目第一年中所取得的成果和亮点,联邦经济和能源部部长皮特•阿尔特迈尔(PeterAltmaier)在开幕致辞中不但高度评价了能源转型数字化解决方案的意义,而且还强调了德国在国际上的示范作用,他指出:“我们在德国所做的项目就像在一个大型仿真实验室开展应用实验,该计划找到的解决方案也会被世界上其他国家所采用,这也符合我们的经济利益,因为我们的能源转型一旦取得成功,就会像德国的机械、汽车和其它“德国制造”产品一样,成为一个出口品牌。”

“智慧能源展示计划”是能源转型数字化的一个重要基石,其核心是安全高效的运行管理流程,例如电网的运行管理、创新技术、与灵活和智能的电网及电力市场相匹配的市场机制。通过为该计划专门制定的条例,计划参与方可在各自的项目框架内测试相关的新技术工艺和商业模式,例如旨在提高灵活性的数字化市场平台等。

“智慧能源展示计划”将成为数字能源世界的仿真实验室。“智慧能源展示计划”的五个示范项目都根据各自的具体情况,确定出了各自的示范重点。

C/sells示范项目:互联互通的电力生产者

C/sells示范项目要建立一个由众多较小的电力生产者(如某个地区、城区或居民家庭住宅)构成的电力系统,这些小型电力生产者相互连接,并实现在自身生产电力富余或匮乏的情况下自动互联和互相补给。C/sells示范项目包括巴登-符腾堡、巴伐利亚和黑森三个联邦州。被称为“南德太阳能湾”的巴伐利亚州和巴登-符腾堡州的太阳能发电在德国首屈一指,黑森州除了太阳能以外风力发电也起着重要作用。在C/sells示范项目中,这三个州被划分成30多个所谓的电力生产示范区,并通过数字技术将他们相互连接,电力生产示范区内富裕的电力将被自动输送到其它需要电力的地方,供需自动平衡后仍然富余的电力则被储存起来。为了实施这一方案,C/sells示范项目开发了一个数字信息系统,这一数字信息系统囊括了本地区的所有电力服务商,可以实现数据的自动交换,自动采取稳定电网的措施。C/sells示范项目由58个项目伙伴共同实施,得到了4400万欧元的资助。

Designetz:智能配电网

Designetz示范项目研发了一个连接北莱茵-威斯特法伦州、莱茵兰-普法尔茨州和萨尔州所有配电网的联合系统,项目的核心是建立一个数字化智能配电网,使配电网在分布式电力生产越来越多的情况下从“单向车道”变为“双向车道”,使示范区内的电力生产和需求得到更好的平衡,必要时也能满足跨地区电力供需平衡的需求。该示范项目将原有的和拟建的配电设施整合成一个系统,把原来不同地区和不同层面的配电网组合成一个可应对各种干扰的总系统。光伏发电、风电、热电联产机组、储能设备及负荷管理(包括工业企业等重点用能单位等)是该系统考虑的重要元素。来自能源经济、工业企业、地方政府、科研单位的47个合作伙伴参与该示范项目,该示范项目得到了约2900万欧元的资助。

enera:区域电力市场

enera示范项目位于下萨克森州的西北部,那里富产风电,所以该示范项目将电力系统灵活化作为自己的攻坚任务,以便使区域内的风力资源能得到最大程度的利用。该示范项目将风电设备、储能设施以及居民家庭和工商业电力用户连接在一个区域性虚拟发电厂中,为区域内的能源产品提供了一个数字市场平台。智能电表和电网中的约1000个电子节点准确地记录了电力消耗的时间、地点和数量,相关的技术实施将根据这些数据信息自动采取响应措施,灵活的工业企业安装了相应的调控技术,可根据绿色电力的供求情况来调控工厂的生产;灵活的峰谷电价鼓励消费者尽量错峰用电,例如在风力较大的时候为电动车充电等。该示范项目还将建立一个智能家用App系统,让电力消费者合理避峰,通过太阳能储存装置或夜间储能采暖装置等手段节省电费。该示范项目共有63个合作伙伴,资助资金为5200万欧元。

NEW 4.0:数字化补充

“NEW”是德语“北德能源转型”的缩写,“4.0”指第四次工业革命,也就是说数字化和互联网。NEW4.0示范项目将汉堡和被称为风能中心的石勒苏益格-荷尔斯泰因州连接在一起,目标是到2035年实现100%的安全和经济的可再生能源电力供应。目前,石勒苏益格-荷尔斯泰因州的风电机组往往因输电网瓶颈而不得不减产或关停,为了解决这一问题,NEW4.0示范项目研发了一个可使电力消费动态地适应电力供给的数字系统。这一系统一方面将改善本地区的电力输出,另一方面还可通过储能技术,特别是通过提高工业企业生产的灵活性和电采暖的技术进一步提高示范区自身采用可再生能源发电的比重。该系统将项目所有相关方以及电力生产、储存、输送和消费等要素全部用数字技术连接在一起。共有57个合作伙伴参与NEW 4.0示范项目,项目总资助资金为4400万欧元。

WindNODE:灵活的电力消费者

WindNODE示范项目涵盖了德国所有6个原东德联邦州。这六个联邦州目前的电力消费有一半来自可再生能源,但这只是一个年平均值。在无风的夜晚,风电和太阳能发电几乎为零,与此相反,在光照很足的大风天,有些地方的可再生能源发电量则是其可消费的三倍之多,这种现象的后果是造成地区电网输电瓶颈。因此,Wind-NODE示范项目的重点是要创造灵活性选项,一方面是通过储能技术(如大型蓄电池、电动汽车、电制热技术),另一方面是要与灵活的电力用户开展合作,让他们尽量根据天气状况来消费电力,从而节省电费成本。灵活的电力用户是指可以在时间上灵活安排其生产的工厂或可以在时间上灵活安排冷冻柜运行的大型超市。WindNODE示范项目通过一个数字能源系统将这些灵活电力用户连接在一起,这一系统可让这些电力用户自主或自动根据电力生产情况来调控各自的电力消费。参与WindNODE示范项目共有75个合作伙伴,总资助资为3700万欧元。

关于德国能源转型时事简报:

该简报源于德国联邦经济和能源部定期发行的《德国能源转型直击》简报,由德国国际合作机构中德能源合作伙伴项目每月与中方合作伙伴国家节能中心共同选题、翻译和汇编。主要收集和发布来自德国能源转型相关的重大时事新闻。


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