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能源转型数字化进行时——德国能源互联网示范项目跟踪解析(上)

作者:容玮悦 来源:交能网 发布时间:2019-07-18 浏览:
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中国储能网讯:2016年12月,德国“智慧能源——能源转型数字化”展示计划(简称SINTG)正式启动,该计划在德国五个大型示范区域进行能源数字化研究及试点项目,核心在于发电侧与用电侧的智能互联、以及创新电网技术、运营管理及商业概念的应用,以测试能源转型数字化的新技术、服务、流程和商业模式。德国联邦经济和能源部(BMWi)为这个展示计划共出资2亿欧元,加上企业的投资,总额超过5亿欧元,共有300多个项目合作伙伴参与其中。他们希望实现以下五个目标:

·      可再生能源高比例上网的同时实现安全高效的电网运行

·      充分利用效率和灵活性潜力

·      在智慧能源网络中为所有参与者建立有效和安全的互动

·      有效利用现有的网络结构

·      在配电网层面减少新建网络的需求

·      在能源领域开发新的商业模式

(SINTEG五个示范项目的区域分布)

1、C/sells 示范项目(细胞般的数字化能源转型

§  示范区域:巴登-符腾堡州、巴伐利亚州和黑森州

§  目标:开发和广泛展示具有大量可再生能源的“蜂窝式”能源系统,以实现环境兼容、高效、方便和安全的能源结构。

2、DESIGNETZ示范项目(三个联邦州共同测试未来电网)

§  示范区域:北莱茵-威斯特法伦州、莱茵兰-普法尔茨州和萨尔兰州

§  目标:DESIGNETZ项目集合了各种解决方案,特别是通过灵活的市场、系统和电网支持的优化利用,创建一个高效、稳定且具有前瞻性的整体系统。

3、enera示范项目(能源供应的数字化)

§  示范区域:下萨克森州的奥里希、弗里斯兰、维特蒙德和埃姆登市

§  目标:enera示范项目系统展示在考虑到所有项目相关方的情况下,在能源系统技术灵活性方面的数字化进程及改进。

4、NEW4.0示范项目(德国北部的创新联盟)

§  示范区域:石勒苏益格-荷尔斯泰因州和汉堡市

§  目标:电力出口的增长和自身能源利用的增加,是实现安全、低成本、气候友好型电力供应的发展道路。该示范区域将于2035年实现电力消耗100%由可再生能源供应。

5、WindNODE示范项目(智慧的能源网络与灵活的能源负荷)

§  示范区域:包括柏林在内的德国新联邦州

§  目标:通过将可再生能源的大规模生产力数字网络化,将可再生能源产电有效地整合到一个涉及电力、热力和交通行业的多能源系统中。

该计划的项目期限为4年,直至2020年。现在,两年半过去了,这个具有前瞻性的示范项目逐渐进入了实施阶段,例如Enera、NEW4.0两个示范项目都在各自区域上线了的能源数字化市场平台,以提高可再生能源并网同时的灵活性,将电力市场的监管转化成对市场参与者的市场激励。德国联邦经济和能源部的议会国务秘书Thomas Bareiß先生表示,这些项目的中期成果将会用于未来的立法以及能源标准制定当中。

那么,这五个项目进行到现在究竟进展如何呢?交能网将分三期文章为读者们一一介绍。

C/sells示范项目——细胞般的数字化能源转型

项目介绍

C/sells项目选在了德国南部地区,德国南部光伏装机容量占全国总量的一半左右,具备发展分布式能源和能源互联网的良好基础。C/sells中sell的蕴意是开发新的价值以及商业模式。为此,一个有助于产电和耗电优化的区域蜂窝能源系统方案就成为了C/sells的核心目标。这种蜂窝方法通过数字基础设施链接大量智能楼宇、社区、城市,将富余的电力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,从而实现能源系统的灵活性。这种区域性方案可以对不同的技术方案和商业模式进行测试,而不会危及整个系统的稳定性。

C-sells中“细胞”是能源系统中的最基本单元,它是一个多样化的、在空间上集成的能源基础设施,可以根据辅助性原则进行自我决策。其中,自治度受很多因素的影响,包括容量大小、系统结构等。一方面,这些基础单元是能源系统中的技术实现元素,包括新能源和传统能源设备,储能设施,能源网络等。另一方面,也是能源市场的组成基础。这些基础单元通过IIS基础设施信息系统实现互联。

一个“细胞结构”的基本功能是为位于其中的用户供应能源,将来还需要进一步开发供能系统的灵活性。而多能互补(电,热,交通等)可以实现一个细胞结构内的整体优化。该细胞结构可以通过分布式能源、生产者与消费者之间的互动,应对电网日益增长的复杂性。能源流和IT设施将不同基础元素连接起来,保证信息和能源的安全流动互通。

想要了解更多关于此项目介绍请阅读交能网的另一篇文章:

《走在能源转型的最前头,德国首个智慧电网项目是如何进行的?》

最新进展

目前C/sells项目已在其示范区域内建设了30多个上述示范“细胞”。共有58个合作伙伴参与该示范项目,资助资金约为4400万欧元。

C/sells中已进行试点的地区(绿色为参与试点、深蓝色为示范试点)

因地制宜的“细胞”

在已经建设的30多个示范“细胞”中,因为参与系统的设备不同,运行方式也有所不同。如:

Quartier Flex Zellen:一个位于居住区的微网系统,通过智能测量系统(iMSYs)和IIS整合了各项技术,参与灵活性市场+系统辅助服务市场+黑启动。

FlexAnreize und Regionalzellen:在区域能源网络运营商侧(例如Bayernwerk)进行的分布式发电,引起了较多的发电量过剩现象,在Ostbayern的细胞内,尝试着对灵活性进行了市场化的激励措施。这是通过将不同功能的储能设备连接在一起实现的,例如带有P2H的储热装置,不同容量的电池等。

三个区域灵活性市场平台逐步落实

在C/cells示范区域内已有三个分区建立了灵活性平台,分别是拜仁州的Altdorfer平台、黑森州的ReFlex平台和Comax平台。灵活性市场平台将实现:

o   各领域分布式资源的标准化开发(如工厂、家用储能、电动汽车等)

o   不同电网间的灵活性调用以及规定限额的协调

o   融入现有的市场机制

o   将灵活性供需可视化

o   提供可以消除网络阻塞的市场措施

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