特约供稿 · 2019-08-01 10:07

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(下)

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(下)

上周的文章中交能网介绍了SINTEG的概况以及其中的三个示范项目:

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)

Designetz与ENERA,德国正在进行的90多项能源转型子计划,你了解吗?

本部分将介绍DESIGNNETZ和ENERA两个项目。

 

支持计划SINTEG:能源转型的先行者

2016年12月,联邦经济事务和能源部(BMWi)启动了“ 视窗计划(Schaufenster)智能能源 - 能源转型数字议程(SINTEG)”计划。能源未来将通过五个能源转型试点进行观察,并在区域内进行测试并逐步实现转型。

作为“德国商业创新数字化”一揽子计划的一部分,SINTEG是联邦政府数字议程的重要组成部分。该融资计划的目标是为气候友好,可靠和高效的能源供应提供解决方案。


NEW4.0——德国北部创新联盟


项目介绍

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(下)

“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NEW4.0示范项目,项目总资助资金为4400万欧元

 

电网

未来的能源系统将由可再生能源发电厂打造,一方面需要在当地更多的发展绿色电力,另一方面需要改善电网系统。目前的电网需要适应不断变化的发电结构和新的能源市场规则,此外还需要扇形耦合,将电网与供热的燃气网络相互连接,以减轻气候对能源供用的影响。NEW4.0示范项目的目标是找到适用于当今能源网络挑战的解决方案,因此正在努力简化可再生能源的系统集成以及各个网络层面参与者的互动方式。因此,能源网络运营商需要对其状态更加透明,以通过市场参与者的支持,通过新的运营模式找到解决问题的方法。

 

负载管理

负载管理的目标是识别、建模和提供合适的载荷,操作者对设备进行统筹和管理,利用多种柔性负载储能设备。比如用于供热的“Power to Heat”系统,在某些情况下可以短期内从电网获取电力代替化石燃料,抵消可再生能源产生的波动。

 

发电管理

发电管理包括储存和系统服务,主要研究、分析和测试生产设备和储存设备的技术特性,以便对设备创新和新的销售的概念进行建模和测试。它的目标是为可以100%通过可再生能源来覆盖电力供应的区域维持安全性和稳定性,并与其他部门联系,使当前和未来市场更加灵活,以节省电网的扩展并降低发电容量的可用性。同时加强消费者与智能市场的联系,促进在不同区域和不同国家之间的能源交易和各种系统服务。

 

信息与通信技术

ICT(Information and CommunicationTechnology)技术构成了未来能源系统的“大脑”和“神经通路”。在智能能源系统中,决策由分布式软件(分散的大脑)实时做出,该软件通过来自各种不同设施的数据链路(神经通路)接收其信息。比如“能源平台”,该平台将市场(智能市场)与设备相结合,可以通过区块链实现 “全自动交易”。因此消费者可以在短期内直接从当地生产者获得电力。该平台向所有人开放,也可向NEW 4.0联盟以外的相关方开放。

 

最新进展

  • (负载管理)德国最大Power-to-Heat设备落成,“电力到热力”发电厂的容量为45兆瓦,可以为大约13,500个住宅单元提供热量。它可以将电能转化为热水供应给区域供热网络,并在必要时覆盖高峰负荷时间。因此,它用于保障在极端寒冷天气或其他发热系统故障时的供热。

  • (发电管理)位于石勒苏益格 - 荷尔斯泰因州风能电解制氢项目正在建设的额定输出功率为1兆瓦的风力气电解槽,预计从2020年开始每年为近2万个风电客户提供高达375万千瓦时的氢气。

  • (信息与通信技术)NEW4.0项目的能源平台是一个基于市场的平台,它将市场环境中的自动交易与集成的实时资产管理相结合。该软件概念基于BlockChain技术,由10个合作公司开发,2019年5月9日在NEW4.0的第二次研讨会上第一次利用可视化模型展示了实时交易。

 

WindNODE-智慧的能源网络与灵活的能源负荷

项目介绍

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。对于该项目的详细介绍请点击文章《让新能源并网不再困难!德国WindNODE示范项目》

 

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(下)

最新进展

数字概念

  • 2017年可再生能源发电量为54TWh

  • 可再生能源发电量占电力消耗的56.5%

  • 可再生能源发电设备总容量为32.9GW

  • 可再生能源发电功率最高可达16GW

 

典型项目

1、“鉴别”灵活性

西门子正在开发一种分析和评估工具,用于分析来自各个专业和工业部门的负载数据,从而确定负载转移潜力;Lid和Kaufland开设商店橱窗分支,展示商业灵活性潜力;GASAG Solution Plus将电源到热/电源到冷的系统投入运行。


2、“促进”灵活性

经过近两年的开发工作,WindNODE灵活性平台于2018年底成功推出,其目标是获得更多灵活性选项,以缓解电网中的瓶颈并系统地使用它们。


3、能源系统“数字化”

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(下)

柏林电网在城市低压电网中使用数字通信和计量技术,以实现优化的网络和运营管理;IBAR为“市政能源管理系统”(KEMS)开辟了一个提供平台,由Fraunhofer 研究所开发能源数据市场。

 

参考资料

[1] 德国“智慧能源”转型未来数字化,来源:钜承智能科技 / 德国能源转型时事

[2] https://new4-0.erneuerbare-energien-hamburg.de/

[3] NEW 4.0 – NORDDEUTSCHE ENERGIEWENDE,Bundesministerium für      Wirtschaftund Energie

[4] DIE ZUKUNFT DER ENERGIE BEGINNT IM NORDEN,NEW4.0

[5] WAS WIR SIND UND WAS WIR TUN, WINDNORD

[6] WINDNODE ­ DAS SCHAUFENSTER FÜRINTELLIGENTE ENERGIE AUS DEM        NORDOSTEN DEUTSCHLANDS


编辑陈夏

作者:尹华琛

投稿请联系:info@jiaonengwang.com

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原文始发于微信公众号(交能网):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(下)

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