全国能源信息平台德国能源互联网发展现状及经验启示( 三 )


表2德国能源互联网发展相关政策
全国能源信息平台德国能源互联网发展现状及经验启示
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(三)典型实践
在政府部门引导下 , 德国分阶段开展了两个批次的系列示范项目 , 对能源互联网进行了初步探索和试验示范 。 其中 , 2008年启动的E-energy项目 , 从市场、技术、系统层面全方位探索了信息通信技术推动不同能源系统之间耦合、互联、交易的潜力和实现方式 。 2012年启动的C-sells项目隶属于“智慧能源——能源数字化转型”展示计划(SINTEG) , 致力于打造小型的数字化能源互联系统 , 实现区域内的能源产消微平衡和优化 。
1)E-Energy系列示范项目
E-Energy是德国联邦经济技术部(BMWi)发起的能源互联网创新计划 , 综合地区能源结构特点、经济发展特点、能源消费模式、基础支撑平台等多维因素 , 选取了6个具体试点项目 , 主要研究内容如表3所示 。
表3德国E-Energy项目主要研究内容
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综合考量上述6个子项目的基本特征 , 可以看出E-energy是德国在能源互联网背景下进行的一次能源与信息技术融合发展的卓有成效的探索 。 通过先进信息通信技术 , 构建出需求侧资源、能源市场等几个关键元素协调互动 , 促进可再生能源可靠消纳的关键应用场景 。
2)C-sells项目
C-sells项目选址在德国南部的巴伐利亚州、巴登—符腾堡州和黑森州 , 覆盖了德国重要的工业负荷中心如斯图加特、莱茵—内卡区域、大慕尼黑地区 , 涵盖2602个城镇 , 3000万人口 , 80万个能源用户 。 C-sells项目通过数字基础设施连接大量智能楼宇、社区、城市 , 形成多能流耦合规划和控制的“细胞”单元 , 在此基础上构建区域优化的蜂窝能源互联系统 , 如图4所示 。
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图4C-sells蜂窝能源系统的运行示意图
C-sells项目实现了单个“细胞”的能源信息融合调度 。 一个细胞结构的基本功能是为位于其中的用户供应能源 , 该结构可以通过分布式能源、生产者与消费者之间的互动 , 将能源网络整体划分为“细胞”进行治理 , 有助于应对电网日益增长的复杂性 。 将来还需要进一步开发供能系统的灵活性 , 例如通过能源和信息基础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 , 并通过电、热、冷等多能互补实现细胞结构内的局部优化 。 C-sells采用使能源系统更加灵活的蜂窝组网方式 , 实现能量互济和综合优化 , 提升整体运行效率 。
(四)总结与启示
1)现状总结
总体来看 , 德国能源互联网发展具有以下特点:
一是发展动因上 , 德国受化石能源匮乏、核能角色弱化、减排目标压力大等多重因素影响 , 对可再生能源利用、能效提升需求迫切 , 德国政府提出大力推动以“能效优先、可再生能源开发利用、跨领域耦合”为三大要素的能源转型 , 建设能源互联网是其推动能源转型的关键着力点 。
二是发展方向上 , 德国结合其“工业4.0”发展战略和自身数字化产业发展优势 , 在能源互联网建设过程中侧重于推动能源数字化发展 , 利用先进信息技术对能源系统进行全环节改造 , 通过能源信息深度融合来推动能源系统向着清洁化、智能化、高效化的方向发展 。
三是实践探索上 , 通过E-enegy、C-sells等一系列示范项目对能源信息融合应用、新型能源市场机制等关键要素进行了探索 , 并组成系列项目以形成规模化示范效应 , 同时在项目实施中大胆创新 , 提出了细胞电网、区域蜂窝能源系统等创新理念 。
2)经验启示
一是虽未形成明确的能源互联网发展模式 , 但基于自身国情和能源系统特点进行了针对性的探索 。 德国油、气等化石资源匮乏 , 发展可再生能源、提升能源效率需求迫切 , 其结合自身数字化技术和产业优势 , 以提升可再生能源消纳、促进能效提升等为目标 , 推动能源信息融合、数字化电网等能源互联网关键要素的针对性探索 。