分散式灵活性和可再生能源的整合 - 德国的经验和对中国的展望.pdf

中德能源转型研究项目 分散式灵活性和 可再生能源的整合 德国的经验和对中国的展望 1 目录 1 德国的分布式发电和分散式灵活性 5 1.2 储能和需求侧管理目前在德国的部署6 1.3 德国和欧盟在分布式可再生能源和灵活性方面的政策目标7 2 高比例波动性可再生能源电力系统的技术挑战8 2.1 对配电网的挑战 8 3 电网整合分布式可再生能源的灵活性11 3.1 以灵活性作为配电和系统层面所出现问题的补救办法 11 3.2 配电网的灵活性 11 3.3 分散式灵活性的聚合 12 4 分散式灵活性在德国配电网中的应用14 4.1 用户侧的电池储电 14 4.2 需求侧管理 16 5 在中国的应用21 5.1 中国的分布式发电 21 5.2 分布式储能 24 5.3 集中式储能24 5.4 需求侧管理25 5.5 燃煤电厂灵活性25 5.6 辅助服务市场26 5.7 德国经验的相关性26 5.8 对中国分散式灵活性的建议27 图目录28 表目录29 参考文献30 3 摘要：灵活性的使用可以克服波动性可再生能源给 电网带来的挑战 分布式发电在能源转型中发挥着越来越重要的作用。德 要激活灵活性，就需要改变电力部门的监管。在自由化的 国的目标是到2030年将可再生能源在净电力消费中的占比从 欧盟电力系统中，网络运营已从发电和电力交易中拆分出来， 2021年的45%提高到80%，因此，与配电网相连接的小规模可 须接受管理监督，尤其是在电网投资方面。为发挥储能和需求 再生能源必须与陆上风电和海上风电等大规模能源一起，在 侧管理的潜力，欧盟及成员国须做出进一步的监管变化： 在国家能源产出中贡献更大的份额。 首先，电网监管必须有利于智能电网投资，例如电网公 到目前为止，德国的大部分分布式发电是由太阳能光伏 司的通讯和控制技术，这是激活灵活性的先决条件。其中应该 设施构成的，包括屋顶设施和小规模地面安装设施。其他小 包括现代智能电表技术，以及为所有用户和产消者提供入口， 规模技术包括生物质、生物气和小规模水力发电。到2021年， 让他们能够参与实时负荷控制计划——让网络运营商能够利用 德国有200万套屋顶太阳能光伏设施，约占全国光伏总容量的 灵活性、可能由第三方聚合商公司管理的计划。 15%。 其次，灵活性资产所有人需要一个为灵活性提供报酬的 尽管使用太阳能取代化石燃料发电，有助于减少碳排放， 适当框架。理想情况下，为分散式灵活性支付的报酬应该充分 但太阳能发电的波动性给配电网带来了技术挑战，其中最突 反映其对系统的价值，避免电网或发电投资。其中应该包括引 出的是网络设备的热过载、电压越限、反向馈电问题以及相 进灵活性市场或创新性辅助服务，将负荷控制和电池交由配电 位不平衡。波动的可再生能源馈入可能在系统层面上导致总 网运营商（DNO）支配。动态电网费用会激励将灵活性用于阻 体的发电充裕度和稳定性的问题，尤其是随着德国逐步淘汰 塞管理。 更多能够提供稳定容量和辅助服务的传统发电技术。 第三，监管机构必须通过市场数据透明性和市场准入，进 为解决这些配电网问题并使分布式能源能够充分发挥取 一步鼓励分散式灵活性的聚合。通过独立的聚合商，可以使 代系统中传统电厂的作用，灵活性措施是其中关键。对于配 产消者和小公司为批发和平衡市场提供分散式灵活性。因此， 电网，灵活性指的是增加电力储存（主要是电池）和需求侧 分散式灵活性可以帮助负荷转移和系统稳定性