丹麦区域能源互联网发展综述-第3页-北极星输配电网

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3丹麦区域能源互联网的示范经验

3.1电力灵活性交易平台FLECH在iPower和Ecogrid2.0中的开发及示范

iPower作为丹麦智能电力领域最大的创新和研究战略平台几乎涵盖了丹麦所有电力相关企业，高校和科研机构。图5所示的针对负荷侧的灵活性交易平台（flexibility clearing house，FLECH）是其在2011–2016年期间的主要成果之一。这一平台主要用于解决丹麦在当前电力市场形式下各利益主体之间（输配电公司，灵活性聚合商等）因信息不对等而无法对灵活性进行合理发掘和优化利用的问题。作为信息交互和灵活性交易的载体，平台自身的功能主要包括市场清算、合同管理、服务结算等。灵活性的管理工具包括在供需两侧对灵活性的需求和供给能力的分别量化，以及对灵活性的控制和调度等技术模块。

目前，这一平台及相关工具正被另一大型示范项目Ecogrid2.0（2016–2019年）拓展开发，并用于丹麦Bornholm岛基于灵活性市场的区域电力系统运行。其间会有近2000电力用户通过两大聚合商参与灵活性市场为配电网和输电网解决阻塞管理、功率平衡等问题。

3.2Energy lab Nordhavn中的城区能源互联网

北港（Nordhavn）作为丹麦首都哥本哈根的老港口区目前正被改造成一个至少拥有4万居民的新型城市社区。由丹麦能源技术发展和示范基金会（Danish Energy Technology Developmentand Demonstration Programme，EUDP）出资1100万欧元所支持的EnergylabNordhavn项目（2015–2019年）正在北港地区示范以电热互联为主体的城市区域能源互联网工程。如图6所示，该工程沿用了FLECH的理念，并将其拓展到热力系统，使该区域内的热力公司（district heating operator，DHO）也可参与受益。系统中灵活性来源包括大型热电联产设备，各类热泵，大型电力储能（batterystorage，BS）与热力储能（thermal storage，TS）设备，电动汽车（electricvechile，EV），智能楼宇和为低温区域供暖系统提供二次升温的直接加热设备（direct electric heater，DEH）以及具有储能功能的电加热器等（electric storage heater，ESH）。在灵活性产品方面，该项目截至目前已经为区域内所涉猎的4个灵活性需求方设计了以电、热负荷联合调度为代表的9类智慧能源网络服务（smart network services，SNSs）产品，用于优化协调区域内部电网，热网，灵活性设备，传统电、热负荷，以及各相关利益主体之间的运作。

图5灵活性交易平台FLECH的基本功能以及相关工具需求

图6Energy Lab Nordhavn中以智慧能源网络服务为纽带的电热系统互动设计

3.3其他示范经验

除了上述提及的示范项目，丹麦还进行了一系列以实现高比例清洁能源为目标的区域能源互联网示范工程。如在Lolland岛打造的世界第一座氢能村庄以风电电解水制氢，再利用小型基于燃料电池技术的热电联产设备为村中每户居民提供相应的能源需求。该系统同时可为广域电力系统提供功率平衡等服务。再如丹麦Samsø岛以电力输出和基于热泵的零碳区域供暖为主要技术手段实现了高于其本地电力消耗3倍的风能和太阳能发电量的并网和消纳。另外在Svalin、Fuglekvarter等小型居民社区所展开的能源共享（energy collective）和端对端能源交易（peer-to-peer energy trading）的尝试为区域能源互联网中的能源管理提供了全新的商业模式。

4区域能源互联网所面临的技术挑战

目前区域能源互联网的的发展在技术上存在以下4个方面的技术挑战：

1）区域能源互联网中，各能源系统内在的物理特性、市场机制、信息化和自动化水平有着显著的区别。随着各能源系统间的耦合与互动的增加，深入理解各能源网络之间的互动机理成为了发展大型区域能源互联网需要解决的首要问题。

2）用户侧的灵活性由于个人行为习惯的不同会带有很强的随机性和不确定性，需要通过大量的实际样本采集和理论推导工作来量化。

3）针对区域间以及区域和广域能源互联网的协作模式的研究仍处于初期阶段，需要大量科研投入来最终实现区域能源网络与现运行的各能源系统的无缝对接。

4）目前缺少为设计区域能源互联网的整体方案和多时空尺度下运行规则服务的相关工具。现有的工具往往对各能源系统内的运维、控制等机理做出高度简化，并局限于解决规划阶段的供需平衡与投资回报等问题。

5结语

中国的区域能源技术目前正朝着多能互补的方向发展，许多相关科研领域和示范性工程的经验正被快速积累。但目前所取得的各项成果在通用性层面上仍有很大的进步空间，这使得很多有着巨大潜力的尤其在需求侧的灵活性资源还未被开发和使用。另外在如何合理促进各区域能源网络之间的协作方面，相关的研究和经验还并不多见。丹麦在其现有的区域能源基础上所开展的一系列区域能源互联网的研究和示范工作将为中国在不久的未来实现清洁低碳、安全高效、可持续发展的新一代能源系统提供宝贵的参考经验。

作者简介

尤石，男，博士，研究员，研究方向为需求响应、主动配电网络和综合能源系统相关的规划、管理和控制等。

宋鹏翔，男，博士，高级工程师，研究方向为储能技术、燃料电池技术、能源互联网场景下的能源转化与多能互补技术。

南方电网公司发布《南方电网公司实施供货商扣分处理的公告》

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