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可再生能源發(fā)電的特點(diǎn)要求對(duì)能源供應(yīng)進(jìn)行靈活管理。這意味著不僅要管理能源生產(chǎn)，同時(shí)也要管理用電需求。解決方案：智能網(wǎng)絡(luò)和智能電表。在奧地利，西門子正在同時(shí)測(cè)試能源生產(chǎn)管理和需求管理解決方案。

在德國(guó)萊比錫的電力交易市場(chǎng)中流行一句話，大意是說(shuō)每逢經(jīng)紀(jì)人忙到抓狂的時(shí)候，就是電價(jià)上漲之時(shí)。此言不虛，在需求達(dá)到高峰的時(shí)候，為穩(wěn)定電網(wǎng)就必須立即增加發(fā)電量，這要求啟動(dòng)“備用調(diào)峰電廠”，而此類電廠的運(yùn)營(yíng)成本往往異常高昂。促使需求達(dá)到高峰的原因常常是意外事件，例如很多用戶同一時(shí)間使用電器，電廠出現(xiàn)故障或輸電線路出現(xiàn)故障等。在這些情況下，電力供應(yīng)商的采購(gòu)電價(jià)通常是平時(shí)的10到20倍，這意味著用戶的用電價(jià)格也可能相應(yīng)上漲。相反，當(dāng)電力生產(chǎn)供過(guò)于求時(shí)，電價(jià)也可能會(huì)跌破底線。例如，風(fēng)電場(chǎng)所在地區(qū)夜間風(fēng)力強(qiáng)勁時(shí)，便可能出現(xiàn)這種情況。發(fā)電量過(guò)剩，卻無(wú)人問(wèn)津，這時(shí)的電力可能要拱手相送，甚至倒貼錢。事實(shí)上，德國(guó)在2012年*季度就出現(xiàn)過(guò)五次倒貼供電的情況。

在電力交易市場(chǎng)中，電力經(jīng)紀(jì)人處理的交易不僅僅包括生產(chǎn)的電能，他們還承接大客戶的業(yè)務(wù)，幫助他們減少用電負(fù)荷，防止出現(xiàn)斷電事故

上述反常現(xiàn)象背后的本質(zhì)原因是技術(shù)問(wèn)題。要確保電網(wǎng)的穩(wěn)定性，就必須控制好電力生產(chǎn)與需求之間的關(guān)系，達(dá)到產(chǎn)需大體平衡。然而解決此問(wèn)題的出路并非只有啟動(dòng)或關(guān)閉備用電廠。降低需求是一種更高效的解決方案。例如，自2011年起，慕尼黑的寶萊納啤酒廠與服務(wù)提供商Entelios公司建立了“需求響應(yīng)”合作關(guān)系。

當(dāng)電力生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)供應(yīng)不足時(shí)，寶萊納啤酒廠可以將耗電量很大的制冷設(shè)備短時(shí)關(guān)閉。有時(shí)候，例如釀造“白啤酒”時(shí)，制冷設(shè)備短暫關(guān)閉并無(wú)大礙。通過(guò)這種方式，寶萊納可以獲得兩種形式的經(jīng)濟(jì)效益：一是節(jié)約用電成本，另一方面，電力生產(chǎn)商向Entelios支付的需求管理費(fèi)用將分給寶萊納一部分。

在美國(guó)，此類模式早已不是新鮮事物。西門子目前就在測(cè)試一個(gè)自動(dòng)需求響應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以幫助調(diào)節(jié)數(shù)千座建筑物的用電需求。整體而言，此類措施將大大減輕電網(wǎng)的負(fù)荷。

目前歐洲正在大力推進(jìn)旨在提高可再生能源發(fā)電占比的電力生產(chǎn)系統(tǒng)改革，類似于寶萊納啤酒廠的需求響應(yīng)項(xiàng)目將大有可為。需求管理與綜合考慮當(dāng)前發(fā)電量與預(yù)期需求的電廠管理系統(tǒng)相結(jié)合，可以保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性。通常這種模式被稱作DSI，即需求側(cè)集成。

在有些行業(yè)，大型電力用戶根據(jù)與電力生產(chǎn)商簽署的協(xié)議靈活關(guān)閉和重啟非關(guān)鍵設(shè)備已是司空見(jiàn)慣的舉措。將來(lái)商業(yè)建筑和住戶也可以采用這種模式。

到那時(shí)，智能電表和智能化的能源管理系統(tǒng)基本上可以做到*自動(dòng)化。歐盟正在朝此方向努力，采取的*步是鼓勵(lì)智能電表的快速推廣應(yīng)用。到2020年，歐盟絕大部分住戶將用上智能電表。與傳統(tǒng)的機(jī)電式電表相比，智能電表具有諸多優(yōu)勢(shì)，包括面向電力公司的上行數(shù)據(jù)接口，該接口可用于遠(yuǎn)程超表。

智能電表還具備面向用戶的下行通信功能。例如，電力供應(yīng)商可以向用戶傳輸實(shí)時(shí)電價(jià)信息。這種多費(fèi)率功能可成為新型業(yè)務(wù)模式的基礎(chǔ)。根據(jù)用戶輸入的偏好設(shè)置，智能電表可以決定對(duì)電價(jià)變化做出何種響應(yīng)。它們可以切斷電器的電源、關(guān)閉電器，也可以在電價(jià)走低時(shí)再重新開(kāi)啟電器。它們可以按設(shè)定規(guī)則運(yùn)行，比如：“電價(jià)低于X分/度時(shí)啟動(dòng)洗衣機(jī)，但是無(wú)論電價(jià)如何，明天晚上之前務(wù)必啟動(dòng)洗衣機(jī)。”

在奧地利薩爾茨堡附近，工程師們正在緊鑼密鼓地測(cè)試日常使用的智能電表的可持續(xù)發(fā)展性。并入測(cè)試電網(wǎng)的有可再生能源發(fā)電設(shè)施和電動(dòng)汽車。

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)在智能化需求管理中發(fā)揮著重要作用。例如，德國(guó)電氣、電子與信息技術(shù)協(xié)會(huì)（VDE）開(kāi)展的“需求側(cè)集成”研究項(xiàng)目估計(jì)，在德國(guó)，只要電力用戶可以接受些許不便，每天就能對(duì)85億瓦的電能進(jìn)行管理。住戶、商業(yè)建筑、工業(yè)和服務(wù)設(shè)施占該數(shù)字的一半。但理論上講，若考慮到所有可想到的用電負(fù)荷，那么這一數(shù)字可增加至250億瓦。

該研究預(yù)計(jì)，隨著熱水機(jī)、空調(diào)機(jī)和電動(dòng)汽車使用量的增加，在2030年以前，可納入管理的電量將不斷提高。將來(lái)，每天都有相當(dāng)比例的用電需求可以納入管理。要知道，在正常情況下，德國(guó)目前的日均電力需求約為6000萬(wàn)千瓦。其中約有五分之一的需求由間歇性可再生能源發(fā)電滿足，這對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性提出了特殊挑戰(zhàn)。

打開(kāi)節(jié)電之門。即使研究做得再好，如果沒(méi)有實(shí)踐探索，一切構(gòu)想也不過(guò)是紙上談兵。因此，自2009年底起，西門子奧地利公司參與了在薩爾茨堡開(kāi)展的智能電網(wǎng)示范項(xiàng)目。在該地區(qū)，薩爾茨堡電力公司已安裝了大約1000臺(tái)西門子智能電表。人們對(duì)該項(xiàng)新技術(shù)的反響如何？在得到當(dāng)事人同意之后，維也納科技大學(xué)與奧地利科技學(xué)院（AIT）聯(lián)合委派的研究小組對(duì)智能電表用戶的行為及其對(duì)需求管理的影響進(jìn)行了跟蹤研究。

利用軟件工程師Green Pocket 開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)門戶，項(xiàng)目參與者可以使用智能手機(jī)或平板電腦實(shí)時(shí)了解當(dāng)前的用電情況。這相當(dāng)于為他們打開(kāi)了節(jié)電之門。當(dāng)電費(fèi)超過(guò)預(yù)設(shè)的金額時(shí)，該軟件會(huì)發(fā)出警告，研究人員可以觀察此類警告是否會(huì)影響參與者的行為。此外，研究人員還計(jì)劃根據(jù)相關(guān)的用電規(guī)則改造智能電網(wǎng)。升級(jí)改造之后，一臺(tái)智能電表就可以搞定一切。西門子薩爾茨堡分公司負(fù)責(zé)人Wolfgang Schneider表示：“理想情況下，用戶根本不會(huì)覺(jué)察到改造過(guò)程，舒適度和便利性不會(huì)受到絲毫影響。”

“西門子已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種支持智能電表與電力公司進(jìn)行通信的解決方案。在這個(gè)方案中，數(shù)據(jù)可通過(guò)電線穩(wěn)定可靠地傳輸。”西門子奧地利公司的Wolfgang Bauer補(bǔ)充道，“此外，它還為集成提供了充足的空間，包括集成未來(lái)的智能電表功能，以及目前的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化和能源管理基礎(chǔ)設(shè)施。”在該項(xiàng)研究中開(kāi)展的一個(gè)項(xiàng)目對(duì)十棟建筑物的電力負(fù)荷進(jìn)行了調(diào)節(jié)，而在另一個(gè)項(xiàng)目中，研究人員則為薩爾茨堡附近的Köstendorf社區(qū)配備了大量光伏系統(tǒng)和電動(dòng)汽車，以期測(cè)試它們與電網(wǎng)的相互影響。

初步的研究結(jié)果已經(jīng)出爐。個(gè)人用電需求管理（例如將洗衣機(jī)設(shè)置為在夜間啟動(dòng)）的效果基本上局限于心理作用。“此類需求管理對(duì)用電需求的影響超不過(guò)3%”Schneider介紹道。然而，建筑物本身則另當(dāng)別論。如果建筑物的供暖或空調(diào)系統(tǒng)依靠電力運(yùn)轉(zhuǎn)，那么一棟建筑物最多可以有85%的調(diào)荷空間。究其原因，部分上是因?yàn)橐环N稱作熱慣性的現(xiàn)象，Schneider對(duì)此解釋如下：“當(dāng)室外溫度為10℃時(shí)，一座具有普通隔熱能力的大樓在切斷供熱后，40小時(shí)內(nèi)室溫只會(huì)下降2℃。多數(shù)人不會(huì)覺(jué)察到這種溫度變化。”

另外，在一個(gè)前瞻性研究項(xiàng)目中，薩爾茨堡正在建設(shè)配備大量傳感器的新樓宇。舉例而言，該項(xiàng)目修建了18米高的熱水蓄水罐，用它來(lái)增強(qiáng)大樓的熱慣性，同時(shí)在需求達(dá)到高峰時(shí)做出響應(yīng)。根據(jù)計(jì)劃，整個(gè)項(xiàng)目的*詳細(xì)研究結(jié)果將于2013年春季揭曉。

在十年內(nèi)，薩爾茨堡目前所實(shí)現(xiàn)的一切可能會(huì)推廣到世界各地，成為人們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?。但是在此之前，要制定出明確的指導(dǎo)方針，同時(shí)首要的條件是實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備的互操作性。若沒(méi)有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，便無(wú)法形成規(guī)?；袌?chǎng)。歐盟在2012年出臺(tái)了針對(duì)智能電網(wǎng)的硬性標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)期該標(biāo)準(zhǔn)將促進(jìn)整個(gè)歐洲地區(qū)電力行業(yè)由智能電表走向智能電網(wǎng)。專家們也在相應(yīng)調(diào)整設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用方案，信息安全和數(shù)據(jù)保護(hù)是其中的重點(diǎn)考慮事項(xiàng)。在關(guān)于新標(biāo)準(zhǔn)的討論中，西門子目前在薩爾茨堡所采用的技術(shù)的影響不可小覷。

在德國(guó)，“智能電表網(wǎng)關(guān)”也是眼下的一個(gè)熱門話題，用戶不僅可以通過(guò)這種網(wǎng)關(guān)獲取數(shù)據(jù)，還能借以管理家用電器。在美國(guó)，這一領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)*邁出一步，美國(guó)的西門子客戶已經(jīng)用上一種類似于智能電表的裝置。這種“智能能源盒”可以對(duì)電價(jià)的浮動(dòng)自動(dòng)做出響應(yīng)。在此類裝置中，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的核心要素同樣是存儲(chǔ)在裝置中的各種規(guī)則。未來(lái)，這種能源管理盒可望通過(guò)控制寶萊納啤酒廠的制冷裝置這樣的設(shè)備來(lái)防止出現(xiàn)不必要的負(fù)荷高峰。