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可再生能源發(fā)電的特點要求對能源供應(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，西門子正在同時測試能源生產(chǎn)管理和需求管理解決方案。

在德國萊比錫的電力交易市場中流行一句話，大意是說每逢經(jīng)紀(jì)人忙到抓狂的時候，就是電價上漲之時。此言不虛，在需求達(dá)到高峰的時候，為穩(wěn)定電網(wǎng)就必須立即增加發(fā)電量，這要求啟動“備用調(diào)峰電廠”，而此類電廠的運營成本往往異常高昂。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)商的采購電價通常是平時的10到20倍，這意味著用戶的用電價格也可能相應(yīng)上漲。相反，當(dāng)電力生產(chǎn)供過于求時，電價也可能會跌破底線。例如，風(fēng)電場所在地區(qū)夜間風(fēng)力強勁時，便可能出現(xiàn)這種情況。發(fā)電量過剩，卻無人問津，這時的電力可能要拱手相送，甚至倒貼錢。事實上，德國在2012年*季度就出現(xiàn)過五次倒貼供電的情況。

在電力交易市場中，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?，F(xiàn)象背后的本質(zhì)原因是技術(shù)問題。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。然而解決此問題的出路并非只有啟動或關(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，寶萊納啤酒廠可以將耗電量很大的制冷設(shè)備短時關(guān)閉。有時候，例如釀造“白啤酒”時，制冷設(shè)備短暫關(guān)閉并無大礙。通過這種方式，寶萊納可以獲得兩種形式的經(jīng)濟效益：一是節(jié)約用電成本，另一方面，電力生產(chǎn)商向Entelios支付的需求管理費用將分給寶萊納一部分。

在美國，此類模式早已不是新鮮事物。西門子目前就在測試一個自動需求響應(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)備已是司空見慣的舉措。將來商業(yè)建筑和住戶也可以采用這種模式。

到那時，智能電表和智能化的能源管理系統(tǒng)基本上可以做到*自動化。歐盟正在朝此方向努力，采取的*步是鼓勵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)的機電式電表相比，智能電表具有諸多優(yōu)勢，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時電價信息。這種多費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電價變化做出何種響應(yīng)。它們可以切斷電器的電源、關(guān)閉電器，也可以在電價走低時再重新開啟電器。它們可以按設(shè)定規(guī)則運行，比如：“電價低于X分/度時啟動洗衣機，但是無論電價如何，明天晚上之前務(wù)必啟動洗衣機。”

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

樓宇自動化系統(tǒng)在智能化需求管理中發(fā)揮著重要作用。例如，德國電氣、電子與信息技術(shù)協(xié)會（VDE）開展的“需求側(cè)集成”研究項目估計，在德國，只要電力用戶可以接受些許不便，每天就能對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，隨著熱水機、空調(diào)機和電動汽車使用量的增加，在2030年以前，可納入管理的電量將不斷提高。將來，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，德國目前的日均電力需求約為6000萬千瓦。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，這對電網(wǎng)穩(wěn)定性提出了特殊挑戰(zhàn)。

打開節(jié)電之門。即使研究做得再好，如果沒有實踐探索，一切構(gòu)想也不過是紙上談兵。因此，自2009年底起，西門子奧地利公司參與了在薩爾茨堡開展的智能電網(wǎng)示范項目。在該地區(qū)，薩爾茨堡電力公司已安裝了大約1000臺西門子智能電表。人們對該項新技術(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智能電表用戶的行為及其對需求管理的影響進(jìn)行了跟蹤研究。

利用軟件工程師Green Pocket 開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)門戶，項目參與者可以使用智能手機或平板電腦實時了解當(dāng)前的用電情況。這相當(dāng)于為他們打開了節(jié)電之門。當(dāng)電費超過預(yù)設(shè)的金額時，該軟件會發(fā)出警告，研究人員可以觀察此類警告是否會影響參與者的行為。此外，研究人員還計劃根據(jù)相關(guān)的用電規(guī)則改造智能電網(wǎng)。升級改造之后，一臺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，用戶根本不會覺察到改造過程，舒適度和便利性不會受到絲毫影響。”

“西門子已經(jīng)開發(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。在這個方案中，數(shù)據(jù)可通過電線穩(wěn)定可靠地傳輸。”西門子奧地利公司的Wolfgang Bauer補充道，“此外，它還為集成提供了充足的空間，包括集成未來的智能電表功能，以及目前的網(wǎng)絡(luò)自動化和能源管理基礎(chǔ)設(shè)施。”在該項研究中開展的一個項目對十棟建筑物的電力負(fù)荷進(jìn)行了調(diào)節(jié)，而在另一個項目中，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)和電動汽車，以期測試它們與電網(wǎng)的相互影響。

初步的研究結(jié)果已經(jīng)出爐。個人用電需求管理（例如將洗衣機設(shè)置為在夜間啟動）的效果基本上局限于心理作用。“此類需求管理對用電需求的影響超不過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，部分上是因為一種稱作熱慣性的現(xiàn)象，Schneider對此解釋如下：“當(dāng)室外溫度為10℃時，一座具有普通隔熱能力的大樓在切斷供熱后，40小時內(nèi)室溫只會下降2℃。多數(shù)人不會覺察到這種溫度變化。”

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

在十年內(nèi)，薩爾茨堡目前所實現(xiàn)的一切可能會推廣到世界各地，成為人們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠帧５窃诖酥埃贫ǔ雒鞔_的指導(dǎo)方針，同時首要的條件是實現(xiàn)相關(guān)設(shè)備的互操作性。若沒有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，便無法形成規(guī)?；袌?。歐盟在2012年出臺了針對智能電網(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)保護是其中的重點考慮事項。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，“智能電表網(wǎng)關(guān)”也是眼下的一個熱門話題，用戶不僅可以通過這種網(wǎng)關(guān)獲取數(shù)據(jù)，還能借以管理家用電器。在美國，這一領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)*邁出一步，美國的西門子客戶已經(jīng)用上一種類似于智能電表的裝置。這種“智能能源盒”可以對電價的浮動自動做出響應(yīng)。在此類裝置中，實現(xiàn)節(jié)能的核心要素同樣是存儲在裝置中的各種規(guī)則。未來，這種能源管理盒可望通過控制寶萊納啤酒廠的制冷裝置這樣的設(shè)備來防止出現(xiàn)不必要的負(fù)荷高峰。