中国能源与能效合作：德国电力系统中的灵活性技术和措施（37页）.pdf

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1、 分析报告 德国电力系统中的灵活性德国电力系统中的灵活性 技术和措施技术和措施 中德能源转型研究项目 3 执行摘要 . 4 1 1 背景、定义和历史概述 . 5 1.1 什么是电力系统的灵活性？灵活性为什么具有重要意义？ . 5 1.2 德国电力系统的发展以及灵活性在系统中的融合 . 6 1.3 提高德国电力系统灵活性的里程碑和措施 . 9 2 2 技术灵活性选项 . 11 2.1 传统电厂 . 11 2.2 生物质和沼气电厂 . 14 2.3 抽水蓄能电站 . 15 2.4 电池 . 15 2.5 电力多元转换（PtX） . 18 3 3 需求侧灵活性选项 . 20 3.1 工业和商业需求侧

2、灵活性 . 20 3.2 居民需求侧灵活性 . 22 4 4 系统运行灵活性 . 23 4.1 二次调度和可再生能源限电 . 23 4.2 先进的可再生能源发电预测 . 23 4.3 现有电网的更高利用率 . 23 4.4 配电系统运营商和输电系统运营商之间的合作 . 24 4.5 输电系统运营商之间的合作与协调 . 24 4.6 跨境电力交易 . 24 5 5 市场设计灵活性 . 26 5.1 与日俱增的电力市场颗粒度 . 29 5.2 辅助服务 . 30 5.3 支持计划：可再生能源和电网费用 . 32 附件 1. 1. 德国的可用容量和不同灵活性选项的已完成的与预估的量预估 . 33 附

3、件 2. 2. 德国已选定灵活性方案的灵活性潜力 . 35 缩略词表 . 36 图 37 表 38 参考书目 . 39 目录目录 4 德国的气候中和目标迫在眉睫。为了在 2045 年之前达成气候中和目标，德国需要提高其可再生能源产量，并同时提高电力系统灵活性。过去几十年间，德国制定并落实了多种解决方案，例如建立推动不同灵活性措施之间竞争的市场规则，同时采用技术中和方式，以确保技术和参与者的广泛融合。 在打造完全基于可再生能源的电力系统的过程中，传统的发电厂尤其是燃气电厂将继续发挥作用。目前，燃煤和燃气电厂是德国最重要的灵活性来源。但是，要达成最晚在 2038 年之前淘汰燃煤电厂以及在 2022

4、 年之前淘汰核电的目标，势必要增加其他灵活性选项的应用。大型电池是适合提供一次调频辅助服务并应用于工业领域的解决方案，小型电池则可为私人住宅提供用户相关灵活性。这两者都将发挥越来越重要的作用。 其次，生物质发电厂和沼气电厂以及抽水蓄能电站也是灵活性的重要来源。它们将在未来持续为电力系统的灵活性提供-支持。此外，技术的发展以及融资和监管障碍的逐步消除，尤其是要求运营商支付两次消费税的双重负担，可能会促成目前尚未在德国广泛部署的电力多元转换（PtX）技术的更加广泛的使用。 批发市场上的价格信号可能会触发工业和中小企业更高的需求侧灵活性。随着智能计量系统（智能电表）及其他数字技术的逐步引进，居民需求

5、侧灵活性将发挥更加重要的作用。 最后但同样重要的是，需要调整系统运营规程以提高电网灵活性。 此报告详细概述了德国电力系统中的主要灵活性技术和措施。在反映现状的同时，报告也指出了发展电力系统以实现气候中和的需求，为持续进行的政策辩论提供了宝贵的信息依据。 执行摘要 5 1.11.1 什么是电力系统的灵活性？灵活性为什么具有什么是电力系统的灵活性？灵活性为什么具有重要意义？重要意义？ 电力系统的灵活性指的是一种通过增加或减少发电量和负荷从而轻易修正或应变的能力。该概念适用于电力系统的不同要素、各要素提供的服务或者整个电力系统。发电机组以及输配电网可灵活运行，为电网和电力系统提供灵活性。工业、电动汽

6、车或居民等电力消费者也可以调整其电力需求，以为电力系统服务。监管措施和市场规则的设计可以加强或妨碍电力系统要素或整个系统的灵活性。 随着风能和太阳能光伏（PV）等波动性可再生能源（RE）在能源结构中所占比重的增长，灵活性措施将在电力系统中发挥越来越重要的作用。德国的目标是在 2045 年之前实现气候中和。这就需要推动可再生能源的进一步增长。要实现此目标不可避免地要提高对灵活性的需求，这主要是因为与日俱增的发电量的波动性波动性（v volatilityolatility）或可变性或可变性( (variability)variability)以及由此导致的剩余负荷剩余负荷（residual loa