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可再生能源發(fā)電的特點要求對能源供應(yīng)進行靈活管理。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)紀人忙到抓狂的時候，就是電價上漲之時。此言不虛，在需求達到高峰的時候，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，當電力生產(chǎn)供過于求時，電價也可能會跌破底線。例如，風電場所在地區(qū)夜間風力強勁時，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)的負荷。

目前歐洲正在大力推進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前的用電情況。這相當于為他們打開了節(jié)電之門。當電費超過預(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責人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荷進行了調(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，同時在需求達到高峰時做出響應(yīng)。根據(jù)計劃，整個項目的*詳細研究結(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?，要制定出明確的指導(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)標準，便無法形成規(guī)?；袌?。歐盟在2012年出臺了針對智能電網(wǎng)的硬性標準，預(yù)期該標準將促進整個歐洲地區(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)備標準和應(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)于新標準的討論中，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)不必要的負荷高峰。