中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2016年2月份， 國(guó)家發(fā)改委、能源局、工信部聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出了微平衡的理念：
構(gòu)建以多能融合、開(kāi)放共享、雙向通信和智能調(diào)控為特征，各類(lèi)用能終端靈活融入的微平衡系統(tǒng)。
建立基于互聯(lián)網(wǎng)的微平衡市場(chǎng)交易體系，鼓勵(lì)個(gè)人、家庭、分布式能源等小微用戶(hù)靈活自主地參與能源市場(chǎng)。
鼓勵(lì)企業(yè)、居民用戶(hù)與分布式資源、電力負(fù)荷資源、儲(chǔ)能資源之間通過(guò)微平衡市場(chǎng)進(jìn)行局部自主交易，通過(guò)實(shí)時(shí)交易引導(dǎo)能源的生產(chǎn)消費(fèi)行為，實(shí)現(xiàn)分布式能源生產(chǎn)、消費(fèi)一體化。
我們清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院是該文件的重要支撐團(tuán)隊(duì)，我本人也參加了這個(gè)文件的起草工作。德國(guó)的C-sells示范項(xiàng)目，是繼六個(gè)E-ENERGY燈塔項(xiàng)目的第二階段能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目，該項(xiàng)目很好地體現(xiàn)了微電網(wǎng)群形態(tài)下的微平衡，特此與大家共享。
今天在網(wǎng)上看到國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局發(fā)布的 發(fā)改能源[2017]1901號(hào)文件《關(guān)于開(kāi)展分布式發(fā)電市場(chǎng)化交易試點(diǎn)的通知》明確了分布式發(fā)電就近交易的過(guò)網(wǎng)費(fèi)政策，110千伏以下的50兆瓦以?xún)?nèi)的分布式發(fā)電項(xiàng)目的過(guò)網(wǎng)費(fèi)大體會(huì)在5分錢(qián)左右。這對(duì)于微平衡系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了關(guān)鍵的政策支撐。
感謝Dr. Ole Langniss先生于2016年11月3日來(lái)清華大學(xué)做講座"Smart Grids for RE Integration - Large Scale Showcase C/sells"，文中的PPT大部分來(lái)自于那天他的報(bào)告，感謝交能網(wǎng)團(tuán)隊(duì)仔細(xì)梳理有關(guān)資料，并撰寫(xiě)成文。
何繼江
“C-sells”展現(xiàn)未來(lái)能源系統(tǒng)應(yīng)該具備細(xì)胞般的自主性、分布式的參與性以及完整的多樣性。能源網(wǎng)絡(luò)和IT設(shè)施將分布式能源等能源生產(chǎn)者與能源用戶(hù)連接起來(lái)，通過(guò)多能互補(bǔ)、進(jìn)行靈活性的市場(chǎng)化交易，實(shí)現(xiàn)從一個(gè)細(xì)胞結(jié)構(gòu)到跨區(qū)域的能源系統(tǒng)優(yōu)化。
德國(guó)一直是全球能源轉(zhuǎn)型的先行者。2015年，德國(guó)可再生能源發(fā)電在總用電量中的比例已達(dá)32.5％。此外，2015年德國(guó)風(fēng)光裝機(jī)占比超過(guò)40%，而棄風(fēng)棄光率僅為1%左右。德國(guó)能源轉(zhuǎn)型已取得令人羨慕的階段性成果。
德國(guó)能源轉(zhuǎn)型促進(jìn)了當(dāng)?shù)匦履茉磁c分布式能源的迅速發(fā)展。由此帶來(lái)的電力市場(chǎng)多元化、市場(chǎng)主體多樣性以及短時(shí)間內(nèi)的高復(fù)雜度，必然會(huì)對(duì)電網(wǎng)的擴(kuò)建和儲(chǔ)能提出更高的要求。今天將給大家介紹德國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)第二階段示范項(xiàng)目——C-sells。
“C-sells”隸屬于在2016年12月正式啟動(dòng)的SINTEG項(xiàng)目（Smart Energy Showcases – Digital Agenda for the Energy Transition），是德國(guó)繼E-ENERGY六個(gè)示范項(xiàng)目后在能源互聯(lián)網(wǎng)方面的進(jìn)一步探索。E-Energy是2008年德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)與能源部在智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)上推出的一個(gè)為期4年的技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)計(jì)劃。它提出打造新型能源網(wǎng)絡(luò)，在整個(gè)能源供應(yīng)體系中實(shí)現(xiàn)綜合數(shù)字化互聯(lián)以及計(jì)算機(jī)控制和監(jiān)測(cè)的目標(biāo)。E-Energy充分利用信息和通信技術(shù)開(kāi)發(fā)新的解決方案，以滿(mǎn)足未來(lái)以分布式能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)的電力系統(tǒng)的需求。
“C-sells”是智慧能源系統(tǒng)在歐洲典型的應(yīng)用項(xiàng)目，是歐洲推進(jìn)分布式能源的重要窗口。目前有50個(gè)來(lái)自不同行業(yè)的合作伙伴參與了“C-sells”項(xiàng)目，其中包括了來(lái)自運(yùn)營(yíng)商和制造商、能源服務(wù)以及科研機(jī)構(gòu)和電網(wǎng)調(diào)度等類(lèi)別的眾多利益相關(guān)者。
一、為什么選在南德？
“C-sells”的目標(biāo)是通過(guò)數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施（發(fā)電、配電、儲(chǔ)能、地產(chǎn)）實(shí)現(xiàn)分散結(jié)構(gòu)的大規(guī)模生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)附加值。C-sell項(xiàng)目選址在德國(guó)南部的巴伐利亞州、巴登 - 符騰堡州和黑森州，覆蓋了德國(guó)重要的工業(yè)負(fù)荷中心如斯圖加特、萊茵-內(nèi)卡區(qū)域、大慕尼黑地區(qū)，涵蓋2602個(gè)城鎮(zhèn)，3000萬(wàn)人口，80萬(wàn)個(gè)能源用戶(hù)。目前，核電是該地區(qū)的能源供應(yīng)的重要來(lái)源之一，約占30%。但是，根據(jù)德國(guó)政府的計(jì)劃，要在2022年前關(guān)閉德國(guó)全部核反應(yīng)堆。所以在這片區(qū)域內(nèi)，如何將太陽(yáng)能、生物質(zhì)能和水力等清潔能源納入到現(xiàn)有的能源系統(tǒng)中，是一個(gè)重要的課題。
該地區(qū)具備發(fā)展分布式能源和能源互聯(lián)網(wǎng)的良好基礎(chǔ)。
首先，早在2008年，該地區(qū)就通過(guò)技術(shù)競(jìng)賽、成功入選了德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部與環(huán)境部指定6個(gè)試點(diǎn)地區(qū)團(tuán)體之一，參與了E-Energy項(xiàng)目。通過(guò)參與E-Energy示范項(xiàng)目，該地區(qū)已經(jīng)具備了良好的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，也成功積累了項(xiàng)目運(yùn)維的成功經(jīng)驗(yàn)。
其次，德國(guó)南部光伏裝機(jī)容量占全國(guó)總量的一半左右，在巴伐利亞州、巴登-符騰堡州和黑森州，超過(guò)76萬(wàn)消費(fèi)者與能源公司合作。由于巴伐利亞州和巴登-符騰堡州的太陽(yáng)能生產(chǎn)強(qiáng)勁，黑森州的風(fēng)力發(fā)電，其復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)擁有400多個(gè)分銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)化城市中心與農(nóng)村人口稀少的地區(qū)相結(jié)合并且其在歐洲網(wǎng)絡(luò)的中心位置，德國(guó)南部為“智慧能源”發(fā)展提供了相當(dāng)理想的條件。
二、“C-sells”項(xiàng)目的意義？
C-cells項(xiàng)目的標(biāo)志向外傳達(dá)了四個(gè)重要信息：示范、互聯(lián)、交易和整合。
示范：巴伐利亞州、巴登-符騰堡州和黑森州是德國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電大州，光伏裝機(jī)達(dá)18 GWp，約占總裝機(jī)容量的50%，可以作為日后普遍推廣的解決方案模型。
互聯(lián)：正如標(biāo)志所展示的，要構(gòu)建多樣化、類(lèi)似于細(xì)胞一樣組織結(jié)構(gòu)的能源基礎(chǔ)設(shè)施，從而實(shí)現(xiàn)安全和高效的能源互聯(lián)。在我們未來(lái)的能源系統(tǒng)中，自主行動(dòng)的個(gè)體在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中如細(xì)胞一般相互作用。電力的使用和供應(yīng)與熱、氣供應(yīng)共同被優(yōu)化，充分利用細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞之間的靈活性。將各種容量大小、具備不同特征的能源網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施整合在一起，從物業(yè)小區(qū)，到區(qū)域網(wǎng)絡(luò)直到跨區(qū)輸電網(wǎng)絡(luò)層面。在這系統(tǒng)中，電網(wǎng)公司、發(fā)電方、消費(fèi)者都是“細(xì)胞”一樣的存在。最終為所有互聯(lián)的參與方提供一個(gè)穩(wěn)定、高度靈活以及舒適的能源系統(tǒng)。
交易：這里“sells”也有一語(yǔ)雙關(guān)的意思。發(fā)音除了“細(xì)胞”以外，也意味著，這個(gè)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的能源系統(tǒng)方案，需要具有市場(chǎng)化的能力、參與市場(chǎng)化交易才能成功推廣。在c-sell項(xiàng)目里，為未來(lái)能源系統(tǒng)的市場(chǎng)機(jī)制、市場(chǎng)參與方扮演的角色下了定義，并希望實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的普遍推廣，建立普遍適用的市場(chǎng)機(jī)制。在虛擬平臺(tái)中不同的參與者能夠自主且同時(shí)地行動(dòng)。這帶來(lái)了一種新的價(jià)值供應(yīng)方式和商業(yè)模式。服務(wù)，解決方案和產(chǎn)品占據(jù)新的市場(chǎng)。
整合：借助C-sells的基礎(chǔ)設(shè)施信息系統(tǒng)(IIS)，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)和供應(yīng)安全的和諧共存，從而達(dá)到未來(lái)能源系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)可以跨國(guó)實(shí)現(xiàn)的目的。
三、“C-sells”系統(tǒng)是如何運(yùn)行的？
C-sells項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是構(gòu)建具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的能源系統(tǒng)。C-sells的“細(xì)胞”是能源系統(tǒng)中的最基本單元，它是一個(gè)多樣化的、在空間上集成的能源基礎(chǔ)設(shè)施，可以根據(jù)輔助性原則進(jìn)行自我決策。其中，自治度受很多因素的影響，包括容量大小、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等。一方面，這些基礎(chǔ)單元是能源系統(tǒng)中的技術(shù)實(shí)現(xiàn)元素，包括新能源和傳統(tǒng)能源設(shè)備，儲(chǔ)能設(shè)施，能源網(wǎng)絡(luò)等。另一方面，也是能源市場(chǎng)的組成基礎(chǔ)。這些基礎(chǔ)單元通過(guò)IIS基礎(chǔ)設(shè)施信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。
一個(gè)“細(xì)胞結(jié)構(gòu)”的基本功能是為位于其中的用戶(hù)供應(yīng)能源，將來(lái)還需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)供能系統(tǒng)的靈活性。而多能互補(bǔ)（電，熱，交通等）可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)的整體優(yōu)化。該細(xì)胞結(jié)構(gòu)可以通過(guò)分布式能源、生產(chǎn)者與消費(fèi)者之間的互動(dòng)，應(yīng)對(duì)電網(wǎng)日益增長(zhǎng)的復(fù)雜性。能源流和IT設(shè)施將不同基礎(chǔ)元素連接起來(lái)，保證信息和能源的安全流動(dòng)互通。
根據(jù)最新的“VDE-Zell-Studie”（德國(guó)VDE電力、電子與信息工程師協(xié)會(huì)在智能電網(wǎng)方面的研究課題）研究成果，尤其是其中關(guān)于能源網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的部分，電能的生產(chǎn)和消費(fèi)應(yīng)該盡可能在基礎(chǔ)的配網(wǎng)層面實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡。（國(guó)家能源局的互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源的那個(gè)文件當(dāng)中提到“微平衡”，與此基本一致。）
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，必須在每個(gè)細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)實(shí)現(xiàn)成熟的數(shù)據(jù)管理和安全防護(hù)系統(tǒng)，對(duì)不同的信息、測(cè)量值、信號(hào)等進(jìn)行優(yōu)先排序和評(píng)估。如上圖所示，每一個(gè)細(xì)胞都已經(jīng)置身于能源市場(chǎng)中，在一個(gè)細(xì)胞里的所有互動(dòng)都是符合市場(chǎng)規(guī)律的。每一個(gè)細(xì)胞都向市場(chǎng)提供整合的信息，例如，每一個(gè)細(xì)胞能向市場(chǎng)提供多大的靈活性，從而作為可以在系統(tǒng)輔助服務(wù)市場(chǎng)出售的產(chǎn)品。相應(yīng)地，市場(chǎng)也會(huì)向每個(gè)細(xì)胞提供激勵(lì)，例如通過(guò)價(jià)格信號(hào)?；诖耍總€(gè)細(xì)胞都可以自我決策，決定如何參與市場(chǎng)，如何通過(guò)市場(chǎng)交易提供怎樣的產(chǎn)品。而每出售出一個(gè)電力產(chǎn)品，細(xì)胞也可以獲得相應(yīng)的收益，從而提高了流動(dòng)性。通過(guò)購(gòu)買(mǎi)價(jià)格最低的輔助服務(wù)產(chǎn)品，細(xì)胞內(nèi)部的購(gòu)買(mǎi)方也可以降低成本。
同時(shí)，每個(gè)細(xì)胞也不停地與周?chē)?xì)胞以及市場(chǎng)環(huán)境發(fā)生相互作用。只有站在整個(gè)系統(tǒng)，或者是細(xì)胞集群的高度，才能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)。這個(gè)結(jié)論在C-cells項(xiàng)目中得到了驗(yàn)證。
在任何情況下，細(xì)胞之間的能源或信息交換都按照輔助性原則進(jìn)行。這樣大大降低了交換的復(fù)雜程度。信息在傳送之前必須進(jìn)行預(yù)處理和整合，從而保證信息接收方不會(huì)過(guò)載。例如，對(duì)于一個(gè)輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商而言，一個(gè)單獨(dú)的變壓站測(cè)量值是沒(méi)有意義的。對(duì)于能源和功率交換也有類(lèi)似的規(guī)則：并不是所有的功率峰值都要向鄰近的細(xì)胞傳遞，而是應(yīng)該盡可能降低功率梯度。對(duì)于能量交換，每個(gè)細(xì)胞應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)能源自給，從而減少新能源不足的、需要用傳統(tǒng)能源覆蓋的剩余負(fù)荷。C-sells的細(xì)胞結(jié)構(gòu)保證了不同靈活性的基礎(chǔ)元素相互緊密連接，組成一個(gè)完整的系統(tǒng)。
如上圖右側(cè)所示，“C-sells”采用的是使能量系統(tǒng)更加靈活的蜂窩方式，加上各種智能屬性，可以對(duì)不同的技術(shù)方案和商業(yè)模式進(jìn)行測(cè)試，而不會(huì)危及區(qū)域互連系統(tǒng)的穩(wěn)定性。例如，基于ICT的系統(tǒng)集成在所有終端能源類(lèi)型和選定的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)上進(jìn)行,比如說(shuō)電動(dòng)汽車(chē)。這就是所謂“細(xì)胞”的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。另外，能源供應(yīng)、使用、分配、存儲(chǔ)和其他基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)是在個(gè)別小區(qū)內(nèi)執(zhí)行的。房地產(chǎn)，區(qū)，市，按照輔助性原則自主優(yōu)化。將網(wǎng)絡(luò)連接到網(wǎng)絡(luò)中還可以為安全和強(qiáng)大的能源基礎(chǔ)設(shè)施采取聯(lián)合行動(dòng)。下圖展示了“C-sells”項(xiàng)目從個(gè)體到社區(qū)再到區(qū)域的層次結(jié)構(gòu)。
四、項(xiàng)目運(yùn)行實(shí)例：
在項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)的部分地區(qū)，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了新能源發(fā)電量大于用戶(hù)需求量的情況，例如，Vogelsbergkreis地區(qū)某時(shí)刻的新能源發(fā)電量相當(dāng)于負(fù)荷的140%（黑森州的陰影區(qū)域），Rottal-Inn地區(qū)某時(shí)刻的新能源發(fā)電量相當(dāng)于負(fù)荷的133%（拜仁州東部的陰影區(qū)域）。項(xiàng)目方希望能夠解決新能源大量并網(wǎng)而出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)擁塞問(wèn)題。
在子項(xiàng)目“6-網(wǎng)絡(luò)細(xì)胞”和“7-物業(yè)小區(qū)”是C-sells項(xiàng)目方案的核心。規(guī)劃方希望，在43個(gè)細(xì)胞中降低復(fù)雜性，并且開(kāi)發(fā)出清晰可見(jiàn)的、可復(fù)制的、輻射力強(qiáng)的樣板。(圖中展示了每個(gè)細(xì)胞層級(jí)中的示范項(xiàng)目)
細(xì)胞層級(jí):
=> EigenSonne (7.5)展示了擁有自發(fā)自用設(shè)備的用戶(hù)（光伏+儲(chǔ)能+需求側(cè)管理），是如何通過(guò)智能測(cè)量系統(tǒng)（iMSYs）連接基礎(chǔ)設(shè)施信息系統(tǒng)集成來(lái)實(shí)現(xiàn)能源自給的。
例如在Heddesheim，裝機(jī)容量超過(guò)8 MWp的屋頂光伏設(shè)備通過(guò)智能測(cè)量系統(tǒng)（iMSYs）實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，通過(guò)直接參與市場(chǎng)的策略參與了區(qū)域的靈活性市場(chǎng)。
=> LocalGridCells(6.4)展示了如何在配網(wǎng)中大規(guī)模并入新能源，并且對(duì)系統(tǒng)的透明度、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了評(píng)估。例如在Ulm-Einsingen，有130棟居住建筑（1GWh的用電負(fù)荷，211MWh光伏發(fā)電量），項(xiàng)目組對(duì)其進(jìn)行了可提供系統(tǒng)輔助服務(wù)潛力以及低壓系統(tǒng)穩(wěn)定性的評(píng)估。
=> QuartierFlexZellen (7.4+7.6): 一個(gè)位于居住區(qū)的微網(wǎng)系統(tǒng)，通過(guò)智能測(cè)量系統(tǒng)（iMSYs）和IIS整合了各項(xiàng)技術(shù)，參與靈活性市場(chǎng)+系統(tǒng)輔助服務(wù)市場(chǎng)+黑啟動(dòng)。
例如在慕尼黑，一個(gè)宣傳標(biāo)語(yǔ)為“慕尼黑智慧供熱”的示范項(xiàng)目，有1000個(gè)“P2H”設(shè)備并入IIS系統(tǒng)，從而開(kāi)始了直接在終端用戶(hù)、居民側(cè)的靈活性的探索。
T FlexAnreize und Regionalzellen (6.3): 在區(qū)域能源網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商側(cè)（例如Bayernwerk）進(jìn)行的分布式發(fā)電，引起了較多的發(fā)電量過(guò)?，F(xiàn)象，在Ostbayern的細(xì)胞內(nèi)，嘗試著對(duì)靈活性進(jìn)行了市場(chǎng)化的激勵(lì)措施。這是通過(guò)將不同功能的儲(chǔ)能設(shè)備連接在一起實(shí)現(xiàn)的，例如帶有P2H的儲(chǔ)熱裝置，不同容量的電池等。
=> 智能測(cè)量系統(tǒng)（iMSYs） (6.5)將居民側(cè)和不同的靈活性選擇整合在市場(chǎng)上。
位于黑森州中部和北部的5000個(gè)智能測(cè)量系統(tǒng)（iMSYs）整合在一起，共同構(gòu)成區(qū)域靈活性市場(chǎng)的基礎(chǔ)。位于Mittelbaden的5000智能測(cè)量系統(tǒng)（iMSYs） 將電力用戶(hù)整合在一起，在智能的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)控制框架下運(yùn)行。
=> RegioMarkt Zellen (6.6+7.2) 在位于中部能源網(wǎng)絡(luò)的27個(gè)變電站區(qū)域，搭建了靈活性市場(chǎng)框架范例。該區(qū)域靈活性市場(chǎng)展示了如何提供為配電網(wǎng)靈活性集成服務(wù)的輔助服務(wù)產(chǎn)品。此外，為激發(fā)需求側(cè)管理的潛力，為5000個(gè)家庭用戶(hù)提供了靈活的能源供應(yīng)套餐。
=> GewerbeArealZellen (7.3): 實(shí)現(xiàn)了能源區(qū)域自治，通過(guò)出售靈活性產(chǎn)品獲得了盈利。例如斯圖加特機(jī)場(chǎng)，通過(guò)智能測(cè)量系統(tǒng)（iMSYs）整合了4.4MW的尖峰負(fù)荷、1.5MW的光伏發(fā)電功率以及2MW的熱電聯(lián)產(chǎn)，開(kāi)發(fā)了新的參與電力市場(chǎng)交易的潛力。
=>不同輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商（TenneT和TransNet BW）區(qū)域內(nèi)的系統(tǒng)穩(wěn)定性(6.2): 在輸電網(wǎng)層級(jí)上，所有細(xì)胞和市場(chǎng)、能源網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)和諧共處。如下圖所示，在不同的電網(wǎng)層級(jí)上，輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商將進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)，從而保證在新能源并網(wǎng)電量較大的情況下，不降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
C-sells 的細(xì)胞結(jié)構(gòu)使得風(fēng)力發(fā)電的示范項(xiàng)目之間可以協(xié)調(diào)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。細(xì)胞結(jié)構(gòu)自下而上的方案，可以實(shí)現(xiàn)從一個(gè)細(xì)胞基礎(chǔ)單元，到全德國(guó)，全歐洲，甚至全世界范圍的擴(kuò)展?？鐕?guó)公司，中小企業(yè)以及初創(chuàng)公司都可以參與到C-cells項(xiàng)目的國(guó)際合作中來(lái)，從而為技術(shù)產(chǎn)品、商業(yè)模式和科研圈的全球合作開(kāi)辟了新的道路。
以下圖片展示了對(duì)于未來(lái)的靈活性市場(chǎng)工作方式的預(yù)想。
最底層：中壓/低壓配網(wǎng)層面上，將發(fā)電設(shè)備和用戶(hù)通過(guò)iMSys連接起來(lái)，再通過(guò)智能遠(yuǎn)程終端單元(RTUs)與配電網(wǎng)相連。配電網(wǎng)之間又通過(guò)a）不同級(jí)別的電網(wǎng)和b）智能電表網(wǎng)關(guān)管理員相連。而控制信號(hào)來(lái)自于a)系統(tǒng)輔助服務(wù)市場(chǎng)和b）電力市場(chǎng)，通過(guò)進(jìn)行場(chǎng)外交易、現(xiàn)貨交易、期貨交易的系統(tǒng)集成商傳遞。
T Case#1: 低壓配網(wǎng)的分布式自動(dòng)化(綠色)
當(dāng)前條件： 局部大量的光伏發(fā)電并網(wǎng)
解決方案: 智能遠(yuǎn)程終端單元(RTUs)將電壓控制在允許范圍內(nèi)
T Case #2: 在系統(tǒng)出現(xiàn)特殊情況時(shí)，輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商之間的互動(dòng) (紅色)
當(dāng)前條件：輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商發(fā)現(xiàn)由于過(guò)多的光伏并網(wǎng)引起的電壓波動(dòng)問(wèn)題點(diǎn)
解決方案: 輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商通過(guò)iMYS與配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、智能電表網(wǎng)關(guān)管理員協(xié)調(diào)，有針對(duì)性地關(guān)閉部分光伏發(fā)電設(shè)備，直到系統(tǒng)電壓穩(wěn)定為止。
T Case #3: 為新的供應(yīng)方開(kāi)放系統(tǒng)輔助服務(wù)市場(chǎng)（黃色）
當(dāng)前條件：輸電網(wǎng)或配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商釋放靈活性需求的價(jià)格信號(hào)
解決方案: 集成商探測(cè)系統(tǒng)輔助服務(wù)市場(chǎng)，協(xié)調(diào)智能電表網(wǎng)關(guān)管理員（功能是通過(guò)iMSY整合靈活性）=>啟停發(fā)電設(shè)備 (與輔助服務(wù)的類(lèi)型相關(guān))
五、“C-sells”項(xiàng)目發(fā)展方向
對(duì)于一個(gè)如此大型的項(xiàng)目，“C-sells”項(xiàng)目需要結(jié)構(gòu)分散化，它被分成7大子項(xiàng)目，分別是：
· 項(xiàng)目管理：項(xiàng)目管理負(fù)責(zé)項(xiàng)目合作伙伴的合作以及項(xiàng)目的外部代表。
· 環(huán)境設(shè)計(jì)：該子項(xiàng)目在整個(gè)項(xiàng)目中具有綜合和評(píng)估作用。 除了對(duì)項(xiàng)目進(jìn)展情況進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測(cè)外，還形成了整個(gè)項(xiàng)目的考慮與所涉及眾多行為者的活動(dòng)之間的聯(lián)系。
· 基礎(chǔ)設(shè)施信息系統(tǒng)（IIS）：用于集成現(xiàn)有或計(jì)劃的系統(tǒng)組件的蜂窩體系結(jié)構(gòu)中的IIS的要求，構(gòu)建塊和結(jié)構(gòu)的定義。
· 構(gòu)建智能電網(wǎng)：由于實(shí)施這樣一個(gè)智慧能源網(wǎng)絡(luò)的調(diào)節(jié)伴隨著高度的復(fù)雜性，在這個(gè)子項(xiàng)目中開(kāi)發(fā)出了分配和調(diào)整責(zé)任的概念以及所有網(wǎng)絡(luò)上的各方（協(xié)調(diào)級(jí)聯(lián)）之間的接口。
· 智能物業(yè)和市場(chǎng)的研究：該子項(xiàng)目的目的是有條不紊地檢查物業(yè)在電力市場(chǎng)上的參與情況。這特別包括個(gè)體的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，不同深度細(xì)節(jié)的特性及其組成。
· 智能電網(wǎng)單元演示：示范項(xiàng)目的基礎(chǔ)是企業(yè)用例（子項(xiàng)目3-5），該子項(xiàng)目的目的是在初步工作實(shí)施中得到智能電網(wǎng)的適用性，結(jié)果通過(guò)實(shí)際使用進(jìn)行測(cè)試。
· 實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)物業(yè)的市場(chǎng)化：該子項(xiàng)目是項(xiàng)目管理中關(guān)鍵，在該子項(xiàng)目中，對(duì)網(wǎng)絡(luò)和終端用戶(hù)的要求進(jìn)行了蜂窩方法的適用性測(cè)試。
六、結(jié)語(yǔ)
數(shù)字化浪潮已經(jīng)席卷了工業(yè)界，“工業(yè)4.0”引領(lǐng)了智能制造的潮流。當(dāng)IT技術(shù)的浪潮進(jìn)入能源領(lǐng)域，德國(guó)也相應(yīng)啟動(dòng)了“能源4.0”?！癈-sells”是其中的重點(diǎn)項(xiàng)目，為全面推出智能電網(wǎng)奠定基礎(chǔ)。當(dāng)中國(guó)同樣有著雄心勃勃的能源清潔轉(zhuǎn)型目標(biāo)的時(shí)候，智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)卻似乎非常遙遠(yuǎn)。在利用清潔能源的問(wèn)題上，中國(guó)面臨比德國(guó)更加復(fù)雜的情況，“C-sells”對(duì)于中國(guó)的智能電網(wǎng)發(fā)展是否有重要意義我們不得而知，但至少“C-csells”告訴我們未來(lái)能源系統(tǒng)應(yīng)該具備細(xì)胞般的自主性、分布式的參與性以及完整的多樣性，這應(yīng)該也是中國(guó)能源未來(lái)的方向。能源網(wǎng)絡(luò)和IT設(shè)施將分布式能源等能源生產(chǎn)者與能源用戶(hù)連接起來(lái)，通過(guò)多能互補(bǔ)、進(jìn)行靈活性的市場(chǎng)化交易，實(shí)現(xiàn)從一個(gè)細(xì)胞結(jié)構(gòu)到跨區(qū)域的能源系統(tǒng)優(yōu)化，從而應(yīng)對(duì)新能源大量并網(wǎng)給電力系統(tǒng)帶來(lái)的復(fù)雜性和不穩(wěn)定性。這無(wú)疑為我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)的低碳轉(zhuǎn)型提供了一定的借鑒意義。
何繼江：博士，副研究員。
清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院政策發(fā)展研究室主任。中國(guó)能源研究會(huì)能源互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)委會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)、中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電技術(shù)與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長(zhǎng)、電能替代產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)聯(lián)盟專(zhuān)家委員會(huì)委員、中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)用電與節(jié)電專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第五屆專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員。
國(guó)家發(fā)改委等三部委《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》文件起草工作組成員、《國(guó)家能源局關(guān)于組織實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）示范項(xiàng)目的通知》文件起草工作組成員。
責(zé)編：杉杉
