德国100%新能源供能区域配电网技术

能源革命的最终目标之一是电力系统实现100%可再生能源。高比例可再生能源接入的各种场景下，包括集中式并网、分布式并网和微网等，将对电网带来巨大挑战。

高比例可再生能源接入给电网带来巨大挑战

图1：比例可再生能源接入对电网的挑战

能源互联网是实现高比例可再生能源接入的关键，而作为能源互联网的骨架，智能电网的发展外延可分为：智能电网本身、智能市场(电力市场改革)和智能数据(大数据)。三驾马车的模式在未来新能源大比例接入的场景下将会起到主导作用。

图2：智能电网的发展外延

以新能源供能为主的区域配电网公司既要消纳大量的新能源，又要保障供电可靠性，还要有极具竞争力的上网电价和销售价格，是一件非常不容易的事情，也是一件光靠扩建电网做不到的事情，而是得靠以信息和通信技术为基础的能源互联网，以及激发市场的力量去解决。

德国建设高比例可再生能源电力示范区

作为示范，德国有一个面积达2665平方公里的区域配电网，计划四年以后该区域全年新能源发电占用电量达到170%，这是个惊人的数字。

图3：德国西北地区的高比例可再生能源电力示范区

此区域当前的情况是，新能源发用电占比已达到120%以上，以相对较低的过网费用达到全年平均停电小时仅5分钟(用电可靠性极高，其中大部分地区是农网)，成为全欧洲配电网可靠性最高的区域，完胜德国平均水平、荷兰、奥地利、法国、英国、意大利、西班牙、葡萄牙、爱尔兰等国平均水平。

图4：示范区的供电可靠率极高

170%渗透率的技术和政策保障

可再生能源发电的渗透率要达到惊人的170%，与技术和政策方面的强力保障是分不开的。

1、从管理角度，提高新能源并网管理功能(Feed-inmanagement)。在德国法律里已经存在相关条款，从2009年开始进入到第三阶段，形成自动化的并网方案。随着管理经验逐步理论化，还推出颇有影响的5%原则，即新能源在必要条件下可以限发，但限发总量不高于年发电量的5%，这条原则换来扩大配电网容量一倍而大大降低配电网投资，议会已经批准此原则，近期将会写到德国有关法律中去;

2、从规划角度，就地控制解决新能源并网后电压问题;

3、从新技术的角度，提倡智能化的主动配电网方法，以可预测的配网了解电网在未来24或48小时在哪有瓶颈，借助智能市场的方案，提高负荷的灵活性和负荷追踪的经济性，这种技术并不由输电公司主导而由配电网公司主导，所以称为主动配电网。

通过这几种手段，提高了此地区的新能源消纳水平、供电可靠性和过网费用的竞争力。

对中国的启示和借鉴

德国的该示范项目与我国最近推进的能源互联网改革方案有很高的吻合度。国家能源局7月下旬发布的国能科技[2016]200号《国家能源局关于组织实施“互联网+”智慧能源(能源互联网)示范项目的通知》对城市能源互联网综合试点提出“鼓励开展100%可再生能源示范区的研究规划”。这明确地把我国要建设清洁低碳的现代能源指系的量化目标指向了100%可再生能源。据了解，上海市已经提出将崇明岛全岛建成100%可再生能源发电的示范区，并申请国家能源局能源互联网试点。

为了循序渐进地达到100%可再生能源，文件还鼓励“对可再生能源渗透率、灵活性资源比例等设置挑战性目标”设置挑战性目标。

近外，中共中央十八大五中全会提出要建设“近零碳排放示范区工程”，国家发改委气候司正在组织试点。显然，高比例可再生能源发电将会是此试点的一个重要特征。

这些试点工作的推进需要技术创新、制度创新和商业模式创新。主动配电网以及相关的一系列能源互联网技术都将必不可缺。良好的源网荷匹配的规划和并网管理功能也都需要在试点中探索并逐渐形成规范。

这是个富有挑战性的任务。这是个有趣而有意义的任务。