电力系统的灵活性:它实际上意味着什么?
在电网、电力市场和整个电力系统中，我们需要更大的灵活性。在能源转型中，人们可以反复听到这些要求。这是因为风能和太阳能在电力结构中所占份额的增加，对电网构成了新的挑战，而风能和太阳能发电的方式不稳定，只能在有限的程度上加以控制。
波动的电力消耗现在加入了波动的电力输入，坦率地说，这取决于天气。为了保持供需平衡，需要适应新的不确定性。因此，利用灵活性的潜力- -在这里我们又兜了一圈- -是迫切需要的。
尽管对灵活性有很大的要求，但这个术语本身仍然是模糊的，并且以各种各样的方式使用。并非所有的灵活性都是一样的。因此，在讨论更大的灵活性时，了解讨论的是什么类型的灵活性，以了解是否真的需要更大的灵活性和更大的灵活性是至关重要的哪里的电力系统已经有足够的灵活性．
与Next Kraftwerke的灵活性专家一起，我们仔细研究了与灵活性相关的四个必威登录官方网站主题:灵活性与时间，灵活性与空间，灵活性与新技术，以及灵活性与市场．我们想知道我们目前所处的位置，以及电力系统中哪些潜在的挑战或灵活性解决方案仍然处于休眠状态。
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什么是灵活性?
一般来说，灵活性是一种通常自发需要的适应性。如果一个人能迅速适应不断变化的外部环境，他或她就是灵活的。在电力系统中，灵活性有助于维护或恢复系统的稳定性，因为只有灵活地应对不断变化的条件——波动的用电量、波动的发电量——系统才能保持平衡。
的德国联邦网络局将电力系统的灵活性定义为响应外部信号(价格信号或激活)而改变输入或退出，目的是在电力系统中提供服务。
为了测量灵活性，可以使用各种参数，例如其提供的速度，提供灵活性的地点，或灵活性的数量．
灵活性和时间
德国联邦网络局在其灵活性定义中命名了两个时间参数:响应时间和持续时间．这些参数指向了关于灵活性和时间的讨论中的两个重要问题:提供灵活性的速度有多快，时间有多长?平衡能源市场的价格清楚地反映了响应时间的报酬。在大多数国家，如德国，最快的平衡能源形式获得最高的报酬。
期限指的是弹性提供的时间长短，但它是不清楚我们讨论的是灵活性还是能力．事实上，灵活性和能力之间的分离是有争议的。Next Kraftwerke的能源和灵活性专家Elias De Keyser认为，能源转型的最大挑战不是短必威登录官方网站期灵活性，而是灵活的长期能力。
Elias De Keyser，能源和灵活性专家
“在提供短期灵活性方面，过去几年我们取得了很大进展。我相信，在未来几年内，许多解锁灵活性的技术问题，比如太阳能和风能，都将得到解决。在大多数国家，提供短期灵活性的主要障碍是管制性质的。然而，长期的解决方案，如无化石燃料的灵活容量，以弥补风能和光伏发电长期的低可再生能源供应，仍然具有挑战性。这方面的技术还不成熟，适当的市场机制仍然缺失。我认为这是未来更大的挑战所在。”
下面的例子更清楚地说明了短期灵活性和长期灵活能力的使用以及与之相关的挑战:
短期灵活性在一天的过程中
风能和光伏发电的馈入以及电力消耗在一天中有时波动很大。诸如突然的云层覆盖和由此导致的PV供电量减少等事件需要最好的预测和随后的快速补偿。事件的斜坡越陡峭，也就是说，不可预见的变化越快、越严重，技术必须反应得越快提供灵活性以平滑波动，基本上填补突然出现的空白。解决方案包括电池或灵活的发电厂，其灵活性潜力被捆绑在一起必威正规网站虚拟电厂例如，这样就可以用于平衡能源市场。例如，在德国，可再生能源在短期灵活性市场的整合已经相当先进。
长期弹性季节运力
长期灵活的发电能力不是用于日间，而是用于季节性平衡上网和消费的波动。特别是在冬季，天气条件可能会出现风很小，太阳几乎没有照射，导致风能和太阳能的低馈入。像以往一样富有创造力的德语，现在甚至有了自己的词来形容这种情况:Dunkelflaute(黑暗的低迷)。由于冬季的原因，这些阶段的用电量仍然很高。如何弥合Dunkelflaute的问题是情感辩论的主题。像德国一样，大多数国家目前的做法是在传统发电厂的帮助下弥补差距，因为考虑到目前的扩张状态，可再生能源本身还无法应对长期的黑暗低迷。能源转型的反对者和煤炭游说人士喜欢利用这一事实作为证据，证明没有传统发电厂的电力系统是不可能实现的。我们不同意这种说法，我们认为Dunkelflaute时期目前仍然是一个可再生能源无法单独解决的问题。然而，已经有了许多概念，清洁技术和方法来克服邓克尔弗劳特时期一个知道如何利用这些潜力的适当的电力系统也将能够在太阳能和风能发电量低的时候不需要传统能源。你会问，我们指的是哪些解?更多的互联连接连接不同的国家，利用他们的发电和储存来平衡Dunkelflaute，更灵活的可再生能源发电，更多的需求响应计划，当然还有更多的长期储存，无论是氢气，电池储存还是抽水蓄能。
灵活性和空间
在对电力系统柔性的讨论中，空间分量往往受到较少的关注。然而，我们在哪些空间单元中考虑灵活性，以及我们如何确保灵活性在物理上也到达需要的地方，这是至关重要的问题。
灵活性的空间单位
在大多数情况下，我们认为灵活性的空间单位是由市场决定．在许多欧洲国家，定义空间单位仍然是国家。为什么还是?因为欧盟的目标是协调欧洲的弹性市场。电力平衡指引(EBGL)列出这些计划。现在应该有可能在整个欧洲使用灵活性，而不是单独看待各国。实施后，灵活性将不再是一个国家的问题，而将日益成为欧洲的问题。
然而，更小的空间单元也出现在讨论中，其中局部的灵活性平衡了局部网格的不平衡。例如，在智慧城市方法中，城市通过智能和网络基础设施平衡城市空间单元内的峰值负荷，这一考虑是核心。
电网不可能总是执行市场对灵活性的空间决定。因此，随着欧洲市场的统一，电网的逐步扩张是必不可少的。只有这样，在资产负债表上交易的电力才能实际交付。瓶颈目前主要发生在跨境互联点，即国家间电网的转接点。如果在交易所交易的电力超过供应的电力，就会导致负面影响，例如违反供应合同和相关的罚款成本，或者从技术角度来看，会造成环路流动。因此，市场和电网必须协调一致，这就直接引出了下一个问题。
如何更好地协调电网和市场?
电网瓶颈不仅发生在边界互连点。在一个国家内部，发电的空间分布不均也给电网带来了压力。一个例子是德国的风力发电，它主要位于北部，而最大的消费中心在南部。这就导致了网格瓶颈的情况，这种情况可以通过grid-serving灵活性．到目前为止，德国的输电系统运营商通过系统服务从上面进行调节redispatch以及可再生能源的反馈管理。问题在于，这些措施成本高昂，但市场并没有反映出这些成本。因此，问题是:如何更好地协调市场和电网，更有效、更廉价地管理电网瓶颈?在全球范围内，已经有了其他方法:
节点定价
节点定价使用动态电网使用费反映市场上使用电网的成本并且是一种预防性电网平衡管理的可能性。它不是将网格划分为区域，而是划分为所谓的节点(馈入节点)。在每个节点上，根据电价和电力供应成本的不同，采用不同的价格。因此，同一市场系统中节点之间的不同价格反映了(本地、区域)网络使用的不同成本。优点是，市场发出价格信号，以减轻电网的负担，使电网在已经大量使用的情况下使用成本更高，反之亦然。另一个好处是，它发出了额外的投资信号，这将激励人们在迄今为止网络还没有承受太大压力的地区增加容量，因此电网的使用成本更低。例如，新西兰和美国的一些州使用节点定价。然而，节点定价是否真的是一个可行的解决方案仍存在争议。
批评包括市场失去流动性，以及单个节点上的竞争太少。此外，实现非常复杂，如前面的示例所示，容易出错且不稳定。
监管必须提供多大的灵活性?市场能做出什么贡献?完美的“铜板”和网格灵活性之间的完美平衡在哪里?哪些市场主体应该参与?我们的电网服务灵活性专家Tobias Nitze认为最大的挑战如下:
Redispatch 2.0
Die Energiewende findet for allem in den verilnetzen statt, doch Die verilnetzbetbettwo two two two two two two two two two two two two two two two two two two two two two two two two two。他们只会这样做Redispatch 2.0schrittweise ändern, der in 2021年10月eingefhrt werden soll und dann das bisherige einspeismanagement in germany ablöst。Vereinfacht bedeet dies: EE-Anlagen werden在den redispatchine - bezogen和die ad-hoc maß ßnahmen des einspeisemanhnes管理werden in planbares redispatchine - regime ersetzt。
inwiteren eine stärkere inindindung des markets(德国)，德国，德国，德国，德国，德国，德国，德国，德国。我们如何看待Flexibilität混乱的监管?康恩·德·马尔克特(kann der market)之间有什么区别?什么是“完美无瑕”和“完美无瑕”和“完美无瑕”?用户专家
Tobias Nitze，业务开发项目经理
“关于电网服务灵活性的讨论缺乏市场包容性。在我看来，市场可以发挥更大的作用，准确地通过绘制对电网服务灵活性的需求，例如通过灵活性平台。鼓励开发新的灵活性，例如通过改造储热系统，如果能产生资金，就更有可能。此外，竞争性方法很可能比监管补偿更具成本效益。另一个有争议的讨论点是消费者对电网服务的使用。在这里，我也看到了电网服务灵活性的巨大潜力，可以防止昂贵的电网扩张。”
灵活性和新技术
新技术和智能技术的扩展将使实现能源转型成为可能。除了灵活的消费者，如PtX技术，大数据和人工智能在利用电力系统的灵活性方面特别受欢迎。
然而，正如我们的VPP解决方案专家Sebastian Hölemann所强调的那样，它有助于对所讨论的技术及其功能进行差异化和整洁的看待:
Sebastian Hölemann, VPP解决方案和服务主管/管理委员会成员
“人工智能和大数据不会凭空创造新的灵活性潜力。然而，他们能做的是让现有的潜力更容易被人们掌握、分析，从而更好地利用。”
虚拟发电必威正规网站厂采用了类似的方法，将众多现有发电机、消费者和存储单元的潜力捆绑在一起，并通过分析和评估内部和外部数据以有针对性的方式控制它们。
除了更好地利用现有潜力之外，还有新的技术灵活性选择，例如电动汽车和PtX电池。这些技术已经存在，但它们的市场渗透率还不足以做出决定性的贡献。造成这种情况的原因是各自技术的价格往往仍然过高，以及缺乏监管支持。
灵活性和市场
在这篇文章中，市场作为一个重要的参与者反复出现。这是因为通常获得灵活性的最有利方法是创造财政激励以提供新的灵活性或激励以扩大现有灵活性的潜力．我们已经就电网服务的灵活性和新技术进行了讨论。业务开发团队的项目经理Tobias Romberg对德国市场有一个有趣的观察:
Tobias Romberg，业务开发项目经理
“近年来，灵活性的价格在德国持续下降。这也是由于可再生能源在灵活性提供方面的成功整合。然而，相反，较低的价格意味着要么已经有足够的供应来满足电力系统对灵活性的需求，要么市场无法提供正确的刺激。然而，其结果是，近年来灵活性在经济上的回报越来越少。有两种方法可以摆脱困境:第一，继续降低提供灵活性的成本，这到目前为止效果很好。第二，消除市场和监管障碍是在某些领域使灵活性规定更有价值的重要一步。我在技术要求的标准化方面看到了具体的行动潜力，例如，营销接口，或者进一步开发更好地反映网络瓶颈的电网收费系统。”
电力系统的灵活性:现状
我们的灵活性专家强调了四个有趣主题的挑战:灵活的容量，更多的市场参与电网服务灵活性和消费者参与，更现实的技术评估，以及灵活性激励仍然存在的市场和监管障碍。你的意见是什么?你对周围讨论的话题有什么看法电力系统的灵活性你认为未来最大的挑战在哪里?给我们留言，加入讨论吧!
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