德国小镇成为智能电网测试场

最初在落基山研究所出版，作者Laurie Guevara-Stone

巴伐利亚南部的一个德国小镇正在参加一个有趣的实验，证明高可再生能源的未来是可行的。Wildpoldsried（流行音乐2,600）目前通过可再生能源系统生产的能源比其需要的能源多500％，并将多余的电力卖回电网。尽管这在许多领域都获得了巨大的成功，但并非没有挑战，包括如何在维持电网稳定的同时将如此大量的本地可再生能源整合到更大的电网中。这就是区域公用事业公司AÜW和西门子选择Wildpoldsried来测试可自动稳定电网的智能电网的原因。

成为生产者

故事始于1997年，当时Wildpoldsried市长Arno Zengerle和市议会决定，他们希望振兴社区并鼓励发展而又不招致债务。该镇采用了《 WIR-2020创新领导力计划》，以可再生能源，绿色建筑和水资源保护为基础，重塑了Wildpoldsried。作为该计划的一部分，该镇设定了到2020年将100％的电力来自可再生能源的目标。

事情发生的速度比计划的要快得多-17年后，该镇现在拥有5个沼气厂，近5兆瓦的太阳能光伏发电，11台总装机容量超过12兆瓦的风力涡轮机，一个生物质区域供热网络，三个小型水力发电厂，以及2,100平方米的太阳能热系统。前两个风力涡轮机的部分资金来自巴伐利亚州的一小笔赠款，而当地居民（其中许多是奶农）却为所有后续的风力涡轮机提供了资金。这些涡轮机在2013年发电超过17,000 MWh，投资回收期为10年，然后产生了奶牛场收益的80％。

所有公共建筑，120个私人住宅和4家公司都连接到区域供热系统。该系统的生物质全部来自当地森林的废木材，每年产生8.2 MMBtu的热量。镇上的大多数光伏系统都位于私人住宅上，现在约有200户家庭拥有屋顶太阳能。包括小学，回收设施和体育中心在内的9座市政建筑也都装有光伏系统。根据固定价格的20年电力购买协议（PPA），将太阳能，风能和生物质能产生的电力出售给AÜW。

IRENE进行救援

尽管所有这些多余的可再生能源每年带来超过700万美元的收入，但它也为AÜW带来了麻烦，因为AÜW必须保持电网的稳定性。因此，2010年，AÜW选择了Wildpoldsried作为进行智能电网实验的站点。同时，西门子正在寻找电网运营商来测试其新的智能电网技术。两人联手启动了一个耗资600万美元的项目，名为IRENE-再生能源与电力出行的整合。

IRENE的第一步是在整个城镇的可再生能源系统中安装200个测量设备。这些设备测量不同的电变量，例如电流，电压和频率，以确定谁向电网馈送能量，谁从电网消耗能量，以及发现任何影响网络稳定性的问题。一旦发现任何问题，可变变压器将抵消电压波动。该镇还将138 kWh的电池存储纳入该系统，该系统接收和放电以帮助稳定电网。

通过SOEASY保持电网稳定

智能电网的关键是一个称为SOEASY的自组织自动化系统，该系统可以平衡供需关系以保持电网稳定。可以说，这是IRENE的大脑。SOEASY在决定是将电力送入电网还是送入存储时，会考虑天气，电价，电能质量和其他因素。实际上比名称听起来要复杂。SOEASY包含五个不同的软件模块-个人能源代理，余额管理器，区域管理员，网络传输代理和能源警察。

个人能源代理-镇上的每个“生产者”都有个人能源代理。这种小型设备使能源生产商可以每隔15分钟以什么时间和最低价格决定要出售多少电量。从某种意义上讲，它是一个分布式能源市场，其市场规模嵌入一个更大的电网中。一个平衡主设备—平衡主设备安装在AÜW上，并决定接受哪个个人能源代理商来满足其需求。格。它可以提前一天计划调整，并考虑到不同的参数（例如天气变化）。区域管理员-如果向电网馈入过多的能量，区域管理员可以帮助AÜW维护网络稳定性。区域管理员可以通过命令将来自不同来源的输入修改为他们的个人能量代理，可以将能量发送到存储，也可以通过可变变压器调整电压。网络传输代理-网络传输代理（NTA）从能源中收集数据生产商，消费者和电网，然后将其提供给区域管理员（如果超过最大电压，则由其进行干预），以及提供给天平主机，由天平确定在不使电网过载的情况下可以接受的功率。能源警察—能源警察确保所有能源生产商都应提供其个人能源代理商承诺的电力，并且不得非法窃取任何电力。

将电动汽车集成到智能电网中

帮助平衡电网的一种方法是使用电动汽车存储多余的能量。Wildpoldsried现在有32辆电动汽车出租给居民。当能量过剩时，车辆的电池将优先充电。未来的计划是让车辆在电力短缺的情况下将电力返回电网。

IRENE于2013年结束，现在开发的智能电网成为IREN2（可再生能源系统集成的未来可行网络）的基础。IREN2的目标是研究如何在技术上和经济上优化具有分布式发电，电池存储，区域供热，沼气厂和柴油发电机的能源系统。

维尔德波尔兹里德（Wildpoldsried）的可再生能源系统在帮助德国实现其可再生能源目标方面所做的不只是帮助。可再生能源系统创造了140个新的就业机会，导致了生态培训中心的建设，并增加了旅游业，每年有100多个代表团访问该镇。增加的收入使该镇拥有了自己的医生，娱乐中心，消防局和其他许多其他类似规模的镇所不具备的设施。智能电网的成功将使地方能够为整个德国和全世界开发更大的智能电网。

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