3.日本

 

日本的能源嚴(yán)重依賴進(jìn)口，因此日本成為最早開展綜合能源系統(tǒng)研究的亞洲國家。2009年9月日本政府公布了其2020、2030和2050年溫室氣體的減排目標(biāo)，并認(rèn)為構(gòu)建覆蓋全國的綜合能源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和能效提升，同時(shí)促進(jìn)可再生能源規(guī)模化開發(fā)，是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的必由之路。在日本政府的大力推動(dòng)下，日本主要的能源研究機(jī)構(gòu)都開展了此類研究，并形成了不同的研究方案，如由NEDO于2010年4月發(fā)起成立的JSCA（Japansmartcommunityalliance），主要致力于智能社區(qū)技術(shù)的研究與示范。智能社區(qū)類似于加拿大ICES方案，是在社區(qū)綜合能源系統(tǒng)（包括:電力、燃?xì)狻崃Α⒖稍偕龋┗A(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)與交通、供水、信息和醫(yī)療系統(tǒng)的一體化集成。TokyoGas公司則提出更為超前的綜合能源系統(tǒng)解決方案，在傳統(tǒng)綜合供能（電力、燃?xì)狻崃Γ┫到y(tǒng)基礎(chǔ)上，還將建設(shè)覆蓋全社會(huì)的氫能供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)在能源網(wǎng)絡(luò)的終端，不同的能源使用設(shè)備、能源轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)單元共同構(gòu)成了終端綜合能源系統(tǒng)，見圖1。

 

 

圖1TokyoGas公司綜合能源系統(tǒng)解決方案

 

（二）國外綜合能源服務(wù)典型案例

 

1.德國RegModHarz項(xiàng)目

 

RegModHarz項(xiàng)目開展于德國的哈慈山區(qū)，其基本物理結(jié)構(gòu)為2個(gè)光伏電站、2個(gè)風(fēng)電場、1個(gè)生物質(zhì)發(fā)電，共86MW發(fā)電能力。生產(chǎn)計(jì)劃由預(yù)測的日前市場和日內(nèi)盤中市場的電價(jià)及備用市場來決定。RegModHarz項(xiàng)目的目標(biāo)是對分散風(fēng)力、太陽能、生物質(zhì)等可再生能源發(fā)電設(shè)備與抽水蓄能水電站進(jìn)行協(xié)調(diào)，令可再生能源聯(lián)合循環(huán)利用達(dá)到最優(yōu)。其核心示范內(nèi)容是在用電側(cè)整合了儲(chǔ)能設(shè)施、電動(dòng)汽車、可再生能源和智能家用電器的虛擬電站，包含了諸多更貼近現(xiàn)實(shí)生活的能源需求元素。RegModHarz項(xiàng)目主要措施有：

 

（1）建立家庭能源管理系統(tǒng)。家電能夠“即插即用”到此系統(tǒng)上，系統(tǒng)根據(jù)電價(jià)決策家電的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)用戶的負(fù)荷也可以追蹤可再生能源的發(fā)電量變化，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷和新能源發(fā)電的雙向互動(dòng)。

 

（2）配電網(wǎng)中安裝了10個(gè)電源管理單元，用以監(jiān)測關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓和頻率等運(yùn)行指標(biāo)，定位電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)。

 

（3）光伏、風(fēng)機(jī)、生物質(zhì)發(fā)電、電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能裝置共同構(gòu)成了虛擬電廠，參與電力市場交易。

 

RegModHarz項(xiàng)目的典型成果也包含3個(gè)方面：

 

（1）開發(fā)設(shè)計(jì)了基于Java的開源軟件平臺(tái)OGEMA，對外接的電氣設(shè)備實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和設(shè)備服務(wù)，可獨(dú)立于生廠商支持建筑自動(dòng)化和能效管理，能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)荷設(shè)備在信息傳輸方面的“即插即用”，OGEMA的軟件架構(gòu)。

 

（2）虛擬電廠直接參與電力交易，豐富了配電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制手段，為分布式能源系統(tǒng)參與市場調(diào)節(jié)提供了參考。

 

（3）基于哈慈地區(qū)的水電和儲(chǔ)能設(shè)備調(diào)節(jié)，很好地平抑了風(fēng)機(jī)、光伏等功率輸出的波動(dòng)性和不穩(wěn)定性，有效論證了對于可再生能源較為豐富的特區(qū)，在區(qū)域電力市場范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)100%的清潔能源供能是完全可能實(shí)現(xiàn)的。

 

2.美國OPower能源管理公司經(jīng)營模式

 

OPower公司通過自己的軟件，對公用事業(yè)企業(yè)的能源數(shù)據(jù)，以及其他各類第三方數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析和挖掘，進(jìn)而為用戶提供一整套適合于其生活方式的節(jié)能建議。截至2015年10月，根據(jù)Opower網(wǎng)站上的動(dòng)態(tài)信息，其已累計(jì)幫助用戶節(jié)省了82.1億千瓦時(shí)的電力，節(jié)省電費(fèi)10.3億美元，減排二氧化碳121.1億磅，隨著用戶規(guī)模逐漸增大，這些數(shù)據(jù)均以加速度在增長。

 

（1）提供個(gè)性化的賬單服務(wù)，清晰顯示電量情況。OPower公司利用云平臺(tái)，結(jié)合大數(shù)據(jù)和行為科學(xué)分析，對電力賬單的功能進(jìn)一步拓展。一方面，具體針對用戶家中制冷、采暖、基礎(chǔ)負(fù)荷、其他各類用能等用電情況進(jìn)行分類列示，通過柱狀圖實(shí)現(xiàn)電量信息當(dāng)月與前期對比，用電信息一目了然；另一方面，提供相近區(qū)域用戶耗能橫向比較，對比相近區(qū)域內(nèi)最節(jié)能的20%用戶耗能數(shù)據(jù)，即開展鄰里能耗比較。此外，OPower的賬單改變了普通賬單以往單調(diào)、刻板的風(fēng)格，在與用戶溝通界面上印上“笑臉”或“愁容”的圖標(biāo)，對于有效節(jié)能的行為給出鼓勵(lì)的態(tài)度。其與用戶溝通的方式也十分豐富，通過最傳統(tǒng)的紙質(zhì)郵件，到短消息、電子郵件、在線平臺(tái)等，加強(qiáng)與用戶的交流反饋。

 

（2）基于大數(shù)據(jù)與云平臺(tái)，提供節(jié)能方案。OPower基于可擴(kuò)展的Hadoop大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)搭建其家庭能耗數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，通過云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對用戶各類用電及相關(guān)信息的分析，建立每個(gè)家庭的能耗檔案，并在與用戶鄰里進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上，形成用戶個(gè)性化的節(jié)能建議。這種鄰里能耗比較，充分借鑒了行為科學(xué)相關(guān)理論，將電力賬單引入社交元素，與“微信運(yùn)動(dòng)”的模式十分類似，為用戶提供了直觀、沖擊感較強(qiáng)的節(jié)能動(dòng)力。

 

（3）構(gòu)建各方共贏的商業(yè)模式。雖然OPower的目標(biāo)是為用戶節(jié)電，但其自我定位是一家“公用事業(yè)云計(jì)算軟件提供商”，其運(yùn)營模式并不是B2C模式（企業(yè)對終端消費(fèi)者），而是B2B模式（企業(yè)對企業(yè)）。電力企業(yè)選擇OPower，購買相關(guān)軟件，并免費(fèi)提供給其用戶使用。OPower為用戶提供個(gè)性化節(jié)能建議，同時(shí)也為公用電力公司提供需求側(cè)數(shù)據(jù)，幫助電力公司分析用戶電力消費(fèi)行為，為電力公司改善營銷服務(wù)提供決策依據(jù)等。