Снижение пиковой нагрузки во время зарядки: ограничение мощности? Принудительное отключение? Нормирование электроэнергии для электромобилей?

Оптимизация сети – меры, принятые немецкими операторами распределительных сетей в 2020 году – Изображение: Xpert.Digital

* EEG = Закон о возобновляемых источниках энергии, Раздел 9, Пункт 1 EEG

Статистика показывает количество операторов распределительных сетей (ОРС) в Германии в 2020 году, исходя из мер, применяемых для оптимизации и усиления сети в соответствии с Законом о возобновляемых источниках энергии. По состоянию на 1 апреля 2020 года 226 немецких ОРС строили параллельные системы.

Количество операторов распределительных сетей в Германии в 2020 году в соответствии с мерами по оптимизации и усилению сети, применяемыми в рамках Закона о регулировании электроэнергетики (EEG)

• Увеличение поперечного сечения кабелей – 459 операторов распределительных сетей
• Увеличение мощности трансформаторов – 394 оператора распределительных сетей
• Прокладка кабелей воздушных линий – 408 операторов распределительных сетей
• Оптимизация точек отключения – 365 операторов распределительных сетей
• Изменение топологии сети – 315 операторов распределительных сетей
• Монтаж измерительной техники – 406 операторов распределительных сетей
• Построение параллельных систем – 226 операторов распределительных сетей
• Увеличение сечения проводниковых кабелей – 90 операторов распределительных сетей
• Сглаживание пиковых нагрузок – 7 операторов распределительных сетей
• Монтаж регулируемых трансформаторов местной сети – 58 операторов распределительных сетей
• Установка регуляторов напряжения – 56 операторов распределительных сетей
• Регулирование провисания кабеля – 47 операторов распределительных сетей
• Мониторинг кабельных линий – 20 операторов распределительных сетей
• Высокотемпературный проводящий кабель – 9 операторов распределительных сетей
• Прочие – 72 оператора распределительных сетей

Проводящий кабель — это кабель, используемый для передачи электроэнергии по воздушной линии электропередачи в качестве части электрической линии.

Количество операторов электросетей в Германии к 2020 году – Изображение: Xpert.Digital

В 2020 году в Германии насчитывалось в общей сложности 874 оператора электросетей. По сравнению с 2010 годом число операторов увеличилось на одиннадцать. Операторов электросетей можно разделить на операторов передающих сетей и операторов распределительных сетей. Передающая сеть соединяется с сетями операторов распределительных сетей через подстанции.

Передача и распределение

В Германии действуют четыре оператора передающих сетей: Amprion, 50Hertz, TransnetBW и TenneT. Они отвечают за инфраструктуру национальных электросетей. В 2019 году Amprion был оператором передающих сетей с наибольшим доходом. В настоящее время 874 оператора распределительных сетей отвечают за электросети низкого, среднего и, в некоторых участках, высокого и сверхвысокого напряжения. Они поставляют электроэнергию, например, частным домохозяйствам.

Производство и потребление электроэнергии в Германии

В Германии объемы производства электроэнергии значительно увеличились за последние 30 лет, хотя и с небольшими колебаниями. Большая часть этой электроэнергии была произведена из ископаемого топлива — бурого угля — и из возобновляемых источников энергии. Крупнейшим потребителем электроэнергии была промышленность, потреблявшая почти половину всего объема электроэнергии. Потребительские группы «предприятия, торговля и услуги» и «домохозяйства» потребляли примерно по четверти электроэнергии в Германии каждая.

Количество операторов электросетей в Германии в период с 2010 по 2020 год

• 2006 – 876 / 4 Операторы распределительных сетей/Операторы передающих сетей
• 2007 – 877 / 4 Оператор распределительной сети/Оператор передающей сети
• 2008 – 855 / 4 Операторы распределительных сетей/Операторы передающих сетей
• 2009 – 862 / 4 Операторы распределительных сетей/Операторы передающих сетей
• 2010 – 866 / 4 Операторы распределительных сетей/Операторы передающих сетей
• 2011 – 869 / 4 Операторы распределительных сетей/Операторы передающих сетей
• 2012 – 883 / 4 Операторы распределительных сетей/Операторы передающих сетей
• 2013 – 883 / 4 Операторы распределительных сетей/Операторы передающих сетей
• 2014 – 884 / 4 Операторы распределительных сетей/Операторы передающих сетей
• 2015 – 880 / 4 Операторы распределительных сетей/Операторы передающих сетей
• 2016 – 875 / 4 Операторы распределительных сетей/Операторы передающих сетей
• 2017 – 878 / 4 Операторы распределительных сетей/Операторы передающих сетей
• 2018 – 890 / 4 Операторы распределительных сетей/Операторы передающих сетей
• 2019 – 883 / 4 Операторы распределительных сетей/Операторы передающих сетей
• 2020 – 874 / 4 Операторы распределительных сетей/Операторы передающих сетей

Фрэнсис Макллойд, Зоны управления операторами передающих систем в Германии, под редакцией, CC BY-SA 3.0

Операторы передающих систем — это сервисные компании, которые оперативно управляют инфраструктурой надрегиональных электросетей для передачи электроэнергии, обеспечивают техническое обслуживание и расчет мощности в соответствии со спросом, а также предоставляют трейдерам/поставщикам электроэнергии беспрепятственный доступ к этим сетям. Кроме того, они отвечают за закупку и поставку балансирующей мощности в систему по мере необходимости, чтобы минимизировать колебания в сети, возникающие из-за дисбаланса между выработанной и потребленной электроэнергией в любой момент времени. Передающие сети соединены через подстанции с более плотными низковольтными сетями операторов распределительных сетей (DSO), которые, как правило, обеспечивают поставку электроэнергии конечным потребителям, обычно через низковольтные сети. Отдельные крупные потребители, такие как энергоемкие промышленные предприятия, также могут быть напрямую подключены к передающей сети.

Передающие сети представляют собой естественные монополии, и их операторы, как правило, подлежат государственному надзору.

В Германии модель «регулируемого доступа к сети» вступила в силу в 2005 году со второй поправкой к Закону об энергетической отрасли (EnWG). Она уполномочивает Федеральное сетевое агентство регулировать деятельность операторов передающих сетей.

В Германии действуют четыре оператора передающих систем:

• Теннет ТСО
• Передача 50 Гц
• Амприон
• TransnetBW

Зона действия муниципальной коммунальной компании Фленсбурга представляет собой особый случай в Германии. Ввиду прямого подключения к датской электросети, она технически относится к зоне контроля датского оператора системы передачи электроэнергии energinet.dk, а не к зоне контроля TenneT TSO, оператора системы передачи электроэнергии, ответственного за северо-западную Германию.

После либерализации энергоснабжения поставщики энергии, как правило, перестали быть одновременно и операторами сетей. Только небольшим муниципальным предприятиям разрешено управлять сетями без юридического отделения от компании. Однако даже в этом случае распределение электроэнергии и эксплуатация сетей должны быть организационно разделены. Сети являются естественными монополиями. Поэтому в каждой сетевой зоне существует только один оператор газовой или электрической сети, которого потребитель не может свободно выбирать. Несмотря на разделение поставщика и оператора сети, оба могут входить в одну и ту же энергетическую группу.

• Оператор распределительной сети — это компания, которая управляет сетями электроснабжения и/или газоснабжения для распределения электроэнергии конечным потребителям (частным домохозяйствам и мелким потребителям).
• Оператор распределительной сети обслуживает электросети на уровне низковольтных, средневольтных и высоковольтных линий электропередачи для обеспечения регионального электроснабжения.
• Оператор распределительной сети находится ниже по течению от оператора передающей сети, который передает электроэнергию на большие расстояния по высоковольтным сетям.
• Оператор распределительной сети отвечает за безопасную и надежную работу сетей в конкретном районе, а также за подключение к другим электросетям
• Операторы распределительных сетей обычно входят в состав местных или муниципальных энергоснабжающих компаний, таких как коммунальные предприятия, но иногда также и в состав крупных энергетических компаний, которые часто приобретают такие сети в рамках приватизации.
• Оператор распределительной сети отвечает за регистрацию показаний счетчиков в помещениях конечного потребителя, которые затем передаются договорному партнеру клиента для выставления счета.
• Оператор распределительной сети получает электроэнергию от оператора передающей сети, а газ — от оператора магистрального трубопровода.

Все из одного источника, специально разработанное для вашего решения в области солнечной энергетики. Рефинансируйте или компенсируйте будущие затраты за счет собственной выработки электроэнергии.

Здесь вы найдете советы и решения 👈🏻

Консультации и планирование, включая предварительную смету без обязательной юридической силы. Мы поможем вам найти надежных партнеров в сфере фотовольтаики.

Здесь вы найдете советы и решения 👈🏻

Мы представлены в различных регионах немецкоязычного мира. У нас есть надежные партнеры, которые проконсультируют вас и помогут воплотить ваши пожелания в жизнь.

Свяжитесь с нами 👈🏻

Инструмент планирования фотоэлектрических систем Xpert QuickPlan и конфигуратор солнечных батарей для крыш и наземных площадей 👈🏻

С середины 2020 года в Германии значительно увеличилось использование электромобилей. Это в первую очередь связано с введением 8 июля 2020 года инновационного бонуса, в рамках которого правительство Германии удвоило субсидии на приобретение электромобилей.

Федеральный министр Петер Альтмайер: «С момента введения премии за инновации мы наблюдаем значительный рост электромобильности. Количество заявок остается на рекордно высоком уровне. В первом полугодии 2021 года было заявлено больше премий, чем за весь предыдущий год – в общей сложности 1,25 миллиарда евро. В этом году будет зафиксировано рекордное финансирование электромобилей. Именно поэтому мы в коалиции решили продлить финансирование до конца 2025 года, чтобы дать рыночному росту электромобильности еще больший импульс»

Торстен Шафарик, президент Федерального управления по экономическим вопросам и экспортному контролю (BAFA): «С введением премии за инновации резко возрос спрос на экологический бонус. В первом полугодии 2021 года было подано 273 000 заявок на автомобили – уже больше, чем за весь предыдущий год. Это убедительный сигнал в пользу экологически чистого транспорта в Германии»

С введением премии за инновации количество заявок на экологический бонус значительно возросло. Во второй половине 2020 года ежемесячно устанавливались новые рекорды по количеству заявок. В декабре 2020 года число заявок достигло предварительного пика в 53 566. В марте 2021 года количество заявок снова составило чуть менее 52 000.

С января по конец июня 2021 года было подано заявок на субсидии на 273 614 автомобилей. Это является убедительным сигналом в защиту климата и демонстрирует неуклонно растущий общественный интерес к электромобилям. С момента начала программы субсидирования в 2016 году по состоянию на 1 июля 2021 года было подано в общей сложности 693 601 заявок на автомобили.

Согласно решению Автомобильного саммита (КАМ), принятому в Федеральной канцелярии 17 ноября 2020 года, инновационная премия, вдвое превышающая долю федерального правительства в экологическом бонусе, будет продлена после 2021 года до 31 декабря 2025 года. Федеральное министерство экономики и энергетики в ближайшее время приступит к реализации этого продления.

Благодаря удвоению доли правительства в экологической премии, субсидии в размере до 9000 евро могут быть предоставлены на электромобили с чистой прейскурантной ценой менее 40 000 евро; для гибридных автомобилей субсидия составляет 6750 евро. Для электромобилей с чистой прейскурантной ценой, превышающей 40 000 евро, доступны субсидии в размере до 7500 евро для чисто электрических автомобилей и до 5625 евро для гибридных автомобилей.

«Измененные правила финансирования «инновационной премии» будут опубликованы сегодня в Федеральном вестнике в 15:00 и вступят в силу завтра. Это удвоит долю правительства в субсидиях на электромобили. Таким образом, чисто электрические автомобили получат субсидию в размере до 9000 евро; подключаемые гибриды — до 6750 евро», — говорится в пресс-релизе Федерального министерства экономики и энергетики от 7 июля 2020 года.

Размер экологической премии за покупку электромобилей – Изображение: Xpert.Digital

Федеральный министр экономики Петер Альтмайер: «Мы удваиваем государственную субсидию на покупку электромобиля, создавая тем самым значительный стимул для потребителей к его приобретению. Мы хотим ускорить переход на электромобили и дать новый импульс развитию электромобильности в Германии»

Президент Федерального управления по экономическим вопросам и экспортному контролю (BAFA) Торстен Шафарик: «Новые субсидии в размере до 9000 евро делают переход на электромобиль значительно более привлекательным для граждан. Благодаря упрощенной, одноэтапной процедуре мы в BAFA эффективно и удобно для граждан внедряем новую программу субсидирования инноваций»

С 8 июля 2020 года федеральная доля в существующей системе экологических премий будет временно удвоена до 31 декабря 2021 года. Доля производителя остается неизменной. Следующие приобретенные или взятые в лизинг автомобили могут воспользоваться «премией за инновации» — даже задним числом:

• Новые транспортные средства, зарегистрированные впервые после 3 июня 2020 года и до 31 декабря 2021 года включительно, а также подержанные автомобили молодого возраста, первая регистрация которых состоялась после 4 ноября 2019 года, а вторая регистрация — после 3 июня 2020 года и до 31 декабря 2021 года включительно.

«Инновационная премия» вытекает из итогов заседания коалиционного комитета от 3 июня 2020 года. Помимо временного удвоения доли федерального правительства, измененные правила финансирования запрещают объединение этой доли с финансированием из других государственных источников. Это призвано предотвратить чрезмерное субсидирование. Европейская комиссия пересмотрела понятие «инновационной премии» в рамках правил государственной помощи.

В связи с этим:

• Электромобильность: насколько безопасны электромобили? Как проверяется безопасность электромобилей?
• Инфраструктура зарядки для электромобилей в Германии

Оператору сети необходимо предоставить возможность сглаживать пиковые нагрузки в сети и, таким образом, более эффективно использовать сеть

Этого можно достичь с помощью нового инструмента, называемого «сглаживанием пиковых нагрузок». Это позволит оператору сети контролировать доступную мощность для гибкого потребления в краткосрочной перспективе и адаптировать ее к ситуации с нагрузкой в ​​сети. Например, это позволит осуществлять больше одновременных процессов зарядки электромобилей без перегрузки распределительной сети. Это можно реализовать за счет гибкого подключения и использования сети.

Управление гибкостью со стороны сетевого оператора должно быть четко ограничено

Сглаживание пиковых нагрузок должно допускаться лишь в очень ограниченном объеме, чтобы корректировки потребления электроэнергии были сведены к минимуму и происходили как можно реже. Это связано с тем, что управление гибкостью на стороне сети должно быть в значительной степени незаметным и не оказывать заметного влияния на потребителей сети. Сигнал управления на стороне сети имеет приоритет над другими приложениями гибкости со стороны потребителей. Кроме того, потребители сети могут свободно предлагать свою гибкость другими способами – например, по переменным тарифам на электроэнергию или предоставляя вспомогательные услуги совместно с другими потребителями низковольтного оборудования через агрегаторы. Вмешательства для сглаживания пиковых нагрузок должны быть прозрачно задокументированы и, таким образом, максимально предсказуемы для третьих сторон (см. раздел 6 ниже). При определении пределов вмешательства оператора сети также необходимо учитывать различные возможности гибкости различных установок.

Целью управления гибкостью является ограничение расширения низковольтных сетей до эффективного уровня

Оператор сети должен продолжать планировать и расширять свою сеть надлежащим образом для удовлетворения спроса. Однако следует уделять больше внимания тому факту, что расширение сети может быть нецелесообразным в редкие периоды пиковой нагрузки. Ряд исследований показывает, что
сглаживание пиковых нагрузок может существенно снизить потребность в расширении сети. Необходимым условием для этого является то, что операторы сетей могут надежно включать сглаживание пиковых нагрузок в свои планы развития сети.

Пример "подрезки кончиков"

Подход к «сглаживанию пиков» потребления электроэнергии аналогичен давно зарекомендовавшему себя методу, используемому в электроэнергетике: благодаря так называемому «сглаживанию пиков» в
возобновляемых источниках энергии, для обеспечения потребления последнего киловатт-часа возобновляемой энергии больше не требуется расширение энергосети.

Из статьи: «Интеллектуальная интеграция гибкости в распределительные сети, развитие электромобильности и межотраслевой интеграции: инструмент «сглаживания пиковых нагрузок»»

Пункты обсуждения по дальнейшему развитию правовой базы для гибких потребителей в низковольтных сетях – Федеральное министерство экономики и энергетики

Гибким нагрузкам следует предоставлять гибкие возможности подключения

В настоящее время при подключении к низковольтной сети с заказчиком согласовывается стандартная фиксированная выходная мощность в 30 киловатт (кВт), которая теоретически должна быть доступна постоянно. Однако это не означает, что соответствующая выходная мощность будет фактически достигнута при использовании этого подключения, и уж точно не постоянно.

Для более эффективного использования существующей сети и ограничения дальнейшего расширения сети до оптимального уровня целесообразно дифференцировать требуемую в будущем пропускную способность сети, чтобы удовлетворить меняющиеся потребности потребителей и повысить гибкость. В принципе, для сглаживания пиковых нагрузок можно сохранить пропускную способность в 30 кВт, но её использование можно разделить на две части:

• Для потребления электроэнергии, которое не считается гибким, необходимо обеспечить легкодоступной возможностью . Эта часть не подлежит управлению со стороны сети, но может использоваться только для удовлетворения негибкого спроса. Поэтому ее мощность должна быть достаточной для полного покрытия типичных бытовых потребностей. Точный
  объем является предметом обсуждения.
• Для обеспечения гибкого потребления электроэнергии создается «гибкое подключение». Оператор сети может временно ограничивать потребляемую здесь мощность в соответствии с описанными выше принципами «сглаживания пиковых нагрузок». Эта часть может, например, представлять собой мощность, превышающую негибкую часть. Поскольку максимальная мощность доступна только в определенных случаях, а не везде одновременно, эта избыточная часть подходит для устройств потребления, которые не требуют постоянной доступности и могут гибко реагировать на узкие места при необходимости.

Гибкое использование подключений должно стать нормой для потребления, рассматриваемого как гибкое

Чем гибче потребление обеспечивается за счет гибкого использования подключений, тем больше объектов можно подключить к существующей сети и тем шире можно распределить действия по управлению на стороне сети.

Размеры «гибкого подключения» могут быть индивидуально настроены пользователем

В целом, нет ничего плохого в том, чтобы разрешить преобразование гибко используемого подключения к электросети в фиксированное, негибкое подключение, которое можно использовать без ограничений в любое время.
Однако это зависит от целесообразности и надлежащего участия в покрытии дополнительных расходов.

Из статьи: «Интеллектуальная интеграция гибкости в распределительные сети, развитие электромобильности и межотраслевой интеграции: инструмент «сглаживания пиковых нагрузок»»

Пункты обсуждения по дальнейшему развитию правовой базы для гибких потребителей в низковольтных сетях – Федеральное министерство экономики и энергетики

Потребители, способные гибко реагировать на изменения, должны получать вознаграждение за использование этой гибкости в соответствии с потребностями энергосети. В настоящее время, согласно статье 14a Закона Германии об энергетической промышленности (EnWG), потребители, соглашающиеся на контроль со стороны оператора сети, уже получают скидку на плату за пользование сетью. Этот механизм следует расширить и усовершенствовать, сделав его стандартом для всех подключений к сети с устройствами гибкого потребления в низковольтной сети. Это даст пользователям сети возможность выбирать продукт для использования сети, который наилучшим образом соответствует их потребностям.

К проектированию применяются следующие правила:

• В зависимости от типа использования сети будут введены разные цены. Гибкие потребители, участвующие в программе сглаживания пиковых нагрузок, будут платить значительно меньшие абонентские платежи. Таким образом, те, кто обеспечивает гибкость, смогут получить выгоду от экономии средств для сети. И наоборот, тем, кто хочет использовать всю мощность сети постоянно для своего гибкого потребления, придется платить более высокие тарифы.
• Доступно несколько вариантов реализации: В настоящее время плата за использование сети для большинства потребителей низковольтного оборудования состоит из базовой платы и платы за потребление. В принципе, оба компонента можно было бы дифференцировать в зависимости от типа использования сети. Также можно было бы дополнить существующую систему платой за согласованную пропускную способность подключения. Это могло бы основываться на (последующем) измерении потребления подключения или (предварительном) заказе на пропускную способность. Также возможны разовые платежи.

Из статьи: «Интеллектуальная интеграция гибкости в распределительные сети, развитие электромобильности и межотраслевой интеграции: инструмент «сглаживания пиковых нагрузок»»

Пункты обсуждения по дальнейшему развитию правовой базы для гибких потребителей в низковольтных сетях – Федеральное министерство экономики и энергетики

Опубликована стратегия стандартизации для межотраслевой цифровизации энергетического перехода

Цифровизация энергетических сетей является ключевым условием для интеграции возобновляемых источников энергии и электромобильности в энергосистему. С этой целью Федеральное министерство экономики и энергетики (BMWi) и Федеральное управление информационной безопасности (BSI) 29 января 2019 года совместно опубликовали стратегию стандартизации межотраслевой цифровизации энергетического перехода.Эта дорожная карта содержит план работы по преобразованию энергетических сетей в так называемые «умные сети». Цель состоит в том, чтобы объединить всех участников энергоснабжения в рамках интеллектуальной энергетической сети будущего.

Данная дорожная карта основана на Законе о цифровизации энергетического перехода (GDEW). GDEW переосмыслил концепцию интеллектуального учета электроэнергии в Германии и заложил важный прецедент для создания энергетической сети, устойчивой к будущим вызовам. Она опирается на четыре краеугольных камня: стандартизация, защита и безопасность данных, инвестиционная безопасность и общественное признание.

Ключевым элементом GDEW (Немецкой инициативы по энергетическому переходу) является внедрение шлюзов для интеллектуальных счетчиков. Представленная дорожная карта описывает дальнейшее развитие шлюзов для интеллектуальных счетчиков в комплексную цифровую коммуникационную платформу для энергетического перехода. Эта платформа предоставляет заинтересованным сторонам в сфере энергоснабжения – от операторов сетей и поставщиков электроэнергии до потребителей – необходимую информацию о производстве и потреблении. В то же время шлюзы для интеллектуальных счетчиков гарантируют высочайший уровень защиты и безопасности данных. Потому что для энергетического перехода нужно больше, чем просто «умные счетчики».

Необходимо постоянно совершенствовать минимальные технические стандарты для шлюзов интеллектуальных счетчиков. Они должны соответствовать требованиям энергетического перехода, обеспечивать дополнительную ценность для потребителей, функционировать в различных секторах и соответствовать межсекторальной взаимосвязи (особенно в сфере отопления и «умных домов»), учитывать особенности электромобильности и быть готовыми к будущим угрозам, таким как хакерские атаки. Дальнейшее развитие соответствующих стандартов также рассматривается в дорожной карте.