欧盟发布2022~2025年综合能源系统研发实施计划

作者: 2022-09-27 16:06 来源:
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46日,欧洲能源转型智能网络技术与创新平台(ETIP SNET)公布《2022~2025年综合能源系统研发实施计划》,取代在2020年发布的2021~2024年研发实施计划,明确了到2025年的研发资助重点[1]。该实施计划基于欧盟20217月提出的“减碳55%”(Fit for 55)一揽子计划目标,并考虑了近期地缘政治紧张局势对能源市场的影响,强调需加速研发创新以促进能源安全和能源转型。同时,该实施计划还宣布2020年发布的《综合能源系统2020~2030年研发路线图》也将更新为2022~2031年路线图,预计在2022年年底发布。本次实施计划将投入10亿欧元围绕九大应用场景实施31项研发创新优先项目。

一、优化跨部门集成和电网级储能

1、跨部门集成和储能的价值(2022~2027年,预算3000万欧元)。主要研发活动包括:非电力能源载体系统服务的市场设计;储能所有者和运营者的市场设计;虚拟电厂的市场设计;整体能源系统开发的能源模型;开发欧洲水能系统模型;提高网络弹性的运营措施,包括拓扑优化、分布式能源资源运营、移动分布式能源资源;泛欧市场设计;非化学储能,包括气体存储、储热、压缩空气储能、飞轮储能等。

2、多能源系统控制和运行工具(2022~2027年,预算6000万欧元)。主要研发活动包括:市场参与者之间的数据交换协议/接口;家庭/建筑/工业行业集成供热/制冷和储能的灵活性潜力;“电制气”技术的灵活性潜力;集成氢能的灵活性潜力;利用多能源载体增强能源供应安全。

3、智能资产管理(2022~2027年,预算4000万欧元)。主要研发活动包括:状态监测和预防性维护;远程维护模型和工具。

二、市场驱动下输电系统运营商、配电系统运营商和产销合一者的交互作用

1确保输电系统运营商、配电系统运营商和系统用户交互作用的市场模型和架构(2022~2027年,预算2000万欧元)。主要研发活动包括:开发为输电系统运营商服务的能源管理平台,能与当地市场交互;开发为配电系统运营商服务的能源管理平台,协助客户积极参与本地能源市场;考虑需求灵活性的输配电一体化规划;开发适合零售商和聚合商、能源服务公司和能源社区的商业模式;本地市场设计及其与中央市场的交互。

2、通过控制和运营增强输电系统运营商、配电系统运营商和系统用户交互作用(2022~2029年,预算3000万欧元)。主要研发活动包括:集成大数据管理相关技术,包括人工智能;支持需求控制和聚合的信息通信技术基础设施;用于监测分布式发电的信息通信技术基础设施;开发为输电系统运营商服务的能源管理平台,能与当地市场交互;开发为配电系统运营商服务的能源管理平台,协助客户积极参与本地能源市场;增强水电和抽水蓄能电站的运行灵活性;增强热电机组的系统灵活性作用,包括热电联产。

3、开发输电系统运营商-配电系统运营商合作平台(2022~2029年,预算3000万欧元)。主要研发活动包括:市场参与者之间的数据交换协议/接口;用于监测分布式发电的信息通信技术基础设施;支持需求控制和聚合的信息通信技术基础设施;开发数据分析服务和平台供应商商业模式。

4、输电系统运营商-配电系统运营商合作规划工具(2022~2031年,预算1000万欧元)。主要研发活动包括:考虑需求灵活性的输配电一体化规划;考虑居民能源社区需求的配电网规划;优化电力储能设备选址、规模和协调;优化非化学储能,包括抽水蓄能、气体储能、储热等;以增强弹性为导向的资产规模和空间定位,以抵御极端天气和电网事件影响。

三、泛欧整体市场、区域市场和本地市场

1、基本市场设计(2022~2029年,预算2500万欧元)。主要研发活动包括:泛欧市场设计;本地市场设计及其与中央市场的交互;为配电系统运营商和输电系统运营商之间提供辅助服务的市场设计;高不确定性条件下均衡发电的最优调度;储能所有者和经营者的市场设计;虚拟电厂的市场设计。

2、监管框架和战略投资2022~2029年,预算3000万欧元)要研发活动包括:以增强弹性为导向的资产规模和空间定位;区域(邻近系统)和欧盟层面的协调投资规划;考虑需求灵活性的输配电一体化规划。

3、跨境交易的信息系统2022~2029年,预算2500万欧元)主要研发活动包括:泛欧市场设计;为输电系统运营商进行跨境辅助服务市场设计;市场参与者之间的数据交换协议/接口;支持需求控制和聚合的信息通信技术基础设施;数据分析服务和平台供应商的商业模式。

四、可再生能源大规模并入输配电网

1、在多部门以不同程度集成可再生能源的技术壁垒和措施(2022~2029年,预算2000万欧元)。主要研发活动包括:大型海上风电集成的输电系统规划。

2、基于可再生能源的能源系统控制和运营(2022~2027年,预算5000万欧元)。主要研发活动包括:增强风力涡轮机和光伏发电系统的灵活性;可再生能源的实时可观测性;大规模集成电动汽车的配电系统规划;为网络运营提供先进可再生能源预测;水力发电预测。

3、通过建设基础设施和利用网络技术集成大规模可再生能源(2022~2029年,预算5000万欧元)。主要研发活动包括:增强风力涡轮机和光伏发电系统的灵活性;灵活交流输配电、高压直流电等电力电子技术在输配电网络中的灵活性;为网络运营提供先进可再生能源预测;水力发电预测;状态监测和预防性维护;保护具有低故障电流的配电网,自适应保护

4、通过规划实现弹性系统以大规模集成可再生能源2022~2031年,预算2500万欧元)主要研发活动包括:协调低压直流/中压直流、交流配电网规划;大规模集成分布式发电的配电系统规划;通过接入分布式发电、储能、灵活性需求等增强电网稳定性;集成大型海上风电的输电系统规划;区域(邻近系统)和欧盟层面的协调投资规划;协调高压直流和高压交流的网络规划;考虑居民能源社区需求的配电网规划。

五、促进消费者参与能源系统的数字技术解决方案

1、消费者/用户接受和参与的价值(2022~2027年,预算2000万欧元)。主要研发活动包括:提高客户对能源系统的认识和接受度;减少或消除能源基础设施对环境的影响;支持消费者和产销合一者更好适应能源系统的方法和工具,如电力生产和消耗的在线测量、分时电价等;支持行业消费适应性的方法和工具;产销合一者的商业模式。

2、设计安全的即插即用设备和物联网(2022~2027年,预算3000万欧元)主要研发活动包括:利用物联网技术进行监测和控制;支持需求控制和聚合的信息通信技术基础设施;为智能电器提供信息通信技术。

3、利用通信网络,包括网络安全2022~2029年,预算4000万欧元)。主要研发活动包括:并行使用旧有数据采集与监控系统进行远程监控的风险和漏洞;数据保护和符合通用数据保护条例的方法;利用网络切片概念实现公共基础设施内的安全操作;虚拟运营商的先进概念。

4、跨部门灵活性使用案例(2022~2027年,预算3000万欧元)。主要研发活动包括:住宅部门提供的需求灵活性;工业提供的需求灵活性;增强热电机组的系统灵活性作用(包括热电联产);家庭/建筑/工业行业集成供热/制冷和储能的灵活性潜力。

六、所有系统中电力电子设备的安全运行

1、下一代光伏和电池逆变器的控制解决方案(2022~2029年,预算3000万欧元)。主要研发活动包括:电池储能的灵活性潜力;增强可再生能源对低惯性系统一次电压和频率控制的作用;增强风力涡轮机和光伏发电系统的灵活性。

2、混合输配电和混合交直流配电网(2022~2029年,预算3000万欧元)。主要研发活动包括:协调高压直流和高压交流的网络规划;灵活交流输配电、高压直流电等电力电子技术在输配电网络中的灵活性;多终端高压直流网络以协调电力潮流;协调低压直流/中压直流、交流的配电网规划。

3、下一代配电站(2022~2029年,预算3000万欧元)。主要研发活动包括:保护具有低故障电流的配电网,自适应保护;直流电网保护;通过分布式能源和储能实现自下而上的电网恢复;电网基础设施和功能的网络安全保护方法和工具。

4、电力电子驱动网络的输配电仿真方法和数字孪生技术(2022~2029年,预算1000万欧元)。主要研发活动包括:输电、配电系统运营商的先进模拟,如数字孪生;先进人机接口;能源系统的数字孪生;变流器驱动型电网稳定性模型和工具。

七、增强系统监督和控制(包括网络安全)

1、下一代输电系统运营商控制室2022~2029年,预算3500万欧元)主要研发活动包括:优化负荷频率控制;增强可再生能源对一次电压和频率控制的作用;自修复技术;负荷削减技术;输电、配电系统运营商的先进模拟,如数字孪生;先进人机接口;优化跨境互联维护调度;优化水电和抽水蓄能的维护调度;输电线路动态增容;集成网络和系统组件的等效模型;大规模区域间电网振荡的分析方法和工具;电网基础设施和功能的网络安全保护方法和工具。

2、下一代配电管理系统(2022~2029年,预算3500万欧元)。主要研发活动包括:优化配电网配置;并行使用旧有数据采集与监控系统进行远程监控的风险和漏洞;用于分布式网络控制的控制中心架构;配电网重构提供的灵活性;配电网的优化重构;电网基础设施和功能的网络安全保护方法和工具。

3、配电网下一代测量技术和地理信息系统2022~2029年,预算3000万欧元)主要研发活动包括:智能电表数据的通信基础设施;为智能电网的安全使用提供公共信息通信技术基础设施、物联网和地理信息技术;远程维护模型和工具。

4、广域监测、控制和保护(2022~2031年,预算3500万欧元)。主要研发活动包括:输电系统的稳态和动态估计;增强配电系统的可观测性和状态评估;可再生能源的实时可观测性;输电系统的广域监测、控制和保护架构。

八、交通集成与储能

1、交通部门脱碳的技术和经济影响(2022~2029年,预算3000万欧元)。主要研发活动包括:通过交通电力网络(铁路、地铁、有轨电车、无轨电车等)能量管理提供灵活性;通过电动汽车智能充电和“车辆到电网”V2G)技术提供灵活性。

2、通过电动汽车提高能源系统运行的有效性和弹性(2022~2029年,预算7000万欧元)。主要研发活动包括:大规模集成电动汽车的配电系统规划;通过交通电力网络(铁路、地铁、有轨电车、无轨电车等)能量管理提供灵活性;通过电动汽车智能充电和“车辆到电网”技术提供灵活性。

九、建筑、区域和工业过程灵活性

1、基于可再生能源的能源系统中建筑、基础设施和智能社区集成的价值评估(2022~2027年,预算2000万欧元)。主要研发活动包括:通过住宅部门提供需求灵活性;产销合一者商业模式;零售商和聚合商、能源服务公司和能源社区的商业模式。

2、楼宇与智慧社区集成的控制与运行工具(2022~2029年,预算5000万欧元)。主要研发活动包括:通过住宅部门提供需求灵活性;通过工业提供需求灵活性;家庭/建筑/工业行业集成供热/制冷和储能的灵活性潜力;支持消费者和产销合一者更好适应能源系统的方法和工具,如电力生产和消耗的在线测量、分时电价等;支持行业消费适应性的方法和工具;孤岛模式运行的微电网。

3、在综合能源系统中规划建筑物和基础设施的弹性集成(2022~2029年,预算3000万欧元)。主要研发活动包括:用于能源系统一体化开发的能源模型;考虑居民能源社区需求的配电网规划;优化电力储能设备选址、规模和协调;大规模集成分布式发电的配电系统规划;大规模集成电动汽车的配电系统规划。                (岳芳)



[1] ETIP SNET, R&I implementation plan 2022-2025. https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/53e747cd-9f57-11ec-83e1-01aa75ed71a1/language-en/format-PDF/source-252703697

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