Quelle-Netz-Last-Speicherung (SGLS)

Quelle-Netz-Last-Speicherung (SGLS) ist ein neuartiges koordiniertes Betriebsmodell für Energie- und Stromversorgungssysteme. Ziel ist der Aufbau eines flexiblen, effizienten und sauberen modernen Stromsystems durch die Integration von Energieerzeugung, -übertragung, -verbrauch und -speicherung. Dieses Konzept stellt eine Schlüssellösung für Herausforderungen wie die großflächige Integration erneuerbarer Energien und ein dynamisches Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage im Rahmen der globalen Energiewende dar.

Kernkomponenten

1. Quelle (Stromerzeugung)

   • Bezieht sich auf Stromerzeuger, einschließlich konventioneller Quellen (Wärme, Wasser, Kernenergie) und erneuerbarer Energien (Wind, Sonne, Biomasse).

   • Trend: Steigender Anteil erneuerbarer Energien, Betonung der „Komplementarität mehrerer Energieträger“ (z. B. integrierte Wind-Solar-Speicherung) zur Reduzierung der Kohlendioxidemissionen.

2. Netz (Stromnetz)

   • Umfasst Übertragungs-/Verteilungsnetze und intelligente Dispatch-Systeme.

   • Kernaufgabe: Ermöglichung einer effizienten Stromversorgung, dynamischer Regulierung und regionsübergreifender Ressourcenoptimierung unter Berücksichtigung der schwankenden Verfügbarkeit erneuerbarer Energien.

3. Last (Stromverbrauch)

   • Umfasst industrielle, gewerbliche und private Nutzer sowie neue Verbraucher wie Elektrofahrzeuge.

   • Wichtigster Wandel: Übergang von „starren Lasten“ zu „flexiblen Lasten“, aktive Teilnahme an der Netzregulierung über Demand Response (DR).

4. Speicher (Energiespeicher)

   • Zu den Technologien gehören physikalische Speicherung (Pumpwasserspeicher), elektrochemische Speicherung (Lithium-Ionen-Batterien) und Wasserstoffspeicherung.

   • Kernaufgabe: Ausgleich von Schwankungen bei erneuerbaren Energien, Verschiebung von Lastspitzen, Bereitstellung von Reservekapazitäten und Verbesserung der Systemflexibilität.

Koordinierungsmechanismen

Tiefe Synergien durch Digitalisierung und intelligente Technologien:

1. Quelle-Last-Interaktion

   • Koordinierte Prognose der Leistung erneuerbarer Energien und der Lastnachfrage zur Optimierung der Erzeugungsplanung.

   • Beispiel: Steuerung des Ladens von Elektrofahrzeugen während der Spitzenzeit der Solarstromerzeugung.

2. Netz-Speicher-Synergie

   • Die Speicherung unterstützt die Regulierung der Netzfrequenz/-spannung, entlastet das Netz und verbessert die Stabilität.

   • Beispiel: Schnelle Stromversorgung bei Netzstörungen.

3. Ladungs-Lager-Koordination

   • Verbraucherseitige Speicher und flexible Lasten nehmen an Strommärkten oder der Nachfragesteuerung teil.

   • Beispiel: Um Kosten zu senken, laden Fabriken Speicher in Zeiten niedriger Preise auf und entladen sie in Spitzenzeiten.

4. Systemweite Optimierung

   • Technologien wie virtuelle Kraftwerke (VPPs) und Energie-Internet bündeln verteilte Ressourcen für die regionsübergreifende SGLS-Koordination.

Schlüsselbedeutung

1. Fördert die Integration erneuerbarer Energien

   • Reduziert die Einschränkung von Wind-/Solarenergie und erhöht den Anteil erneuerbarer Energien durch Speicherung und flexible Lasten.

2. Verbessert die Netzstabilität

   • Gewährleistet Zuverlässigkeit bei extremen Wetterbedingungen oder Lastspitzen.

3. Reduziert die Energiekosten

   • Optimiert die Ressourcenzuweisung, verringert die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und ermöglicht Markteffizienz.

4. Unterstützt „Dual Carbon“-Ziele

   • Beschleunigt die Umstellung auf saubere, kohlenstoffarme Energie zur Erreichung der CO2-Neutralität.

Anwendungsszenarien

• Mikronetze : SGLS-Integration auf Campusebene für lokalen Selbstausgleich.

• Virtuelle Kraftwerke (VPPs) : Aggregieren Sie verteilte Ressourcen für die Netzverteilung.

• Integrierte Energiesysteme : Koppeln Sie Strom, Wärme und Gas für mehr Effizienz.

SGLS ermöglicht durch technologische Konvergenz und institutionelle Innovation einen Paradigmenwechsel von der Erzeugungs-Last-Interaktion zur Quelle-Last-Interaktion. Es dient als zentrales Rahmenwerk für den Aufbau neuer Energiesysteme und als entscheidender Weg für die globale Energiewende.

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