4個項目案例告訴你微電網(wǎng)的優(yōu)勢究竟在哪

2017-10-13 16:26:22 施耐德電氣　點擊量：評論 (0)

內(nèi)容概要微電網(wǎng)有以下優(yōu)勢：能源可靠性：微電網(wǎng)能夠獨立于主電網(wǎng)，實現(xiàn)自給自足，從而實現(xiàn)彈性供電能源易獲取：在無法接入主電網(wǎng)的情況下，以合理的成本獲得能源能源獨立：通過整合更多可再生發(fā)電方式來減少化石

內(nèi)容概要

微電網(wǎng)有以下優(yōu)勢：

能源可靠性：微電網(wǎng)能夠獨立于主電網(wǎng)，實現(xiàn)自給自足，從而實現(xiàn)彈性供電

能源易獲取：在無法接入主電網(wǎng)的情況下，以合理的成本獲得能源

能源獨立：通過整合更多可再生發(fā)電方式來減少化石燃料消耗

能源成本優(yōu)化：利用能源靈活性優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)平衡

本文探討了微電網(wǎng)能夠帶來的優(yōu)勢，并提供了相關(guān)微電網(wǎng)項目的實例。

能源可靠性

微電網(wǎng)能夠獨立于主電網(wǎng)，實現(xiàn)自給自足，從而實現(xiàn)彈性供電。

在一些地區(qū)，由于惡劣天氣事件造成的停電事故不斷增加。2003年8月，一次大面積停電造成美國東北部和加拿大東部地區(qū)大約5500萬人斷電。而2012年7月，印度發(fā)生的世界上最大的斷電事故影響的范圍更大，造成該國一半人口斷電。不久之后，颶風(fēng)“桑迪”襲擊了美國東部，導(dǎo)致800萬客戶斷電。

美國列克星敦研究所（LexingtonInstitute）稱，由于美國電網(wǎng)的供電彈性問題，平均每天至少有50萬人受到停電影響，每年造成損失達1190億美元。

微電網(wǎng)能夠獨立于主電網(wǎng)，實現(xiàn)自給自足，從而提高了供電彈性。當主電網(wǎng)遇到重大問題時，微電網(wǎng)能夠快速解耦，并仍然可以繼續(xù)從地方電源供電。由于地方生產(chǎn)、儲電容量和瞬時狀態(tài)的影響，這種自主供應(yīng)可能受到限制。然而，借助微電網(wǎng)的地方管理系統(tǒng)，可以對負載優(yōu)先級進行優(yōu)化管理，控制策略也可以得到相應(yīng)調(diào)整。

此外，在問題風(fēng)險可預(yù)測的情況下（比如預(yù)報有強風(fēng)暴），可以通過有意采取預(yù)防策略為微電網(wǎng)做好準備，例如減少非重要負載、準備進行待調(diào)度的地方發(fā)電，以及為電池充電以提高系統(tǒng)未來的彈性。

當微電網(wǎng)本身出現(xiàn)問題時（例如，其中之一的電源遇到問題或正在進行維護），微電網(wǎng)能夠進行備份，并自動進行重新配置。

圖1 Oncor校園微電網(wǎng)

參考一個校園微電網(wǎng)的實例：

概況：超過100英畝的系統(tǒng)運營服務(wù)設(shè)施

挑戰(zhàn)：

1.提升電網(wǎng)容量和可靠性

2.利用現(xiàn)有資源

3.利用靈活的動態(tài)微電網(wǎng)技術(shù)

4.監(jiān)測和優(yōu)化分布式能源（DER）

5.運營兩組太陽能光伏陣列、一臺微型渦輪機、兩個儲能系統(tǒng)以及四臺現(xiàn)有發(fā)電機

解決方案：Oncor的創(chuàng)新型系統(tǒng)包括四個相互連接的微電網(wǎng)，并使用九個不同的DER，其中包括基于逆變器的資源和非基于逆變器的資源，這些資源可以與主公用電網(wǎng)斷開，也可以重新連接到主公用電網(wǎng)上。微電網(wǎng)控制器和運營軟件可以提供信息、通信和控制，通過優(yōu)化協(xié)調(diào)負載、發(fā)電和存儲，將能源靈活性的價值轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟價值。

結(jié)果：

在從并網(wǎng)模式切換到離網(wǎng)模式時，控制器可以保護操作，并方便切換，以確保關(guān)鍵負載能夠獲得可靠的電源。

它能夠根據(jù)需要，實現(xiàn)從單微電網(wǎng)到多微電網(wǎng)協(xié)同工作配置的無縫過渡。

通過采用容錯方法，設(shè)備可以儲存來自電網(wǎng)饋電或設(shè)施的任一發(fā)電來源的電力。

基于云的用于經(jīng)濟負荷分配和DER預(yù)測的平臺，進一步優(yōu)化了供電并提高了供電的智能水平。支持多種用例，并且還使用行業(yè)標準通信協(xié)議，創(chuàng)建了微電網(wǎng)與公用電網(wǎng)之間的連接。

圖2米拉馬爾海軍陸戰(zhàn)隊航空站關(guān)鍵任務(wù)微電網(wǎng)

參考一個關(guān)鍵任務(wù)微電網(wǎng)的實例：

概況：占地3,500英畝的米拉馬爾海軍陸戰(zhàn)隊航空站運行和維護設(shè)施

挑戰(zhàn)：

1.該航空站的關(guān)鍵設(shè)施必須持續(xù)不間斷運行，即使公用電網(wǎng)被危害或受損時也不能受到影響。

2.設(shè)計必須具有可擴展性，以便在用電高峰期間為設(shè)施供電和進行電力管理。

3.設(shè)計必須納入可再生資源、采用先進的智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)并具備需求響應(yīng)能力。

4.該航空站努力成為一個“凈零能源設(shè)施”，也就是說，其在一年中生產(chǎn)的能源要與消耗的能源一樣多。

解決方案：米拉馬爾的創(chuàng)新型系統(tǒng)包括現(xiàn)有的能源資源（如垃圾填埋氣、太陽能光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng)）以及一座升級后的7兆瓦發(fā)電廠（主要使用垃圾填埋氣發(fā)電）。微電網(wǎng)控制器和運營軟件可以提供態(tài)勢感知、通信和控制，通過優(yōu)化協(xié)調(diào)負載、發(fā)電和存儲，將能源靈活性的價值轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟價值。該系統(tǒng)包括對電力控制系統(tǒng)的升級和集成。

預(yù)期結(jié)果：

該項目計劃于2018年7月前完工。

屆時，微電網(wǎng)將能夠在與電網(wǎng)分離的情況下為設(shè)施供電。在與主電網(wǎng)連接時，微電網(wǎng)將通過需求響應(yīng)與電網(wǎng)智能交互。

微電網(wǎng)將增強和擴展現(xiàn)有現(xiàn)場可再生能源的功能：1.6MW太陽能光伏發(fā)電和3.2MW垃圾填埋沼氣發(fā)電。

目前，該航空站目前所使用的可再生能源比例為50％，而目標是到2019年達到75％，且最終目標是達到凈零能源狀態(tài)。