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让“社区”受益微电网的“里程碑”

作者:
来源:
中国能源网
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美国《POWER》高级副编辑达雷尔•普罗克特(Darrell Proctor)月初发文,报道了世界微电网发展成就事例。一个在澳大利亚,一个是非洲的索马里,说明太阳能+储能等组成的分布式可再生能源系统的广泛适应性和强大生命力……

澳大利亚一个偏远地区最近记录了一项重要的发电成就,因为该地区的所有电力都来自太阳能和电池储能。昂斯洛镇(Onslow)位于西澳大利亚州,得益于先进的微型智能电网技术确定的最佳时机和条件,只从镇上的太阳能资源支持电池储能系统(BESS),仅靠太阳能和储能供电箱供电就能维持约80分钟。这个项目是电网管理技术公司及其Sempra能源公司的子公司PXiSE能源解决方案公司与西澳大利亚地区电力供应商Horizon电力公司合作的一部分。

PXiSE正在为Horizon提供先进的微电网控制技术,以及分布式能源管理系统(DERMS),以管理Onslow的太阳能和传统能源。Onslow的电网运营商利用微电网控制技术和DERMS,决定何时只从Onslow镇的太阳能资源中获取能源。该镇居民在达到100%太阳能+储能里程碑中发挥了关键作用,超过40%的家庭拥有太阳能电池板给电网供电。

西澳大利亚州昂斯洛的太阳能组,与储能和微电网控制系统相组合,支持偏远社区供电和电网稳定。

PXiSE和Horizon吹嘘这个项目(上图)证明,各个社区完全可按太阳能+储能模式运营,使全球其他偏远社区获得更多的电力,并维持供电的可靠性。Onslow示范装置是这类配置的蓝图,其他团体正在设计类似的项目。德国 DHYBRID微电网技术公司6月底宣布一项太阳能+储能方案,支持索马里位于萨希尔地区首府、索马里港口城市贝贝拉(Berbera)当地的电网。

PXiSE公司总裁兼首席执行官帕特里克•李(Patrick Lee)说,“Horizon公司一直是微电网的领导者和最早采用者,因为它服务地区面积是美国加州的五倍,但都是位置偏远、孤立的社区。”他指出,Horizon公司的系统包括32个微电网。这个公用事业公司为整个偏远、孤立地区的11万多个家庭、社区和企业提供电力。

帕特里克•李告诉《POWER》,“担忧微电网系统的稳定性,限制了客户拥有太阳能资产的增加。”温度达到、超过40摄氏度(104华氏度)、阳光充足时,很难告诉客户,因为电网的限制,不能再增加他们的太阳能了。有增加更多可再生能源的指令时,Horizon公司的选择是扩建昂贵的基础设施,或添加分布式能源管理系统(DERMS)。后者用软件平衡传统能源资产与客户拥有的分布式能源资源(DER,如太阳能板等)。帕特里克•李说,DERMS提供解决方案,使集成到Onslow微电网的太阳能最大化,为Onslow和其他地方有更多可再生能源铺平道路。“对于能源控制技术和可再生能源,这是重要的里程碑,对全世界广泛适用。”

能源供应商,特别是关注各地更可靠电力的供应商,正在把先进微电网控制技术和DERMS看作一种方式,无需再遭遇电网稳定问题,可给社区提供更多可再生能源。Onslow项目花了两年时间,开始时Horizon 公司委托PXiSE配置DERMS和PXiSE自己的微电网控制器。现在Horizon公司的工程师们能实时监控Onslow的电网,管理该镇许多分布式太阳能资源和传统燃气发电机组发电。

100%太阳能+储能的成就是示范设施的组成部分。这个镇有260多个客户约700 kW的家庭太阳能;600 kW公用事业公司的太阳能;一个电站蓄电池储能系统构成的电网;还有地区变电所蓄电池支持的太阳能滤波(smoothing)。微电网控制技术和变电站的电源线路控制器协调,平稳地管理电力转移,确保频率和电压稳定。DERMS管理住宅太阳能,对太阳能/天气状态提供预测分析,通告转换标准。

这两家公司在一份声明中告诉《POWER》杂志,“这个突破是家庭屋顶和公用事业太阳能资产专用的,其中有不可调度的能源资产,而精确协调的就是储能资源、负荷以及天气预报,用来提供稳定、连续、高质量的上网电力。这个镇不需要从它以化石燃料为基础的发电装置提供电力,这个地区也没有任何水电。这种模式适用于想要实现100%可再生能源的任何地区。”

西澳大利亚州能源部长比尔•约翰斯顿(Bill Johnston)指出:“这个创新项目证明,分布式能源资源可在电网层面上安全地整合。”

Horizon公司首席执行官斯蒂芬妮•昂温(Stephanie Unwin)说,“可再生能源解决方案是首选,我们的能源未来有非常明确的目标。在Onslow开发的这个技术功能,继续引领该行业克服各种障碍,增加屋顶太阳能装置,已经证明这可降低我们所在地区客户的能源成本。”

帕特里克•李说,“这是能源控制技术和可再生能源的重要里程碑,对世界各地广泛适用。Onslow的DERMS和微电网控制器加长了无碳氢化合物的周期,证明某些社区有可能仅靠太阳能+电池储能就能运转。”

PXiSE公司产品和解决方案负责人何塞•卡兰扎(Jose Carranza)告诉《POWER》,“除了完全太阳能+电池示范装置的突破性里程碑之外,Onslow项目还有另外的几项技术成就。由于Onslow居民兴趣极大,拥有屋顶太阳能装置的人数上升了三倍。”

何塞•卡兰扎补充说,“整个11 MW的微电网服务的峰值负荷为4 MW,可再生能源资产包括一个1 MW的公用事业规模的太阳能组;260个、总计2.1 MW的住宅太阳能组;两个1 MW的电池储能系统;500 kWh的住宅电池。预期最近增加的太阳能资源,能减少55000 吉焦(GJ,gigajoule)的天然气消耗,降低每个人的能源成本,也减少CO2的排量。”Onslow的官员也说,作为可持续能源模式,这个项目适用于缺乏地热或水力发电资源的孤立社区和岛屿社区,证明偏远地区可以利用太阳能+储能模式,与客户和公用事业公司拥有的资产混合运营。

帕特里克•李说,“在Onslow案例中,有天然气和柴油发电装置补充太阳能,DERMS和微电网控制器帮助Horizon公司的工程师确定,最理想的是何时仅靠太阳能发电,对电网没有干扰。”“最近,工程师们把控制系统配置为仅通过太阳能组+电池给城镇供电,证明在世界各地偏远社区和岛屿,可再生能源占比极高与分布式能源资源运行的可行性。这不仅有可能加快大量可再生能源和分布式能源资源进入现有的电网,而且像太阳能等间歇性的可再生能源,与适量的储能搭配,采用最新的能源控制技术 ,也可成为独立运行的微电网上安全、可靠的能源。”

总部位于德国的DHYBRID公司,已在索马里港口城市贝贝拉安装了一个混合动力系统。该设计包括总共8MW太阳能发电能力,以及一个2 MWh的集装箱电池储能系统和三台柴油发电机。

DHYBRID公司在索马里的项目横跨也门的亚丁湾,包括两座太阳能光伏装置,发电能力为8 MW,以及一个2 MWh的集装箱锂离子电池储能系统和三台柴油发电机。这个系统与当地公用事业公司Berbera电力公司的电网相连。

DHYBRID是德国一家专门从事混合动力系统的公司,提供微电网监视和控制技术,包括其开源技术的通用电力平台,以及监控和数据采集系统。这个公司说,BESS可能是索马里迄今为止最大的电网,而且支持电网稳定。据这个公司说,这个微电网“提高了配电承载能力和发电效率”。DHYBRID说,增加这个微电网后,这个城市电网的功率因数提高了20%。

对贝贝拉来说,这是个重要项目,它的港口业务正在扩大,还在寻求整合新的太阳能发电能力、提高供电的可靠性的办法。DHYBRID公司首席执行官博姆(Benedikt Böhm)在一份声明中说,“电网上的各种发电装置,特别是涉及可再生能源时,必须持续协调。否则,电网频率和电压的问题将不可避免,因此不可能利用所有可用的电力。”“仅仅考虑可用的太阳能容量是不够的。有效的电网管理至关重要。”