今天,伴隨著能源轉(zhuǎn)型的步伐加速,分布式能源正在越來越多地走進(jìn)人們的視野。分布式能源能夠加速低碳化進(jìn)程,但同時也帶有與生俱來的不穩(wěn)定性和不可預(yù)測性,這無疑為配電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)營等帶來了挑戰(zhàn)。今天,在這一需求面前,微電網(wǎng)正成為助力分布式能源發(fā)揮價值、加速落地應(yīng)用的有力途徑。
能源轉(zhuǎn)型趨勢下,光伏發(fā)電等分布式能源日益迎來加速發(fā)展
利用微電網(wǎng)實現(xiàn)分布式能源價值最大化
作為一種靈活、智能的新興技術(shù),微電網(wǎng)可以為終端用戶和電網(wǎng)公司提供與分布式能源相關(guān)聯(lián)的價值。一方面,微電網(wǎng)可以整合分布式能源,為電網(wǎng)提供柔性支撐;另一方面,微電網(wǎng)也可以幫助優(yōu)化分布式能源的應(yīng)用,使微電網(wǎng)內(nèi)的終端用戶受益。
對于電網(wǎng)公司而言,一直以來其面臨的最重大挑戰(zhàn)之一,就是分布式能源帶來的運(yùn)行限制,它有可能損害系統(tǒng)的穩(wěn)定性。要解決分布式能源帶來的影響,需要足夠的數(shù)據(jù)和技術(shù)能力,從而減輕影響以保持系統(tǒng)的高可靠性,并使分布式能源得以凸顯其價值。
在這方面,微電網(wǎng)可以利用其技術(shù)的先進(jìn)性,通過多種方式幫助電網(wǎng)公司解決運(yùn)行挑戰(zhàn),并使分布式能源的價值實現(xiàn)最大化。
而對于用戶而言,首先,基于人工智能的解決方案可以更好地管理能源使用和成本,同時減少排放以提高可持續(xù)性。這就需要有效地收集關(guān)于能源用戶需求響應(yīng)請求、天氣預(yù)報、電價、能源市場定價、相關(guān)規(guī)則約定等高度復(fù)雜和廣泛的數(shù)據(jù)。優(yōu)化算法使微電網(wǎng)能夠利用電力合同來優(yōu)化能源賬單,同時利用現(xiàn)場可用的和可預(yù)測的柔性來減少碳足跡。
其次,無論面對怎樣的電網(wǎng)配置,微電網(wǎng)解決方案都能提供價值。始終聯(lián)網(wǎng)、不能獨(dú)立運(yùn)行的微電網(wǎng),可以幫助一個或多個能源用戶實現(xiàn)能源優(yōu)化;可以獨(dú)立運(yùn)行的微電網(wǎng),則可以根據(jù)需要利用當(dāng)?shù)氐姆植际劫Y源,增強(qiáng)一個或多個能源用戶的彈性;而始終離網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行的微電網(wǎng),則可以為偏遠(yuǎn)地區(qū)的能源用戶或配電網(wǎng)難以延伸到的地區(qū)提供服務(wù)。先進(jìn)的實時微電網(wǎng)/電網(wǎng)控制系統(tǒng)可以確保離網(wǎng)期間的業(yè)務(wù)連續(xù)性和電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。
最后,在微電網(wǎng)設(shè)計階段,數(shù)字孿生可以幫助優(yōu)化微電網(wǎng)中分布式能源的規(guī)模,包括現(xiàn)有和可預(yù)測的太陽能光伏、固定電池儲能,以及“電動汽車到建筑 (V2B)”和“車輛到電網(wǎng) (V2G)”等存儲方式?；谌斯ぶ悄艿慕鉀Q方案可以使用建筑和電網(wǎng)運(yùn)行的實時數(shù)據(jù),優(yōu)化微電網(wǎng)設(shè)計。
微電網(wǎng)解決方案:EMA與EMO的雙劍合璧
在這方面,施耐德電氣可以提供EcoStruxure™微電網(wǎng)顧問(EMA)和EcoStruxure™微電網(wǎng)運(yùn)營(EMO)這兩種主要的微電網(wǎng)解決方案。其中,EcoStruxure™微電網(wǎng)顧問(EMA)可以每小時預(yù)測并優(yōu)化在何時消耗、生產(chǎn)、儲存或出售能源,還能夠?qū)Ψ植际侥茉催M(jìn)行每小時預(yù)測,并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)化和調(diào)度。
而EcoStruxure™微電網(wǎng)運(yùn)營(EMO)則有助于在所有電網(wǎng)條件下實時確保能源供應(yīng)的彈性和穩(wěn)定性。EMO 通過使用各種通信協(xié)議(Modbus TCP IP、IEC 61850、DNP3、IEC 101 和 IEC 104)連接施耐德電氣或第三方的能源管理系統(tǒng)、高級配電管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)來收集相關(guān)數(shù)據(jù)。
這兩個解決方案協(xié)同工作,可以有力地幫助能源用戶開發(fā)微電網(wǎng)應(yīng)用。至今,施耐德電氣已經(jīng)交付了300多個微電網(wǎng)和控制項目,并利用“能源即服務(wù)”類型的解決方案持續(xù)推動微電網(wǎng)的應(yīng)用。
從北歐到南澳,微電網(wǎng)助力分布式能源成功應(yīng)用
在芬蘭,施耐德電氣為歐洲零售巨頭Lidl的芬蘭物流中心提供了施耐德電氣EcoStruxure™微電網(wǎng)和EcoStruxure™樓宇運(yùn)營綜合解決方案,助力其成為了一個先進(jìn)的碳中和及凈能源(產(chǎn)生的電力和能源多于消耗量)配送中心。
這一系列解決方案包括了將綜合樓宇管理系統(tǒng)與微電網(wǎng)相結(jié)合的綜合解決方案、先進(jìn)的制冷供暖管理系統(tǒng),以及帶儲能的微電網(wǎng)解決方案,它們可以收集數(shù)據(jù)、預(yù)測并優(yōu)化現(xiàn)場資源的運(yùn)行,最終節(jié)省了高達(dá)70%的能源成本。
作為物流中心解決方案的一部分,EcoStruxure™微電網(wǎng)顧問(EMA)控制微電網(wǎng)中的電池儲能系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)組,為電網(wǎng)提供頻率支持。當(dāng)電網(wǎng)頻率偏離規(guī)定的限制時,這一系統(tǒng)會給電池充電以降低頻率,或給電池放電以提高頻率,從而為Lidl提供了一個新的收入來源。
無獨(dú)有偶,在澳大利亞,施耐德電氣同樣助力南澳大利亞農(nóng)產(chǎn)品市場有限公司構(gòu)建了能源微電網(wǎng),這也是澳大利亞首個與現(xiàn)貨市場連接的能源微電網(wǎng)。這一微電網(wǎng)不僅能滿足該公司的全部能源需求,還可以向國家電力市場輸出電力。
這個耗資1050萬美元打造的微電網(wǎng),包括了6400多個太陽能電池板和25個特斯拉電池儲能系統(tǒng)(BESS),其控制系統(tǒng)采用了施耐德電氣EcoStruxure™微電網(wǎng)顧問(EMA),可以提前24小時預(yù)測需求和電力現(xiàn)貨市場定價。利用軟件提供的數(shù)據(jù)分析,南澳大利亞農(nóng)產(chǎn)品市場有限公司可以確定在什么時候?qū)﹄姵貎δ芟到y(tǒng)充放電最具經(jīng)濟(jì)價值。不僅如此,這一微電網(wǎng)每年還將減少32%的溫室氣體排放,將南澳大利亞電網(wǎng)的年最大需求量減少3.8MWh,并將在10年內(nèi)凈節(jié)省430萬美元。
施耐德電氣助力南澳大利亞農(nóng)產(chǎn)品市場有限公司向全國電力市場輸出電力
由此可見,在分布式能源迎來新發(fā)展機(jī)遇的今天,微電網(wǎng)可以成為助力分布式能源加速落地應(yīng)用的有力途徑,在推動能源脫碳化的同時,還能幫用戶實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效應(yīng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。今后,我們期待以施耐德電氣EMA與EMO為代表的微電網(wǎng)解決方案不斷發(fā)展和普及,讓分布式能源繼續(xù)加速啟航。
近期,施耐德電氣推出了題為《價值驅(qū)動的電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理指南》的白皮書,點擊鏈接:https://www.schneider-electric.cn/zh/download/document/ECATA_Power_Grid_220402/
下載白皮書,獲取以微電網(wǎng)系統(tǒng)助力分布式能源應(yīng)用的更多洞見。
