今天,伴隨著(zhù)能源轉型的步伐加速,分布式能源正在越來(lái)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(shí)也帶有與生俱來(lái)的不穩定性和不可預測性,這無(wú)疑為配電網(wǎng)的規劃、運營(yíng)等帶來(lái)了挑戰。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(jià)值、加速落地應用的有力途徑。

能源轉型趨勢下,光伏發(fā)電等分布式能源日益迎來(lái)加速發(fā)展

利用微電網(wǎng)實(shí)現分布式能源價(jià)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(hù)和電網(wǎng)公司提供與分布式能源相關(guān)聯(lián)的價(jià)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)化分布式能源的應用,使微電網(wǎng)內的終端用戶(hù)受益。

對于電網(wǎng)公司而言,一直以來(lái)其面臨的最重大挑戰之一,就是分布式能源帶來(lái)的運行限制,它有可能損害系統的穩定性。要解決分布式能源帶來(lái)的影響,需要足夠的數據和技術(shù)能力,從而減輕影響以保持系統的高可靠性,并使分布式能源得以凸顯其價(jià)值。

在這方面,微電網(wǎng)可以利用其技術(shù)的先進(jìn)性,通過(guò)多種方式幫助電網(wǎng)公司解決運行挑戰,并使分布式能源的價(jià)值實(shí)現最大化。

而對于用戶(hù)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(shí)減少排放以提高可持續性。這就需要有效地收集關(guān)于能源用戶(hù)需求響應請求、天氣預報、電價(jià)、能源市場(chǎng)定價(jià)、相關(guān)規則約定等高度復雜和廣泛的數據。優(yōu)化算法使微電網(wǎng)能夠利用電力合同來(lái)優(yōu)化能源賬單,同時(shí)利用現場(chǎng)可用的和可預測的柔性來(lái)減少碳足跡。

其次,無(wú)論面對怎樣的電網(wǎng)配置,微電網(wǎng)解決方案都能提供價(jià)值。始終聯(lián)網(wǎng)、不能獨立運行的微電網(wǎng),可以幫助一個(gè)或多個(gè)能源用戶(hù)實(shí)現能源優(yōu)化；可以獨立運行的微電網(wǎng),則可以根據需要利用當地的分布式資源,增強一個(gè)或多個(gè)能源用戶(hù)的彈性；而始終離網(wǎng)獨立運行的微電網(wǎng),則可以為偏遠地區的能源用戶(hù)或配電網(wǎng)難以延伸到的地區提供服務(wù)。先進(jìn)的實(shí)時(shí)微電網(wǎng)/電網(wǎng)控制系統可以確保離網(wǎng)期間的業(yè)務(wù)連續性和電力系統穩定性。

最后,在微電網(wǎng)設計階段,數字孿生可以幫助優(yōu)化微電網(wǎng)中分布式能源的規模,包括現有和可預測的太陽(yáng)能光伏、固定電池儲能,以及“電動(dòng)汽車(chē)到建筑 (V2B)”和“車(chē)輛到電網(wǎng) (V2G)”等存儲方式。基于人工智能的解決方案可以使用建筑和電網(wǎng)運行的實(shí)時(shí)數據,優(yōu)化微電網(wǎng)設計。

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(wèn)(EMA)和EcoStruxure™微電網(wǎng)運營(yíng)(EMO)這兩種主要的微電網(wǎng)解決方案。其中,EcoStruxure™微電網(wǎng)顧問(wèn)(EMA)可以每小時(shí)預測并優(yōu)化在何時(shí)消耗、生產(chǎn)、儲存或出售能源,還能夠對分布式能源進(jìn)行每小時(shí)預測,并進(jìn)行經(jīng)濟性的優(yōu)化和調度。

而EcoStruxure™微電網(wǎng)運營(yíng)(EMO)則有助于在所有電網(wǎng)條件下實(shí)時(shí)確保能源供應的彈性和穩定性。EMO 通過(guò)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、高級配電管理系統和數據采集與監控系統來(lái)收集相關(guān)數據。

這兩個(gè)解決方案協(xié)同工作,可以有力地幫助能源用戶(hù)開(kāi)發(fā)微電網(wǎng)應用。至今,施耐德電氣已經(jīng)交付了300多個(gè)微電網(wǎng)和控制項目,并利用“能源即服務(wù)”類(lèi)型的解決方案持續推動(dòng)微電網(wǎng)的應用。

從北歐到南澳,微電網(wǎng)助力分布式能源成功應用

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™樓宇運營(yíng)綜合解決方案,助力其成為了一個(gè)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與微電網(wǎng)相結合的綜合解決方案、先進(jìn)的制冷供暖管理系統,以及帶儲能的微電網(wǎng)解決方案,它們可以收集數據、預測并優(yōu)化現場(chǎng)資源的運行,最終節省了高達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(wèn)(EMA)控制微電網(wǎng)中的電池儲能系統和發(fā)電機組,為電網(wǎng)提供頻率支持。當電網(wǎng)頻率偏離規定的限制時(shí),這一系統會(huì )給電池充電以降低頻率,或給電池放電以提高頻率,從而為L(cháng)idl提供了一個(gè)新的收入來(lái)源。

無(wú)獨有偶,在澳大利亞,施耐德電氣同樣助力南澳大利亞農產(chǎn)品市場(chǎng)有限公司構建了能源微電網(wǎng),這也是澳大利亞首個(gè)與現貨市場(chǎng)連接的能源微電網(wǎng)。這一微電網(wǎng)不僅能滿(mǎn)足該公司的全部能源需求,還可以向國家電力市場(chǎng)輸出電力。

這個(gè)耗資1050萬(wàn)美元打造的微電網(wǎng),包括了6400多個(gè)太陽(yáng)能電池板和25個(gè)特斯拉電池儲能系統(BESS),其控制系統采用了施耐德電氣EcoStruxure™微電網(wǎng)顧問(wèn)(EMA),可以提前24小時(shí)預測需求和電力現貨市場(chǎng)定價(jià)。利用軟件提供的數據分析,南澳大利亞農產(chǎn)品市場(chǎng)有限公司可以確定在什么時(shí)候對電池儲能系統充放電最具經(jīng)濟價(jià)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年內凈節省430萬(wàn)美元。

施耐德電氣助力南澳大利亞農產(chǎn)品市場(chǎng)有限公司向全國電力市場(chǎng)輸出電力

由此可見(jiàn),在分布式能源迎來(lái)新發(fā)展機遇的今天,微電網(wǎng)可以成為助力分布式能源加速落地應用的有力途徑,在推動(dòng)能源脫碳化的同時(shí),還能幫用戶(hù)實(shí)現經(jīng)濟效益和環(huán)境效應的協(xié)調發(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,讓分布式能源繼續加速啟航。

近期,施耐德電氣推出了題為《價(jià)值驅動(dòng)的電網(wǎng)數據管理指南》的白皮書(shū),點(diǎn)擊鏈接:https://www.schneider-electric.cn/zh/download/document/ECATA_Power_Grid_220402/

下載白皮書(shū),獲取以微電網(wǎng)系統助力分布式能源應用的更多洞見(jiàn)。