今天，伴隨著能源轉(zhuǎn)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(wěn)定性和不可預(yù)測(cè)性，這無(wú)疑為配電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)營(yíng)等帶來(lái)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(jià)值、加速落地應(yīng)用的有力途徑。
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能源轉(zhuǎn)型趨勢(shì)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(xiàn)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(yīng)用，使微電網(wǎng)內(nèi)的終端用戶(hù)受益。
對(duì)于電網(wǎng)公司而言，一直以來(lái)其面臨的最重大挑戰(zhàn)之一，就是分布式能源帶來(lái)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(lái)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(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(yùn)行挑戰(zhàn)，并使分布式能源的價(jià)值實(shí)現(xiàn)最大化。
而對(duì)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(xù)性。這就需要有效地收集關(guān)于能源用戶(hù)需求響應(yīng)請(qǐng)求、天氣預(yù)報(bào)、電價(jià)、能源市場(chǎng)定價(jià)、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(lái)優(yōu)化能源賬單，同時(shí)利用現(xiàn)場(chǎng)可用的和可預(yù)測(cè)的柔性來(lái)減少碳足跡。
其次，無(wú)論面對(duì)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(dú)立運(yùn)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(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(gè)或多個(gè)能源用戶(hù)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(hù)或配電網(wǎng)難以延伸到的地區(qū)提供服務(wù)。先進(jìn)的實(shí)時(shí)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(jì)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(cè)的太陽(yáng)能光伏、固定電池儲(chǔ)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(chǔ)方式。基于人工智能的解決方案可以使用建筑和電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，優(yōu)化微電網(wǎng)設(shè)計(jì)。
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(yùn)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(yù)測(cè)并優(yōu)化在何時(shí)消耗、生產(chǎn)、儲(chǔ)存或出售能源，還能夠?qū)Ψ植际侥茉催M(jìn)行每小時(shí)預(yù)測(cè)，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(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(yīng)的彈性和穩(wěn)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(tǒng)、高級(jí)配電管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)收集相關(guān)數(shù)據(jù)。
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(yīng)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(xiàng)目，并利用“能源即服務(wù)”類(lèi)型的解決方案持續(xù)推動(dòng)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(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(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(chǔ)能的微電網(wǎng)解決方案，它們可以收集數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)并優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)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(wèn)（EMA）控制微電網(wǎng)中的電池儲(chǔ)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(shí)，這一系統(tǒng)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(zhǎng)idl提供了一個(gè)新的收入來(lái)源。
無(wú)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(chǎng)有限公司構(gòu)建了能源微電網(wǎng)，這也是澳大利亞首個(gè)與現(xiàn)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(guó)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(chǔ)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(wèn)（EMA），可以提前24小時(shí)預(yù)測(cè)需求和電力現(xiàn)貨市場(chǎng)定價(jià)。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(chǎng)有限公司可以確定在什么時(shí)候?qū)﹄姵貎?chǔ)能系統(tǒng)充放電最具經(jīng)濟(jì)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 3.8 MWh，并將在 10 年內(nèi)凈節(jié)省 430 萬(wàn)美元。
圖片施耐德電氣助力南澳大利亞農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)有限公司向全國(guó)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(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(dòng)能源脫碳化的同時(shí)，還能幫用戶(hù)實(shí)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(jià)值驅(qū)動(dòng)的電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理指南》的白皮書(shū)，點(diǎn)擊“閱讀原文”下載白皮書(shū)，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(jiàn)。 |
