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能效管理

告別缺水斷電,施耐德電氣微電網解決方案撬動能源新起點

  2020年01月20日  

  開山島是江蘇省連云港市境內的一座小島,位于我國黃海前哨,鄰近日本、韓國公海交界處,面積僅0.013平方公里,但正是這座在地圖上幾乎無法看到的小島,卻是軍事要塞連云港的前哨陣地,戰略位置十分重要。關于它的故事要從1986年說起,那時候島上沒有電沒有淡水,野草叢生,海風呼嘯,人跡罕至,條件極其艱苦。每當黑夜來臨就會漆黑一片,一盞煤油燈、一個煤炭爐、一臺收音機,就是守島人的全部家當。就是這樣惡劣的環境,一對夫妻卻毅然選擇前往這座小島成為它的守護者,他們就是“時代楷模”王繼才、王仕花夫婦,被人們親切地稱為“開山島上的夫妻哨”。

  2015年,為解決島上的電力和淡水供應問題,電力專家利用海島豐富的風、光、水等自然資源,開始在島上建設江蘇省內首個海島智能微電網工程。2019年6月,這個集光伏、風電、儲能和海水淡化為一體的,具有狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活的泛在電力物聯網特征的離網型海島智能微電網終于建成投運,開山島從此不再缺水缺電。

  這只是中國布局高可靠性智能低碳微電網項目的實踐之一。 伴隨著全球城市化進程的不斷推進,全球能源需求不斷增長,電網運營商和能源消費者對微電網的興趣與日俱增。今年8月,彭博新能源財經發布的《2019全球微電網市場展望》顯示,截至目前,全球已建成微電網項目367個,籌建中微電網項目217個,總裝機規模達8.4GW。其中,中國微電網安裝數量為35個,在全球裝機排名中位列第二。

  作為分布式發電與配電網連接的橋梁,微電網能夠對主電網形成有力的補充,在助力包括中國在內的國家能源轉型和電力體制改革方面,擔當重要角色。微電網通常以多種能源為基礎,可通過特定電力區域內的一個本地互聯能源系統提供切實可行的解決方案,并將負荷、分散的能源資源、電池儲存和控制能力結合在一起。

  作為全球能效管理和自動化領域數字化轉型的領導者,施耐德電氣基于EcoStruxure架構和平臺,在能效改革方面致力于研究智能能源系統的電力質量和配電問題,以便將更多的可再生能源融入微電網當中。目前,施耐德電氣在多個國際合作項目中為客戶提供微電網解決方案。例如,施耐德電氣與杜克能源合作,雙方為蒙哥馬利縣的公共安全總部和懲教機構部署兩個先進的微電網,每年將產生約330萬千瓦時太陽能,可以為400戶家庭供電。該微電網系統還包括740萬千瓦時熱電聯供。預計這兩座設施進行現場發電每年可減少3629噸溫室氣體排放量,確保蒙哥馬利縣民眾獲得更清潔、更可靠、更高效的電力。

  施耐德電氣全球的專家基于多年研究,認為微電網通過提供切實可用、易獲取的能源,使得能源可靠性、供電彈性、能源易獲取性、能源獨立性、綠色能源、能源安全、能源成本優化、能源靈活性得以提升,并提高了參與電力需求響應計劃或電網平衡計劃的能力,由此助力推動能源轉型。

  微電網構建分布式能源多樣化應用場景,無論是在離岸的海島、偏遠的邊疆無人地區,抑或是在人群密集的都市樓宇、社區、工廠,人們越來越多的看到分布式能源應用的場景。那么,微電網到底具有哪些“黑科技”?

  微電網能夠獨立于主電網,實現自給自足,從而提高供電彈性。例如在開山島,要是遇上臺風、暴雨等極端天氣,在光伏和風機不能正常使用的情況下,還有660千瓦時的儲能設備和50千瓦備用柴油發電機,他們儲存的電能足以保障島上人員3天的正常用電。

  微電網還能實現綠色能源的自消費,通過使用光伏、風力這些本地可再生能源來取代主電網或本地化石燃料發電機產生的全部或部分能源,以幫助減少與能源有關的溫室氣體排放。微電網在白天儲存可再生能源太陽能,并將儲存的電力用于太陽能無法獲取的夜間,以此來增加本地儲能,進而最大化利用這一資源。

  微電網可被視為一種靈活的分布式能源資產,整合可負擔的可再生能源,以提高安全性、減少排放和降低燃料成本。例如,在湯加島,目前約97%的發電量來自柴油發電機組。2012 年,該島使用了約12 兆升(320 萬加侖)的燃料發電,剩余僅3%的發電量來自光伏發電。微電網技術可以通過提供智慧能源和能源管理能力,優化本地發電、儲能和負荷管理計劃,參與電力需求響應計劃或電網平衡計劃,從而大幅改善上述情況,提高可再生能源的普及率。

  不僅如此,微電網可以大大加快智能電網在偏遠地區的部署,并提升對發展中國家的能源供應。部署智能電網是一項復雜的工程,需要對電網基礎設施進行大量調整,這將花費一定時間。微電網是可以展示智能分布式能源系統潛力的短期替代方案。在缺少能源網絡的發展中國家,當地可再生資源分散化的靈感,可能來自移動電話業務的擴展,因為此業務克服了大型基礎設施投資的障礙。與之類似,在短期內,微電網可以為能源生產和輸送提供切實可行的解決方案。

  微電網憑借能源可靠性、能源易獲取性、可再生能源發電的獨立性以及能源成本的優化等優勢,成為21世紀能源挑戰的解決方案之一。 施耐德電氣認為,現階段微電網的發展還難以預測,但未來,微電網將成為常態。微電網的應用在中國也正處于嘗試和發展階段,還將面臨著更多挑戰。施耐德電氣相信,緊跟國家的鼓勵發展政策,中國的微電網技術將會走上高速發展的道路。施耐德電氣愿意憑借自身的技術優勢和豐富實踐,為中國微電網建設項目的積極探索貢獻力量。

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