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人們的視野。分布式能源能夠加速低碳化進程，但同時也帶有與生俱來的不穩(wěn)定性和不可預測性，這無疑為配電網(wǎng)的規(guī)劃、運營等帶來了挑戰(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)的先進性，通過多種方式幫助電網(wǎng)公司解決運行挑戰(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請求、天氣預報、電價、能源市場定價、相關(guān)規(guī)則約定等高度復雜和廣泛的數(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)、不能獨立運行的微電網(wǎng)，可以幫助一個或多個能源用戶實現(xiàn)能源優(yōu)化；可以獨立運行的微電網(wǎng)，則可以根據(jù)需要利用當?shù)氐姆植际劫Y源，增強一個或多個能源用戶的彈性；而始終離網(wǎng)獨立運行的微電網(wǎng)，則可以為偏遠地區(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行每小時預測，并進行經(jīng)濟性的優(yōu)化和調(diào)度。
而ecostruxure™微電網(wǎng)運營（emo）則有助于在所有電網(wǎng)條件下實時確保能源供應的彈性和穩(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™樓宇運營綜合解決方案，助力其成為了一個先進的碳中和及凈能源（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)、預測并優(yōu)化現(xiàn)場資源的運行，最終節(jié)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（ema）控制微電網(wǎng)中的電池儲能系統(tǒng)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(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 3.8 mwh，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，在推動能源脫碳化的同時，還能幫用戶實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效應的協(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)助力分布式能源應用的更多洞見。