中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：如今，企業(yè)對(duì)微電網(wǎng)的興趣日益增加，此外，要用更好、更強(qiáng)大的數(shù)字工具來(lái)運(yùn)營(yíng)和維護(hù)資產(chǎn)，這必將導(dǎo)致微電網(wǎng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的創(chuàng)新。
如果能源行業(yè)在2017年獲得了什么樣的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，那就是能源系統(tǒng)非常容易受到颶風(fēng)、野火和其他自然災(zāi)害的影響和損害，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商應(yīng)該努力使電網(wǎng)更具彈性。
微電網(wǎng)這個(gè)概念已經(jīng)存在了幾十年，但現(xiàn)在人們才開(kāi)始承認(rèn)它可以提供的全部?jī)?yōu)勢(shì)。由于它們可以連接到規(guī)模較大的電網(wǎng)，能夠作為小型電網(wǎng)運(yùn)行。微電網(wǎng)可以部署在全球各地的城市或村莊，也可以部署在醫(yī)院、學(xué)校、警察局等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施周?chē)?
電力公司在電網(wǎng)中采用更多的分布式發(fā)電（DER），其中包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、儲(chǔ)能。圖中的圓圈代表微電網(wǎng)
如果市電電網(wǎng)發(fā)生停電，電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)商可以首先恢復(fù)微電網(wǎng)的電力，在需要時(shí)為關(guān)鍵設(shè)備提供電力。一旦微電網(wǎng)正常工作，機(jī)組人員就可以恢復(fù)市電電網(wǎng)的供電。
除了提供更多的彈性以外，微電網(wǎng)還帶來(lái)許整合更多的可再生能源的好處。
“如果你想讓可再生能源以高滲透率進(jìn)行，那么在微電網(wǎng)上做到這一點(diǎn)就容易多了?！蔽㈦娋W(wǎng)建模軟件制造商HOMER能源公司首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人Peter Lilienthal說(shuō)，“大型公用事業(yè)公司在整合20-30％的可再生能源方面做得很好，但在微型電網(wǎng)上，可以輕松做到80％。”
Lilienthal將微電網(wǎng)設(shè)計(jì)過(guò)程描述為三個(gè)階段。第一個(gè)階段是所有存在的東西是一個(gè)想法。他說(shuō)：“我認(rèn)為提供這個(gè)創(chuàng)意真的很有價(jià)值。微電網(wǎng)早期開(kāi)發(fā)過(guò)程就對(duì)系統(tǒng)提出了一些具體的概念，但效果并不好，因?yàn)樗麄兛赡苁清e(cuò)誤的?！?
HOMER能源公司的軟件已被193個(gè)國(guó)家的客戶(hù)所廣泛使用。 Lilienthal解釋說(shuō)，這是他在1992年在美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）工作時(shí)創(chuàng)建的軟件，然后于2009年創(chuàng)立HOMER能源公司，并將軟件實(shí)現(xiàn)私有化。其主要客戶(hù)包括世界銀行、通用電氣、卡特彼、ABB，以及特斯拉。
HOMER Pro電力負(fù)載配置文件界面
Lilienthal補(bǔ)充說(shuō)：“HOMER Pro的優(yōu)點(diǎn)在于提供一個(gè)折衷的方案。用戶(hù)的可再生能源或儲(chǔ)能空間越多，其所需要的備份發(fā)電機(jī)越少，而促成其折衷的因素就是經(jīng)濟(jì)性。該軟件結(jié)合了技術(shù)模擬，并用經(jīng)濟(jì)學(xué)進(jìn)行優(yōu)化，以便用戶(hù)可以評(píng)估這些折衷的解決方案?！?
“一旦用戶(hù)確定了自己的設(shè)計(jì)，就開(kāi)始為其微電網(wǎng)選擇元件?！盠ilienthal說(shuō)，“這是軟件發(fā)揮其重要作用的地方。我們稱(chēng)之為細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，用戶(hù)可以縮小選擇范圍，并能夠自行選擇特定的組件?！?
Lilienthal表示，HOMER能源公司正在與市場(chǎng)上所有主要的分布式能源（DER）供應(yīng)商合作，而該軟件可幫助用戶(hù)選擇組件。Lilienthal表示，雖然供應(yīng)商的產(chǎn)品能夠在組件列表中優(yōu)先安排，但該軟件不偏向于某些公司。
他說(shuō)：“人們總會(huì)聽(tīng)到，銷(xiāo)售人員需要花費(fèi)時(shí)間來(lái)教育潛在顧客。很多時(shí)候，這些客戶(hù)根本就不是潛在客戶(hù)，因?yàn)樗麄兛赡苷J(rèn)為并不能提供他們正在尋找的服務(wù)。我們需要通過(guò)教育潛在客戶(hù)為他們提供幫助?！?
Lilienthal說(shuō)，在第二階段，用戶(hù)將需要采和不同的軟件公司的產(chǎn)品，開(kāi)始考慮其他事項(xiàng)目，如適用的電纜，需要多少線(xiàn)纜，需要什么樣的保護(hù)設(shè)備等。
第三步也是最后一步，是施工階段，當(dāng)設(shè)計(jì)完成時(shí)，工程圖已經(jīng)制定出來(lái)，并且已經(jīng)聘請(qǐng)了一家公司進(jìn)行施工。而這個(gè)軟件不是該過(guò)程的一部分。
就完成微電網(wǎng)的運(yùn)行和維護(hù)（O＆M）而言，HOMER Pro軟件還沒(méi)有將其納入其中，盡管系統(tǒng)確實(shí)將計(jì)算維護(hù)因素考慮在內(nèi)。
“運(yùn)行和維護(hù)（O＆M）是軟件分析的一部分，因?yàn)槲覀冋谂档涂傮w擁有成本?！彼f(shuō)，“我們可以安排一整套維護(hù)計(jì)劃，微電網(wǎng)在工作一定的工作時(shí)間之后，需要進(jìn)行調(diào)整或大修。所以這是一個(gè)重要的考慮因素。”他表示，集成設(shè)計(jì)和運(yùn)維軟件是該公司未來(lái)想要做的事情。
用戶(hù)可以購(gòu)買(mǎi)該軟件的月度或年度許可證。Lilienthal說(shuō)，他們將提供一個(gè)3年的執(zhí)照。盡管一些公用事業(yè)公司使用這款軟件（例如澳大利亞的Horizon Power公司和美國(guó)夏威夷的Kauai Electric Coop公司），但這些軟件主要應(yīng)用于工程公司、設(shè)備供應(yīng)商、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商。
“我們發(fā)現(xiàn)，提供大型公用事業(yè)服務(wù)的公司對(duì)于創(chuàng)建小型公用事業(yè)并沒(méi)有什么興趣。”Lilienthal說(shuō)，“例如，一些島嶼的公用事業(yè)部署被人忽視，所以我們將為他們提供更多的幫助?！?
提供更大的規(guī)模
盡管HOMER公司的最佳選擇是100千瓦到10兆瓦之間的微電網(wǎng)，但現(xiàn)在與西門(mén)子電力系統(tǒng)仿真套件（PSS）集成的OpenUtilities應(yīng)用程序可用于任何規(guī)模的電網(wǎng)。
位于賓夕法尼亞州?？怂诡D市的Bentley系統(tǒng)公用事業(yè)公司業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Ton De Vries表示，如果微電網(wǎng)項(xiàng)目是一次性的小型系統(tǒng)，最好是進(jìn)行外包。
“如果微電網(wǎng)項(xiàng)規(guī)模真的很小，用戶(hù)最好將其外包給一家工程公司，但如果經(jīng)常實(shí)施或者是建設(shè)一個(gè)混合的微電網(wǎng)，并且用戶(hù)想繼續(xù)定期擴(kuò)展電網(wǎng)并修改或更換電網(wǎng)中的設(shè)備的話(huà)，那么應(yīng)該配備這個(gè)工具?！彼忉屨f(shuō)。
公用事業(yè)運(yùn)營(yíng)商可以使用Bentley公司的OpenUtilities等軟件來(lái)創(chuàng)建其電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的模型。該技術(shù)可用于在現(xiàn)有電網(wǎng)內(nèi)創(chuàng)建微電網(wǎng)，并提供決策支持工具，從而使分布式發(fā)電（DER）更有效地添加到現(xiàn)有電網(wǎng)。De Vries解釋說(shuō)，總體而言，傳統(tǒng)方法的過(guò)程可能會(huì)相當(dāng)漫長(zhǎng)。
他解釋說(shuō)：“這個(gè)過(guò)程需要一定時(shí)間，其中包括計(jì)劃部門(mén)進(jìn)行計(jì)算。我們提供給OpenUtilities的一個(gè)組件是一個(gè)決策支持工具，可以即時(shí)支持基于用戶(hù)技術(shù)參數(shù)的決策?！?
De Vries解釋說(shuō)，“用戶(hù)可以為電網(wǎng)上的組件設(shè)置公用事業(yè)的參數(shù)，然后在項(xiàng)目尋求許可時(shí)，通過(guò)提供擬議的分布式發(fā)電（DER）的地址，許可人將提供一個(gè)響應(yīng)。”
“如果太陽(yáng)能電池陣列或存儲(chǔ)系統(tǒng)等分布式發(fā)電項(xiàng)目的參數(shù)沒(méi)有超過(guò)公用事業(yè)的預(yù)定界限，那么項(xiàng)目就會(huì)向前發(fā)展。但是如果超過(guò)了，那么就必須到規(guī)劃部門(mén)或者工程部門(mén)進(jìn)行調(diào)查，以確定需要什么樣的修改?！盌e Vries說(shuō)。而這就是西門(mén)子公司發(fā)揮其作用的地方。
西門(mén)子和Bentley公司去年宣布，將Bentley公司在基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)建模和GIS方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與西門(mén)子公司在能源系統(tǒng)規(guī)劃和模擬方面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合。
De Vries解釋說(shuō)：“西門(mén)子帶來(lái)的是電力質(zhì)量。通過(guò)在OpenUtilities應(yīng)用程序中包含這些功能，我們從成本的角度為設(shè)計(jì)人員和工程師提供了服務(wù)，西門(mén)子從電源質(zhì)量的角度來(lái)優(yōu)化他們的設(shè)計(jì)?！?
這是使用微電網(wǎng)的典型案例。每個(gè)園區(qū)都有獨(dú)立的電源供應(yīng)，兩個(gè)園區(qū)都由一個(gè)主控制器控制，將它們從主電網(wǎng)中分離出來(lái)，并在這些電網(wǎng)內(nèi)部或之間直接供電
這些應(yīng)用程序讓公用事業(yè)公司不僅可以對(duì)整個(gè)電網(wǎng)進(jìn)行建模，還可以進(jìn)行仿真，看看電網(wǎng)邊緣的電力將如何整合到整個(gè)電網(wǎng)中。
De Vries表示：“分布式能源對(duì)電網(wǎng)邊緣的影響要求公用事業(yè)公司對(duì)電網(wǎng)邊緣的組件和電源更加謹(jǐn)慎。”
隨著微電網(wǎng)的設(shè)計(jì)并最終建成，為了查看使用OpenUtilities構(gòu)建的物理微電網(wǎng)的效果，工程師可以通過(guò)運(yùn)行仿真來(lái)優(yōu)化和確定，例如，他們?nèi)绾文芴岣呶㈦娋W(wǎng)的功率輸出，優(yōu)化檢修計(jì)劃，或優(yōu)化系統(tǒng)性能。
采用的障礙
De Vries承認(rèn)，盡管電力公司開(kāi)始接受數(shù)字化工具，但仍有一段路要走。他說(shuō)：“這是一個(gè)由需求驅(qū)動(dòng)的進(jìn)化過(guò)程，如今，電力公司需要管理很多事物，而一些公司正在采用數(shù)字化工具，但這些工具的結(jié)果往往是一個(gè)靜態(tài)模型，所以在數(shù)字化過(guò)程中，并不是創(chuàng)建一個(gè)數(shù)字化的資產(chǎn)表示管理和維護(hù)的形式?！?
Bentley公司致力于讓這個(gè)過(guò)程變得更加簡(jiǎn)單。De Vries 說(shuō)，“我們開(kāi)始提供完全托管于云端的這些功能，這意味著內(nèi)部IT工作和成本可以實(shí)現(xiàn)最小化，使公用事業(yè)部門(mén)能夠快速部署這些系統(tǒng)，并且快速獲得投資回報(bào)。”（中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)獨(dú)家編譯，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源）
