中國儲能網(wǎng)訊：如今，企業(yè)對微電網(wǎng)的興趣日益增加，此外，要用更好、更強大的數(shù)字工具來運營和維護資產(chǎn)，這必將導(dǎo)致微電網(wǎng)設(shè)計領(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)運營商應(yīng)該努力使電網(wǎng)更具彈性。
微電網(wǎng)這個概念已經(jīng)存在了幾十年，但現(xiàn)在人們才開始承認它可以提供的全部優(yōu)勢。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)施周圍。
電力公司在電網(wǎng)中采用更多的分布式發(fā)電（DER），其中包括太陽能、風(fēng)能、儲能。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)的運營商可以首先恢復(fù)微電網(wǎng)的電力，在需要時為關(guān)鍵設(shè)備提供電力。一旦微電網(wǎng)正常工作，機組人員就可以恢復(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行，那么在微電網(wǎng)上做到這一點就容易多了?！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，“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)計過程描述為三個階段。第一個階段是所有存在的東西是一個想法。他說：“我認為提供這個創(chuàng)意真的很有價值。微電網(wǎng)早期開發(fā)過程就對系統(tǒng)提出了一些具體的概念，但效果并不好，因為他們可能是錯誤的?！?
HOMER能源公司的軟件已被193個國家的客戶所廣泛使用。 Lilienthal解釋說，這是他在1992年在美國國家可再生能源實驗室（NREL）工作時創(chuàng)建的軟件，然后于2009年創(chuàng)立HOMER能源公司，并將軟件實現(xiàn)私有化。其主要客戶包括世界銀行、通用電氣、卡特彼、ABB，以及特斯拉。
HOMER Pro電力負載配置文件界面
Lilienthal補充說：“HOMER Pro的優(yōu)點在于提供一個折衷的方案。用戶的可再生能源或儲能空間越多，其所需要的備份發(fā)電機越少，而促成其折衷的因素就是經(jīng)濟性。該軟件結(jié)合了技術(shù)模擬，并用經(jīng)濟學(xué)進行優(yōu)化，以便用戶可以評估這些折衷的解決方案?！?
“一旦用戶確定了自己的設(shè)計，就開始為其微電網(wǎng)選擇元件?！盠ilienthal說，“這是軟件發(fā)揮其重要作用的地方。我們稱之為細節(jié)設(shè)計，用戶可以縮小選擇范圍，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：“人們總會聽到，銷售人員需要花費時間來教育潛在顧客。很多時候，這些客戶根本就不是潛在客戶，因為他們可能認為并不能提供他們正在尋找的服務(wù)。我們需要通過教育潛在客戶為他們提供幫助?！?
Lilienthal說，在第二階段，用戶將需要采和不同的軟件公司的產(chǎn)品，開始考慮其他事項目，如適用的電纜，需要多少線纜，需要什么樣的保護設(shè)備等。
第三步也是最后一步，是施工階段，當(dāng)設(shè)計完成時，工程圖已經(jīng)制定出來，并且已經(jīng)聘請了一家公司進行施工。而這個軟件不是該過程的一部分。
就完成微電網(wǎng)的運行和維護（O＆M）而言，HOMER Pro軟件還沒有將其納入其中，盡管系統(tǒng)確實將計算維護因素考慮在內(nèi)。
“運行和維護（O＆M）是軟件分析的一部分，因為我們正在努力降低總體擁有成本?！彼f，“我們可以安排一整套維護計劃，微電網(wǎng)在工作一定的工作時間之后，需要進行調(diào)整或大修。所以這是一個重要的考慮因素?！彼硎荆稍O(shè)計和運維軟件是該公司未來想要做的事情。
用戶可以購買該軟件的月度或年度許可證。Lilienthal說，他們將提供一個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、項目開發(fā)商。
“我們發(fā)現(xiàn)，提供大型公用事業(yè)服務(wù)的公司對于創(chuàng)建小型公用事業(yè)并沒有什么興趣?！盠ilienthal說，“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)。
位于賓夕法尼亞州埃克斯頓市的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)項目是一次性的小型系統(tǒng)，最好是進行外包。
“如果微電網(wǎng)項規(guī)模真的很小，用戶最好將其外包給一家工程公司，但如果經(jīng)常實施或者是建設(shè)一個混合的微電網(wǎng)，并且用戶想繼續(xù)定期擴展電網(wǎng)并修改或更換電網(wǎng)中的設(shè)備的話，那么應(yīng)該配備這個工具?！彼忉屨f。
公用事業(yè)運營商可以使用Bentley公司的OpenUtilities等軟件來創(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，總體而言，傳統(tǒng)方法的過程可能會相當(dāng)漫長。
他解釋說：“這個過程需要一定時間，其中包括計劃部門進行計算。我們提供給OpenUtilities的一個組件是一個決策支持工具，可以即時支持基于用戶技術(shù)參數(shù)的決策。”
De Vries解釋說，“用戶可以為電網(wǎng)上的組件設(shè)置公用事業(yè)的參數(shù)，然后在項目尋求許可時，通過提供擬議的分布式發(fā)電（DER）的地址，許可人將提供一個響應(yīng)?！?
“如果太陽能電池陣列或存儲系統(tǒng)等分布式發(fā)電項目的參數(shù)沒有超過公用事業(yè)的預(yù)定界限，那么項目就會向前發(fā)展。但是如果超過了，那么就必須到規(guī)劃部門或者工程部門進行調(diào)查，以確定需要什么樣的修改?！盌e Vries說。而這就是西門子公司發(fā)揮其作用的地方。
西門子和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方面的專業(yè)知識與西門子公司在能源系統(tǒng)規(guī)劃和模擬方面的知識和經(jīng)驗相結(jié)合。
De Vries解釋說：“西門子帶來的是電力質(zhì)量。通過在OpenUtilities應(yīng)用程序中包含這些功能，我們從成本的角度為設(shè)計人員和工程師提供了服務(wù)，西門子從電源質(zhì)量的角度來優(yōu)化他們的設(shè)計。”
這是使用微電網(wǎng)的典型案例。每個園區(qū)都有獨立的電源供應(yīng)，兩個園區(qū)都由一個主控制器控制，將它們從主電網(wǎng)中分離出來，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)公司不僅可以對整個電網(wǎng)進行建模，還可以進行仿真，看看電網(wǎng)邊緣的電力將如何整合到整個電網(wǎng)中。
De Vries表示：“分布式能源對電網(wǎng)邊緣的影響要求公用事業(yè)公司對電網(wǎng)邊緣的組件和電源更加謹慎。”
隨著微電網(wǎng)的設(shè)計并最終建成，為了查看使用OpenUtilities構(gòu)建的物理微電網(wǎng)的效果，工程師可以通過運行仿真來優(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)化檢修計劃，或優(yōu)化系統(tǒng)性能。
采用的障礙
De Vries承認，盡管電力公司開始接受數(shù)字化工具，但仍有一段路要走。他說：“這是一個由需求驅(qū)動的進化過程，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)果往往是一個靜態(tài)模型，所以在數(shù)字化過程中，并不是創(chuàng)建一個數(shù)字化的資產(chǎn)表示管理和維護的形式。”
Bentley公司致力于讓這個過程變得更加簡單。De Vries 說，“我們開始提供完全托管于云端的這些功能，這意味著內(nèi)部IT工作和成本可以實現(xiàn)最小化，使公用事業(yè)部門能夠快速部署這些系統(tǒng)，并且快速獲得投資回報。”（中國儲能網(wǎng)獨家編譯，轉(zhuǎn)載請注明來源）
