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分布式能源控制

来源:控制工程网2015.08.29阅读 2179

  通过提前或延迟用电高峰的影响,在一定时期内移峰填谷可以有效的降低峰值负荷所带来的影响,直到供电系统能够容纳更多的负荷为止。如果负荷无法调节,则可以使用能源储存系统www.cechina.cn,一般情况下采用在非用电高峰期充电来改变用电负荷曲线。
  在工业或大型商业设施内,利用负荷的平移来降低用电高峰期间的电力需求,相应的减少能源成本,已经有了非常成功的应用经验。尽管该项技术正在获得更多的注意,但是由于各种各样的原因,在以往并没有获得足够的重视。它还能非常明显的改变对系统负荷的影响控制工程网版权所有,降低对机组容量的需求。
  可再生能源(主要是风能和太阳能)的发展,最近获得了指数式的增长。它们提供的是不稳定的电力供应,这主要是由于气象和大气条件所限。由于这些电力能源承担电网中的负荷比重越来越大,因此对电网电力质量的影响也日益显著。由这些可再生能源生产过程中所导致的不稳定波动,对系统维持瞬态以及动态稳定性不利。对可再生能源电力质量的关注包括电压瞬变、频率偏差以及谐波。
  能源存储系统可以将这些间歇式能源转换成具有相对统一、稳定的输出。这样控制工程网版权所有,能源存储系统能够帮助可再生能源和智能电网的大规模应用,从而实现能源利用效率和性能的最大化。
  降低成本
  能源存储系统的收益会随着峰值电力价格的变化而变化。例如, 2014年6月27日,从下午1点到4点,美国德州电力可靠性委员会(ERCOT)的定价在大约35美元/兆瓦时到1000美元/兆瓦时之间波动。如果在峰值时放电、波谷时充电,每兆瓦时可以节省965美元。对于用电大户来讲,每天可以节省上万美元。


■ 该简化的智能电网图给出了能源存储是如何允许可再生能源纳入到电网中www.cechina.cn,成为智能电网的重要部分的。在每个连接点,在不同区域的分配、传输和生产系统CONTROL ENGINEERING China版权所有,都有机会实现由智能电网技术提供的嵌入式智能、监视、控制、信息流的机会。图片来源:Triad Consulting Engineers公司

  电力质量的控制
  通过维持额定电压和频率值,能源存储系统可以提高输送给工厂的电力质量。快速和高效的储能装置,比如电池或超级电容,可以吸收或释放电能,帮助平抑公共电力负荷的瞬时波动。
  随着可再生能源的扩展,越来越有必要将不断变化、间歇式的电力输出转变成更稳定和可靠的电力供应。
  由于太阳能发电主要集中在日出和日落之间,因此很有可能发生这种情况:电源的生产和电网的峰值需求并不一致,在乌云蔽日、太阳能无法发电的时候,电网更需要与太阳能发电装置连接,以满足夜间高峰的电力需求。此外,太阳能发电量的上升代表着向电网输入越多,就会出现稳定性问题,这和那些广泛应用风能的地区所面临的问题有点类似。
  充分利用储能系统
  能源存储系统为最终用户保留着降低费用的希望,同时通过打时间差,改变电力生产的时间,将发电机接入到更高质量的可分配电力生产上。
  通过调节负荷,吸收电力峰值,在电力供应突然降低时注入电力,就地能源存储可以缓解由可再生能源生产输出所造成的电源波动。生产曲线的平缓可以为电网提供更稳定、可靠的电力来源。有些电力公司对连接到电网的发电设备有要求,这就需要通过能源存储的方式来调节电力生产的波形。
  能源存储系统的利用,可以帮助电力公司推迟承担基本负荷电站的升级改造,或者是延迟增加新的发电能力,因为增加新的发电能力会导致成本指数级的增加。
  目前应用的存储能源方式多种多样,取决于特定的应用和所需的系统特性。能源可以存储的形式有:电力式、机械式、热能或者化学存储系统,每一种都有其优点和适用场合。电力式存储是最常见的一种方式,一般为电池或电容。小到手表电池,大到数据存储中心最新式的锂电池,以及电力公司大规模的存储系统。
  据Navigant Research研究报告显示,2014年全球分布式储能系统收益达到4.52亿美元,预计到2024年将突破165亿美元。该机构高级研究员Anissa Dehamna解释说,“先进的化学电池技术的发展,包括锂离子、液流电池、铅酸电池和其它新一代化学电池,将促进分布式储能系统的迅速发展。这些先进的电池技术将有助于满足分布式太阳能光伏发电、电动汽车、充电桩和家用能源网络的需求。”不过,高成本、软件和控制系统以及专业的集成技术是分布式储能系统发展所面临的几个难题。
  智能电网的发展趋势
  了解了什么地方需要电力、需要多少电力,智能电网就可以实时调整电力负荷的分配。那么,智能电网未来有哪些新的发展趋势呢?下面几位专家分享了他们的看法。
  建筑物日益成为电网非常重要的一部分,因为它们在不断的部署自己的发电机、存储和能源管理系统。Milsoft Utility Solutions智能电网战略总监Steven Collier认为,这种趋势的原因包括经济性、可靠性、安全性、可持续性、独立性等方面,这样可以使其获得最大的收益。智能建筑物将不再仅仅接受智能电网的服务,而逐步成为其不可分割的一部分。
  KJWW公司电气工程师Chris Edward也认为: 商业建筑物开始有与电网直接通讯的需求。公用设施公司已经开始使用智能电网技术来对系统进行现代化升级改造,提供更高的可靠性,而这正是监管层所鼓励的。动态或实时价格将会有助于公用设施公司和独立的系统运营商,根据每天发电的实际成本来对客户收费。
  西门子电力技术国际业务拓展经理John Cooper坦言,过去几十年,电网极力寻找某种方式,将客户纳入到需求响应程序中去。在该程序中,当客户使用电力来缓解电网在经济性、稳定性以及可持续性等方面不断增加的问题时,他们自身也会发生改变。由于商业建筑物的业主/运营商在经济性、可靠性、安全性服务质量和可持续性等方面日益不满,于是他们就开始投入自己的能源生产、存储和管理系统。
  分布式系统的可靠性和不断提高的能源输送效率是智能电网技术应用的推动力。Affiliated Engineers公司首席工程师Kevin Krause谈到,提高的电力可靠性来自于和客户计量仪表之间更好的通讯,这些仪表在公用设施停机、低电压、或者是电力质量较差时发出报警。通过对公用设施的监视控制和数据采集系统(SCADA),可以识别并隔离这些异常现象。(作者:Robert C. Corson)

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