原創 譯者AG 輸配電世界
由ABB提供。
去年是[美國]停電次數和停電持續時間創紀錄的一年。在加利福尼亞州，發生了大量的野火和極端天氣，增加了火災的危險。[PG&E]采取了多次持續時間很長的公共安全電源關閉(public safety power shutoff, PSPS)響應，對電力用戶來講，這并不令人滿意。在全球范圍內，極端天氣事件導致了創紀錄數量的風暴，同樣是許多長時間停電的原因。
跟蹤電力服務中斷的幾個小組指出，2018年非常糟糕，2019年可能會超過2018年。所有事實似乎都表明，這些極端事件正在成為新常態，要做好準備。那么如何做才能保持電力持續穩定呢?這個問題對監管者、公用事業甚至客戶來說都是個真正棘手的問題。
在某些地區，住宅客戶一直在購買便攜式發電機，但是他們需要恒定的燃料來源。更合適的是分布式能源(DER)技術。分布式能源引起了公用事業公司的關注，他們可以在緊急狀態下提供電力，但是仍有一些法規和技術問題需要解決。誰來支付設備費用，它將如何進入基本電價、分布式能源系統如何與公用事業公司的控制和保護系統很好地配合，等等?
不斷涌現的解決方案
2018年，聯邦愛迪生公司(ComEd)獲得了伊利諾伊州商業委員會的批準，與正在進行的Bronzeville社區微電網(BCM)合作開發了第一個公用事業微電網集群。聯邦愛迪生公司表示，該社區微電網包含分布式能源技術，例如電池儲能系統、光伏(PV)太陽能電池板和可控發電。能源部為該項目提供了三筆資助。該項目結合了城市微電網所需的多種創新技術的部署，包括開發具有聯網功能的智能逆變器。
商業和工業客戶對分布式能源技術的興趣日益濃厚，這些技術可以在發生斷電時迅速解決問題。由柴油發電機、天然氣發電機、燃料電池、液流電池等驅動的微電網在列表中居首位，但太陽能似乎是首選技術。畢竟，太陽提供了燃料，并且沒有活動部件。
消費者傾向于使用簡單易用的技術。光伏面板絕對簡單易用。隨著價格的下降，消費者也可以使用各種各樣的光伏系統。每個周末去任何一家大型家庭裝潢商店，都有眾多的光伏銷售人員充斥過道，向客戶信誓旦旦地保證緊急供電或削減電費。
但是，這些系統并不是微電網，因為在失去與電網的連接時，這些設施并不能夠工作。重要的一點是，這些設備已被我們的客戶所接受，但是當電源不可用時，必須對其進行修改使其成為有用的解決方案。
在所有關于微電網的討論中，設備究竟是什么?IEEE(電氣與電子工程師協會)將微電網定義為“一組相互連接的負載和分布式能源，有著明確的電氣邊界，它們相對于電網充當單個可控實體。” 此外“微電網可以與電網連接或斷開連接，以使其能夠在并網或孤島模式下運行。”
有趣的是，微電網產品——移動微電網最近成為新的熱點。該設備在任何意義上都是微電網，而且是便攜式的。可移動微電網的概念已經存在了很多年，但是由于關于微網的信息都集中在對長時間停電的處理，因此它引起了人們的注意。
移動微電網歷史
在偏遠地區的軍事部署是便攜式電源系統的首批應用，而自包含的微電網非常有意義。需要一種可靠的電源系統，可以將其包裝在運輸容器中并快速部署。這種安排成為可移動微電網的基礎。
微電網控制系統，由ABB提供。
不管開發可移動微電網的目的是什么，它都在偏遠和人口稠密的地區得到利用，而關鍵要素是模塊化。請記住，數十年來公用事業一直在利用移動變壓器、開關設備、變電站和許多其他便攜式設備，現在供應商正在電網側和用戶側添加移動微電網。
2016年，早期新聞報道稱ABB，Laing O'Rourke和澳大利亞可再生能源署之間的合作設計了首批便攜式混合微電網。它被稱為SunSHIFT，是使用光伏和柴油發電的混合系統，系統考慮了未來的儲能功能。該混合動力系統包括一個141 kWp峰值的光伏陣列和1 MW的現有柴油發電機組，它們位于澳大利亞昆士蘭州的偏遠地區。
據報道，這種早期的SunSHIFT系統在出廠后一周內就投入使用，“六個月后就被打包包裝并搬到其他地方繼續使用。” 拆卸需要大約170個小時的工作。今天的SunSHIFT設備已經成熟，并提供了廣泛的功能，例如最近在澳大利亞發布的OZ Minerals SunSHIFT混合動力系統。它包括一個250 kW的鋰離子電池，250 kWp的光伏系統和一個與柴油發電機集成的10 kW風力發電機。
ABB電網邊緣解決方案業務負責人Maxine Ghavi表示：“ 30多年來，ABB一直是微電網和電池儲能系統的開拓者。在第一個混合微電網中使用了ABB的微電網控制和自動化系統，并且該混合微電網控制和自動化系統已經發展成為服務于當今電網格狀微電互聯的控制系統。它可以應用于混合微電網系統使用的任何類型的多種發電源。這種自動控制器(系統的大腦)旨在有效地集成多個發電源。”
Ghavi還說：“它已成為當今模塊化微電網網狀PowerStore儲能系統的關鍵元素，該系統不僅可以為長時間停電提供連續和有彈性的電源，還可以用于調峰和負載管理。”
大約在同一時間，另一個類似系統來自GE。GE開發了所謂的“盒子里的微電網”。它是一種混合微電網，包含光伏、電池、柴油或天然氣發電機組及其Predix軟件。GE表示，這是一種分布式電源，可用于薄弱電網區域、離網應用、偏遠地區或遭受風暴破壞的地點。它也被設計為：在需要更多功率時易于擴展[的模塊化設計]。
最近，GE還開發了車輛到電網(V2G)分布式能源系統。GE的V2G微電網系統使用電動汽車(汽車、公共汽車、卡車等)作為電源。它們具有獨特的能力，可以將部分放電的車輛開到最近的電網通電部分進行充電。這對于在電網的特定部分長時間停電是理想的。有關更多詳細信息，請參見《 11月T&D世界》雜志的“提前充電”部分。
模塊化
Saft的子公司Go Electric提供可快速部署的便攜式、模塊化、自組型微電網。該公司一直在提供用于軍事和民用的模塊化微電網系統。
軍用微電網初創公司Go Electric希望為私營行業帶來高彈性能源解決方案
去年宣布的一個值得注意的項目是為夏威夷大島的帕克牧場開發的400 kW微電網。Go Electric報道說，牧場需要泵站為其牲畜提供水，多年來，停電一直是向牲畜提供充足水的大問題。微電網包括一個225 kWp的光伏陣列，250 kW的儲能和柴油備用。
施耐德電氣的Villaya Emergency是一種易于運輸的模塊化模塊化光伏微電網。它被設計為即插即用的微電網，易于安裝，通常在到達最終目的地后不到30分鐘內即可安裝。微電網由光伏面板供電，具有電池儲能、逆變器和遠程監控功能。施耐德電氣將移動系統描述為模塊化的，其套件的額定功率為7 kWp至65 kWp(24至240個模塊)。
僅擁有太陽能電池板在停電期間無法提供電力。他們需要能夠通過儲能斷開與電網的連接，這就是Tesla Solar一直在努力的方向。Tesla Solar提供屋頂光伏發電、電子產品及其Powerwall儲能系統。這些模塊化系統并不便宜，但是在加州2019年斷電和2019年颶風季節之后，消費者正在考慮進行投資。
移動微網技術是可用的，并且可以快速部署，但是該技術需要地方、州和聯邦級別的監管支持。如果我們能夠克服這些障礙，那么電力系統的利益相關者和客戶就可以從彈性和可靠的電網中受益。對于參與電力輸配系統的每個人來說，這是一個有趣的時刻。
