化石能源的开发使人类的重点从农业转向工业化。工业化推动了两个多世纪以来文明的巨大进步。据预测,化石燃料产生的二氧化碳总量为2.2万亿吨[1]。近年来,以化石燃料为基础的能源利用模式导致了严重的碳排放和全球变暖。全球知名环保活动家瑞典少女格蕾塔·桑伯格在2020年达沃斯论坛上警告称,“立刻停止投资化石燃料,或者向你的孩子解释,为什么你没有保护他们免受你造成的气候混乱”[2]。过去十年,电力行业积极推进节能减排,但由于经济成本和负荷限制,弃风弃光现象依然存在[3–6]。在近来的政策激励下,碳中和、电动汽车和可再生能源的大力发展成为电力行业的必然趋势[7–9]。微电网是一种结合多种可再生能源的综合集成技术,可以提高风能和太阳能的利用率,减少碳排放[10,11]。风能和太阳能等可再生能源在发电过程中受不可预测的天气条件(如热浪、热带气旋、风暴)影响,具有不稳定性和间歇性。因此,很难持续稳定地应用这些宝贵的电能[12]。最终,为节约能源和实现碳中和做出贡献势在必行。自 1906 年以来,全球平均气温上升了 1.1 ◦ C [1]。为了有效应对全球变暖对人类社会的不利影响,2015 年联合国气候变化框架公约(UNFCCC)在法国巴黎举行。
微电网是一种定制解决方案。每个微电网的配置和资产都是独一无二的,旨在解决特定挑战或实现特定目标。微电网的复杂程度和复杂程度也各不相同,通常包括关键负载和可控负载的组合以及可控和不可控发电资产的组合,以及中央微电网控制器。公用事业公司开始探索微电网的所有权和运营,以实现社区弹性,尽管客户和第三方拥有的微电网目前更为常见。越来越多的公司、大学和社区选择开发和资助自己的微电网,以确保在停电期间继续提供电力服务。表 1 提供了不同类型微电网的定义特征。
“可负担的清洁能源”是欧盟的第 7 个可持续发展目标,其中包括增加全球能源结构中的可再生能源发电量 [1]。能源部门肩负着转型和获得更可持续未来的解决方案的重任。发展方向是减少分散发电,增加风能和太阳能等可再生能源 (RES) 的份额。这需要具有更大灵活性和容量的新网络系统和技术。电力系统需要改变以适应增加的用电量、城市化和大型发电份额的减少 [2]。在许多发电量充足但电网没有能力向某些城市或地区输送足够电力的地区,“瓶颈效应”显而易见。持续、稳定和安全的电力供应所需的网络增强是一笔巨大的开支,这引发了人们对小规模可再生能源发电等替代方案的兴趣 [3]。
Boundless 使用技术特定的能源存储假设和标准化放电深度率来评估购买碳回报 (CROP) 指标,以能源为基础比较替代方案。CROP 指标衡量 ZincFive 客户每千瓦时能源存储所避免的温室气体。分析表明,与锂离子、铅酸和钠硫电池相比,ZincFive 的客户可以通过投资 ZincFive 的镍锌电池实现显著的温室气体减排。与锂离子 NMC 和 NCA 电池相比,购买 ZincFive 电池的客户可以节省高达六倍的温室气体排放,与锂离子 LFP 电池相比,由于其相对较高的温室气体足迹,节省的温室气体排放量甚至更高。分析表明,与铅酸 AGM 和凝胶电池相比,可以节省高达四倍的温室气体排放。每购买一百万美元的 ZincFive 电池,通过让可再生能源进入电网,可以节省 148,255 吨二氧化碳当量。完整分析的结果已总结在下一页的蜘蛛图中。
答案的第一部分是公用事业公司投资了先进的控制技术。其数字控制中心运行具有半自主分布式控制系统的系统,可实现动态电网监控、响应和切换以及分布式能源资源管理功能。在风暴期间,这些组合系统能够快速隔离受损电路、重新路由电力流并调度多个本地微电网,以协助电网运营商维持对周边社区的服务并协助恢复。在受损电路中,为社区提供基本应急服务的负载在孤岛微电网内保持供电。该系统在风暴来临之前在一天的高峰期从各个微电网调用服务,以避免公用事业公司承受批发电价飙升。
随着工业化和城镇化的发展,我国对电力的需求不断增加。在这种背景下,创造生态友好型环境是首要关注的问题,因为消除空气污染强调了对可再生能源的需求。由于技术改进和成本大幅降低,风能和太阳能发电几乎可以与传统能源相媲美。最近,使用可再生能源的微电网的发展变得很流行,以满足一群消费者的需求,有效利用可用的可再生能源,并减少对电网的依赖。微电网应在并网模式或孤岛模式下运行。通过参加本次研讨会,参与者将深入了解微电网配置及其运行的基础知识。此外,参与者将能够了解微电网中储能的必要性、不同的储能技术、运营方面和能源管理。
nEMS 旨在加快预防性维护计划的上市时间。从多个站点的类似设备收集数据,以了解设备行为模式并识别性能下降。nEMS 应用机器学习和大数据挖掘算法来预测设备健康状况并在恶劣条件下安排维护。
摘要:储能系统是管理可再生能源间歇性、平衡供需的有效解决方案。许多研究建议采用共享储能系统 (ESS),而不是多个单个储能系统,因为它们价格高昂且效率低下。因此,本研究考察了电网连接微电网中的共享存储系统。通过修改能源资源的功率输出,这项工作旨在实现共享储能系统的经济调度,以满足功率平衡并降低电力总成本。在此背景下,使用混合整数线性规划 (MILP) 模型制定和开发了一个优化问题。此外,摩洛哥本格里尔绿色智能建筑园区 (GSBP) 的一个试点项目(太阳能十项全能非洲村)被用于评估和验证所提出的方法。因此,在 MATLAB 环境中运行了一些可比较的场景。收集到的研究结果表明,所开发的算法在优化能源成本降低和加强可再生资源融入摩洛哥能源结构方面的有效性。