Microgrids cho mọi người?
Ngày nay, dường như có nhiều người ủng hộ hơn với nhiều lý lẽ để cài đặt microgrid, bao gồm lợi ích về môi trường, độ tin cậy được cải thiện, khả năng phục hồi và tính kinh tế. Một microgrid có phải là cách tiếp cận tốt nhất cho hầu hết các khách hàng không?
David Shadle
Mối quan tâm đến microgrids đã phát triển song song với sự định hình của chúng tôi về các nguồn năng lượng phân tán. Mục đích của họ là phân phối điện trong một mạng lưới cục bộ, thu hút sự phát điện tại chỗ khi cần thiết, với khả năng đảo và vận hành tự động khỏi lưới điện trong thời gian mất điện. Thông thường, lý do cho việc vận hành một lưới điện siêu nhỏ là tính kinh tế như trong trường hợp nhiệt và điện kết hợp (CHP) trong khuôn viên trường đại học hoặc trong một nhà máy công nghiệp. Ngày nay, dường như có nhiều người ủng hộ hơn với nhiều lý lẽ để cài đặt microgrid, bao gồm lợi ích về môi trường, độ tin cậy được cải thiện, khả năng phục hồi và tính kinh tế. Một microgrid có phải là cách tiếp cận tốt nhất cho hầu hết các khách hàng không?
Người ta có thể nghĩ như vậy dựa trên số lượng bài báo và mức độ phù hợp của nhà cung cấp mà microgridds nhận được. Thật vậy, T&D World có tội vì đã đưa tin đáng kể về chủ đề này trong vài năm qua. Một trong những bài báo hay nhất có tựa đề “Bài học kinh nghiệm từ các dự án Microgrid” đã được gửi bởi Duke Energy. Bài báo mô tả hai dự án thử nghiệm microgrid do Duke phát triển, vận hành và thử nghiệm tại các cơ sở của nó. Bài học rút ra từ kinh nghiệm của tiện ích cho thấy rõ ràng rằng việc phát triển và vận hành một mạng lưới vi mô hữu ích, an toàn, đáng tin cậy không đơn giản như một số tài liệu trong ngành cho thấy.
Các phi công của Duke đã thiết lập rằng các microgrid thành công đòi hỏi: sự phân loại chi tiết về sự đa dạng tải và sự kết hợp tài sản thế hệ thích hợp; thông qua mô hình hóa / kỹ thuật với phân tích ngắn mạch và chớp hồ quang dòng điện một chiều bao gồm cả điện áp thứ cấp của hệ thống; bảo vệ hệ thống phản chiếu hệ thống nối đất bằng năng lượng mặt trời và pin (nếu có) ở chế độ nối lưới và đảo; thiết kế phản ánh các yêu cầu về khả năng làm mát của pin và nguồn phụ; tích hợp và thử nghiệm các tài nguyên phân tán khác nhau, thường được cung cấp bởi các nhà cung cấp khác nhau vào những thời điểm khác nhau; đáp ứng các điều kiện tại điểm kết nối cũng như các hạn chế về khả năng cho phép hoặc hệ thống trong quá trình hoạt động trên đảo; và đảm bảo tất cả các thiết bị điều khiển và truyền thông đều có nguồn điện liên tục có kích thước phù hợp để đảm bảo an toàn và bảo vệ hệ thống trong quá trình chuyển đổi chế độ.
Một bài báo do Hợp tác xã Điện miền Trung đóng góp có tựa đề “Một lưới điện siêu nhỏ để cung cấp năng lượng cho tương lai” minh họa một số điểm quan trọng. Central’s microgrid nằm trong khuôn viên sở hữu hợp tác xã bao gồm một mảng năng lượng mặt trời được kết nối phân phối. Bởi vì khuôn viên trường bao gồm một trung tâm hoạt động hợp tác quan trọng, cả bộ lưu trữ pin và máy phát điện diesel dự phòng đều cần thiết để duy trì độ tin cậy. Central phát hiện ra rằng sự thay đổi 50% trong sản xuất PV có thể xảy ra trong khoảng thời gian một giây khi thời tiết thay đổi. Hợp tác đã chứng minh tầm quan trọng của nhiều nguồn tài nguyên lưu trữ hoặc thế hệ để duy trì độ tin cậy khi có sự tham gia của các nguồn tài nguyên xen kẽ và một lưới điện cô lập.
Các ví dụ khác về các dự án lưới điện siêu nhỏ được xây dựng bởi các tiện ích xung quanh các dự án năng lượng mặt trời cộng đồng bao gồm dự án lưới điện siêu nhỏ Arlington của Khu tiện ích công cộng Quận Snohomish và lưới điện siêu nhỏ của cộng đồng ComEd Bronzeville. Cả hai đều liên quan đến các mảng năng lượng mặt trời cung cấp cho lưới điện phân phối và bao gồm pin và máy phát điện dự phòng. Một mục tiêu cho các loại dự án này là nâng cao độ tin cậy và khả năng phục hồi cho các phụ tải trên mạng lưới vi mô với những lợi ích tiềm năng cho cộng đồng rộng lớn hơn trong các trường hợp khẩn cấp. Các chuyên gia có thể giúp khách hàng phân tích dịch vụ điện của họ và đánh giá một loạt các tùy chọn để cung cấp các cải tiến dịch vụ có thể định lượng được, bao gồm máy phát điện khẩn cấp, nguồn cung cấp điện liên tục, bộ cấp điện mới và có khả năng là microgrids.
“Microgrid được tái tạo lại” được xuất bản trên T&D World vào tháng 2 năm 2022, mô tả một thể loại microgrid mới nhằm mục đích làm cứng lưới chống lại các sự kiện nguy hiểm có tác động cao, tần số thấp (HILF) bằng cách tích hợp mạnh mẽ sự kết hợp giữa thế hệ, truyền tải, phân phối và người dùng cuối. Bài báo đề xuất cách tiếp cận này cho các hành lang, mạch, trạm và thiết bị quan trọng, tương tự như cách người ta có thể thiết kế các đường dẫn tạo khởi động đen và quay vòng. Các tác giả tin rằng các sự kiện nguy hiểm HILF đang gia tăng và các tiện ích không nhấn mạnh đến khả năng phục hồi. Rõ ràng, cả hai lập luận đều đòi hỏi phải được xem xét kỹ lưỡng do tác động của chúng về an toàn công cộng và chi phí khách hàng.
Microgrids for Everyone?
Bản gốc
Today, there appears to be more proponents with a variety of arguments for installing microgrids, including environmental benefits, improved reliability, resiliency, and economics. Is a microgrid the best approach for most customers?
interest in microgrids has grown in parallel with our fixation about distributed energy resources. Their purpose is to distribute electricity within a localized network, drawing upon onsite generation as needed, with the capability of islanding and operating autonomously from the grid during outages. Frequently, the justification for operating a microgrid has been economics as in the case of combined heat and power (CHP) on a college campus or in an industrial plant. Today, there appears to be more proponents with a variety of arguments for installing microgrids, including environmental benefits, improved reliability, resiliency, and economics. Is a microgrid the best approach for most customers?
One might think so based on the number of articles and vendor coverage microgrids receive. Indeed, T&D World is guilty as charged with significant coverage of the subject over the last several years. One of the best articles entitled “Lessons Learned from Microgrid Projects” was submitted by Duke Energy. The article describes two microgrid pilot projects developed, commissioned, and tested by Duke at its facilities. Lessons learned from the utility’s experience make it clear that developing and operating a safe, reliable, useful microgrid is not as simple as some industry literature suggests.
The Duke pilots established that successful microgrids require: a detailed understating of load diversity and a proper generation asset mix; through modeling/engineering with short circuit and direct-current arc-flash analysis including for system secondary voltages; system protection that reflects solar and battery grounding systems (as applicable) in grid connected and islanded mode; designs reflecting battery cooling and aux power requirements; integration and testing of disparate distributed resources, often supplied by different vendors at different times; meeting conditions at the point of interconnection as well as permit or system capability limitations during islanded operation; and ensuring all control and communication devices have properly sized uninterruptible power supplies to ensure safety and system protection during mode transitions.
An article contributed by Central Electric Cooperative entitled “A Microgrid to Power the Future” illustrates several important points. Central’s microgrid is on a co-op owned campus that includes a distribution connected solar array. Because the campus includes a key cooperative operations center, both battery storage and a backup diesel generator are needed to maintain reliability. Central found that a 50% variation in PV production can occur in a one second interval with weather changes. The co-op demonstrated the importance of multiple generation or storage resources for maintaining reliability where intermit resources and an isolated grid are involved.
Additional examples of microgrid projects built by utilities around community solar projects include the Arlington microgrid project by the Snohomish County Public Utility District and the ComEd Bronzeville community microgrid. Both involve solar arrays feeding to the distribution grid and include batteries and backup generators. One goal for these types of projects is to improve reliability and resiliency for loads on the microgrid with potential benefits to the broader community during emergencies. Experts can help customers analyze their electric service and evaluate a range of options to provide quantifiable service improvements, including emergency generators, uninterruptible power supplies, new feeders, and potentially, microgrids.
“Reimagined Microgrids” published in T&D World in February 2022, describes a new genre of microgrid intended to harden the grid against high impact, low frequency (HILF) hazard events by strongly integrating a mix of generation, transmission, distribution, and end users. The article recommends this approach for critical corridors, circuits, stations, and equipment, similar to how one might design black-start generation and cranking paths. The authors believe HILF hazard events are on the rise and utilities are not emphasizing resiliency sufficiently. Obviously, both arguments require careful scrutiny due to their public safety and customer cost implications.
Several articles have intimated power transactions between customers on microgrids. One such article describes the Brooklyn Microgrid that was used to demonstrate a blockchain based ledger technology capable of collecting and validating the data surrounding direct energy trades between buyers and sellers. The demonstration proved the ledger technology works, but any transactions that occurred, other than the sale of solar energy credits, were purely theoretical. As of today, net metering or direct sale to the host utility are the accepted methods for U.S. prosumers to sell excess energy.
Microgrids offer a means for optimizing energy usage and reliability on sites with specific, often specialized infrastructure features such as CHP or solar plus storage with backup generation. They may also help achieve environmental benefits depending upon many factors. However, cost effective reliability improvement using a primarily islanded microgrid may be challenging given the high average reliability of the U.S. grid. Hardened microgrids designed to improve overall grid resiliency may be beneficial where cost is not important. Before opting for a microgrid, customers should evaluate the full range of options for achieving their service augmentation objectives. A microgrid may not be for everyone.
TheoTDworld
.png)
0 nhận xét:
Đăng nhận xét