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透视能源未来:直击微电网的三个成功案例

2017-09-04 09:55:55 交能网

微电网是一种特别的供能系统设计,用于满足一栋建筑物,校园或整个社区的能源需求的一套能源系统。它包括通过本地的设备进行发电,供暖或制冷,储能,分配能源;并同时能够智能,实时地监控和管理能源的消耗。

(文章来源:交能网 ID:jiaonengwang 作者:交能网)

微电网可以实现区域的规模经济效益,从而促进当地的能源生产,降低能源生产成本,提高系统的可持续性和区域经济发展目标。由于它们经常涉及多个利益相关者,并且可能包含许多不同的资产拥有者,所有,一个微电网项目的实施过程中,市政的参与通常是其能否成功实施的关键因素。

新泽西州,普林斯顿大学

大学校园;热电联产+光伏:14.6MW+5MW,共19.5MW

普林斯顿大学的微电网由于其灵活性和高复杂性备受关注。2012年10月的超级风沙桑迪捣毁了美国东部,超过800万电力客户失去了电力,普林斯顿大学的校园微网系统证明了其价值,系统能够继续为校园内其基础建筑运营提供动力,并能够让学生宿舍,图书馆,所有重要科研中心,应急中心,医务室和制冷机供能。

在暴风雨肆虐下的美国东部,普林斯顿大学由于其监管系统和微电网,像是黑暗中的微型灯塔,当地的建筑和地区的能源设施都与当地公用事业公共服务燃气公司断开连接,陷入困境。

普林斯顿大学系统有四个主要组成部分:蒸汽锅炉,冷水机组,发电机和大型热能储存(TES)系统,该系统存储了260万加仑的冷冻水,这些水是在电价便宜的时期生产并储存的。热电联产(CHP)工厂和区域能源设施为校园150栋建筑,950万平方英尺的校园和近8,000名学生进行供暖,制冷和电力供应。

新泽西州在2003年电力市场实施实时定价,在这期间,普林斯顿大学所升级了冷却系统,并在校园能源厂安装了新型的监控和调度系统。根据市场价格,普林斯顿大学的微电网系统能够改变电力,蒸汽和冷冻水的生产策略。在需求旺季,普林斯顿大学降低校园内的电力负荷,从而降低了电网的压力和电力需求成本。校园通过使用热能储存进一步提高效率。2012年,普林斯顿在西温莎乡拥有27英亩,占地5.3兆瓦的太阳能收集器区。该系统由16,500个光伏电池板组成,进一步扩展其微电网的规模。

微电网为普林斯顿大学提供了足够的灵活性,在中央电网处于困境时,微电网通过孤岛模式能够自产自足。在正常情况下,微电网也能为大学在经营和财务上带来好处:如果供能故障,设备仍然可以使用微电网内备用电力。微电网内的电力也可以通过PJM的电力批发市场实时价格进行对冲。当批发价格偏低时购买电力;当电价高时,微电网将生产更多电力在市场上卖出。当电力需求高时,微网系统的供能有助于缓解电网压力。通过使用实时电力管理系统,普林斯顿大学可以限制在PJM期间需求最高的一年中的时间内购电量。

合作城市(Co-opCity),布朗克斯,纽约

大型城镇居民设施;热电联产功率:40MW

合作城位于布朗克斯(纽约市)Baychester区的哈钦森河旁边,是美国最大的单一住宅开发项目。占地面积340亩,居民约6万人,其中拥有35座高层建筑和7座联排别墅以及零售商铺,礼拜堂,日托中心等设施,共计15,372个住宅单位。

经过2004-2007年中央区域的功能系统重建,造就了一个强大的三代系统,与联合爱迪生公司相连的热电联产的微电网。该设施的年销售额超过1500万-2500万美元。通过销售富余电力到电网中,该微电网工程的投资在短短五年之后就被偿还。在超级风沙桑迪期间,微电网继续为所有居民提供电,暖气,热水和空调,而邻近地区则处于停水停电的状态。

马克姆区能源部,安大略省,加拿大

中央城区;热电联产功率:15.7MW

马克姆区能源(MDE)是马卡姆市拥有的热能公用事业单位。它是加拿大唯一运营两个热电网系统的区域能源公司-马克姆中心和康奈尔中心。系统由四个能源中心-Warden,Clegg,Birchmount和BurOak提供。

在20世纪90年代后期,安大略省电力工业放松管制。1998年魁北克冰暴风暴,以及IBM加拿大对马克姆的重要设施产生兴趣,为马克姆创造了一个独特的机会,与其新市中心一起开发社区能源系统,核心称为马克姆中心,一个拥有超过3000万平方英尺的住宅,商业和机构建筑的社区。

马克姆区能源于2000年完成了Warden能源中心的建设工作,并开始对其第一个客户IBMCanada进行运营。自2000年以来,马卡姆中心区能源系统已将近600万平方英尺的建筑空间连接起来,与传统的电阻加热相比,减少了城市的碳排放足迹,增加了客户的舒适度。这种可持续性解决方案将为41,000名居民和39,000名员工提供服务。

在2003年的停电期间,北美东部沿海地区,马来西亚区域能源公司继续发挥作用。马克姆在热电联产设施方面的投资使得该镇能够继续向像IBM和摩托罗拉这样的高科技公司提供供暖和制冷。

MDE致力于扩大其热电联产能力,以配合城市区域供热系统不断增长的热负荷。MDE的首个热电联产单位(3.5兆瓦)于2001年在其监理能源中心进行了委托。然后,MDE赢得了该省颁发的热电联产产能七项合同中的一项,其中2008年安装了第二台热电联产(5.2兆瓦)。2013年,MDE增加了热电联产总计7.0兆瓦,总容量达到15.7兆瓦。

虽然加拿大的市政府能够发行债券,但由于其需要获得省级相关的支持,市政债券的实际应用是有限的。然而,市政当局可以形成允许他们的私人公司承担债务。例如,马克姆区能源(MDE)是一家私人公司,其唯一股东是马克姆市。作为具有市政监督的私营企业经营具有财务和管理优势。

作为一家私营公司,MDE可以利用私营部门的税收优势来建设和运营工厂。同时,作为一个全资拥有的市政实体,MDE可以利用加拿大各市(如绿色市政基金)提供的资本来源。

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通过这三个实例,我们可以看到微电网所带来的区域管理与经济优势,微电网的运营不仅能够为区域带来更高的功能稳定性,还能带动相应的商业模式从而实现盈利。这三个实例也向我们展示了三个成熟的微电网商业模式:与热点联产结合提高产能、将富余电力通过电力批发市场出售、与政府进行项目合作获取税收,资本和管理优势。

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