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ABB:微电网若无能源储存,可再生能源比率最高也可达 50%

2015-10-10 17:59:02 水阻柜网 阅读
ABB微电厂

       一般认为,独立微电网若没有能源储存系统,可再生能源占总发电来源比率最高只能达到 4 成,不过瑞士及瑞典跨国机电及自动化大厂 ABB 于 2015 年 9 月参与举办于巴塞隆纳的全球微电网创新论坛(Microgrid Global Innovation Forum)时表示,只要加上自动化系统辅助,独立为电网的可再生能源最高比率可达 5 成,也还不需要能源储存系统的辅助。

       ABB 于 1988 年由瑞典通用电机(ASEA)与瑞士的勃朗包维利(BBC)合并而成,为全球最大的机电与工程公司之一,经营电力、自动化、机器人等领域。在全球微电网创新论坛上,ABB 研究不同的微电网可再生能源渗透率比率,从仅占尖峰用电需求 30% 的低渗透率,到中渗透率的占尖峰用电需求 50%,以及高渗透率的占尖峰用电需求 100%,三个不同的情况来分析,其中,ABB 微电网全球业务经理 Pablo Astorga 表示,在低渗透率的情况下,只要系统商设计正确且维护恰当,根本不需要额外资本投入。

       当可再生能源超过尖峰 30% 时,就必须加装自动化系统来因应微电网稳定供电需求,不过,这样即可支撑微电网到渗透率 50%,如风能 35%、太阳能 15%,而不需额外的能源储存系统。

当渗透率越接近百分之百,如 75%、80% 或 90% 时,就必须有某种程度的能源储存系统。即使可再生能源容量占尖峰容量 100%,受限于容量因数问题,仍然有可能有部份能源是来自诸如柴油发电机,风能容量为 100% 尖峰用电容量时,实际发电度数可能占用电度数的 7 成,若是太阳能则可能只占 5 成。

但是,若是系统设计正确,并以正确的方式最佳化,可以光靠自动化系统就支撑到 50% 渗透率,Pablo Astorga 表示虽然不是每个系统都能达到这样的目标,但他的确有实际见过这样的实例。

 

选择正确的可再生能源组合策略

       Pablo Astorga 认为,虽然微电网的经验不能直接套用于传统大型电网,不过他认为在传统大型电网上,也一样可接受更高的可再生能源渗透率而不会造成问题,以美东宾州、马里兰州、纽泽西州电网三州并联而成的北美最大中央电力调度控制系统 PJM 而言,Pablo Astorga 认为渗透率达 30% 也不成问题。

       对于微电网而言,选择正确的可再生能源组合策略相当重要,若是整合不佳,将会导致系统出现频率与电压变化,并需要柴油发电机不时开开停停,因而需要许多柴油发电备转容量,结果反而变得依赖柴油,违背大多数复合式微电网计划想要减碳的初衷。相对的,若是正确整合,技术上能达到完全不用依靠柴油发电机,只是实务上并非每个计划都能达到最佳的理想状况。

       ABB 有许多微电网计划内建能源储存系统,例如于西澳的“大理石吧”(Marble Bar)复合电厂,有 320 千瓦发电容量的柴油发电机、300 千瓦太阳能电池发电阵列,以及 500 千瓦的飞轮能源储存系统,在此一微电网,太阳能供应 60% 电网的日间用电需求,因而每年节省 40.5 万公升燃料。

       在西澳德古卢沙(DeGrussa)铜矿与金矿,ABB 整合原有的柴油发电机与 10.6 百万瓦太阳能发电及电池能源储存系统,预期在 2016 年能每年节省 500 万公升燃料,达 20%。

       Pablo Astorga 表示,在微电网之中建置更多可再生能源的理由很明显:因为可再生能源的发电成本越来越低,而化石燃料的成本则变动性很大,使用可再生能源不只是减少碳足迹,同时也等于做能源成本的避险。ABB 认为就发电的均化成本面相来说,最佳可再生能源渗透率在 60% 到 80% 之间。

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