一个美国小镇如何通过微电网拯救数百万人

取代化石燃料发电厂

美国马萨诸塞州小镇斯特林最近备受关注。不仅斯特林市政照明部门(SMLD)已经赢得了新的奖项太阳能+存储微型智能电网"来自德国、日本、挪威和许多其他国家的游客都想来这里一探到底。

游客们来这里是为了在电力公司的变电站里看到一个看上去无害的金属集装箱;这个容器装有2兆瓦(MW)的锂离子电池,可以连续放电近4小时。电池以及3 mw太阳能阵列,可以坐落在停电的情况下,将支持镇上的派出所和应急调度中心至少两周,用太阳能充电——这意味着英镑的第一反应者将能够帮助需要帮助的人,如果一个区域电网自然灾害来临时。但这些弹性能源的好处,无论多么重要,都不是所有关注的理由。

斯特林之所以受到关注,是因为其市政公用事业公司已经证明,它可以利用新的电池系统来控制不断上涨的电力成本,并在系统的运行寿命内很好地实现回报。事实上,在马萨诸塞州能源部(DOER)和美国能源部电力办公室(DOE-OE)的资助下,这个270万美元的电池系统将在大约两年内获得回报。但即使没有这些补贴,该系统的回收期也不会超过7年,考虑到电池有10年的性能保修期,而且预计将继续发挥更长的作用,这已经很不错了。

减小一个主峰

根据桑迪亚国家实验室即将到来的纸,随着清洁能源集团/清洁能源州际联盟(CEG /中国极限运动协会),提供技术援助,英镑储能项目电池的最大能源成本节约潜力来自减少英镑的电力需求在一个年度新英格兰地区的用电高峰小金博宝188亚洲体育时。该地区的高峰需求时间通常发生在7月或8月,新英格兰地区的每家公用事业公司根据其在这一小时内的个人需求,对其容量服务收取年费;正如该地区的公用事业公司痛苦地意识到的那样,容量成本已经急剧上升,而且预计还会继续上升。

8月12日,美国佛蒙特州拉特兰市的绿山电力公司(GMP)利用类似的电池和太阳能微电网,在2016年区域用电高峰期间展示了容量充电节约的价值。在那一天的一个小时内,GMP通过对电池(加上光伏发电)进行放电来抵消电力购买,节省了20万美元的容量费。2017年以及以后的每一年,斯特林市政轻轨部门都将尝试这样做。这将有利于该镇的纳税人,但它也有利于整个新英格兰地区,因为它减少了该地区在夏季最热的日子的高峰需求。

SMLD节省大量成本的第二个原因是使用电池来降低公用事业传输费用。这些费用是根据每个月单一的用电高峰时间计算的。与年度高峰一样,如果一家公用事业公司在月度高峰期间减少其需求,它就减少了整个月的输电成本份额。2016年12月,SMLD成功地在每月的用电高峰期间将电池放电,每小时为纳税人节省1.7万美元。对于一家每年预算为820万美元的市政公用事业公司来说,这是一笔可观的节省。SMLD在2月和3月重复了这种性能,现在电池已经完全运行,SMLD希望继续定期达到每月的峰值。每12个月中有10个月达到峰值,这意味着输电成本每年将节省17万美元。

每年节省40万美元

此外,SMLD还将利用其电池进行套利,即在电价较低的夜晚,利用太阳能或电网为电池充电,在电网电价最高的时候,将电池放电进行自耗。SMLD可以使用电池来提供频率调节,这是一种电网平衡服务,区域电网运营商每天都要支付费用。

SMLD保守估计,这些电池每年为公用事业公司的纳税人带来40万美元的经济效益。当然,这还不包括该系统一些最重要的未支付收益,例如将大量太阳能光伏系统整合到斯特林的系统中,减少化石燃料发电厂的排放,以及在自然灾害摧毁地区电网时提供备用电力。毫无疑问,斯特林的成功受到了新英格兰许多其他市政公用事业公司和电力公司的密切关注,其中几家公司正在积极建设自己的电池系统。

未来的电网

100多年来,我们的电网一直以大型的、位于中心位置的化石燃料发电厂和核电厂为基础,将单向的电力通过传输线输送到配电公用事业公司及其客户。在新英格兰和许多其他地区,整个系统由独立系统运营商(ISO)管理,以确保电力供应实时准确地满足需求。因为在历史上没有办法储存电力,平衡电网意味着每天ISO都会指示昂贵和高污染的天然气“峰值”工厂,在负荷波动后增加或减少发电量。即使在峰值电站不积极供电的情况下,它们也会被支付备用费用。

如果上面的场景听起来效率低下,那它确实是;所有这些过剩的发电(和过剩的传输能力)都极其昂贵。事实上,根据马萨诸塞州最近的充电状态报告,每年10%的电力需求时间占该州电力系统成本的40%——每年超过30亿美元。

这一切即将改变。如果像斯特林这样的小型市政公用事业公司可以依靠自己的电池而不是远程昂贵的peaker发电厂来节省大笔资金,其他公用事业公司也可以这样做。当足够多的电力公司安装电池时,电网的面貌就会发生改变。这意味着可以部署更多的可再生能源,而不会出现可能导致不稳定的间歇性;接近负荷的分布式资源可以提供更多的网格服务,增加竞争,减少效率低下和开放市场;更多的市政当局可以控制他们的能源购买和成本。这也意味着在当地社区有更多的能源弹性,太阳能+存储可以在紧急情况下提供关键的后备电力。

这是一种新的电力商业模式,可以降低成本,有利于环境,并有可能挽救生命。

经济深度

本文探讨了英镑储能系统的经济情况网络研讨会去年春天,来自SMLD、Sandia和DOE的嘉宾演讲桑迪亚关于这个话题的论文

Sterling能源存储系统得到了马萨诸塞州DOER和美国DOE-OE的资助。作为储能技术伙伴关系(ESTAP)的一部分,桑迪亚国家实验室和CESA提供了技术支持;由CEG在巴尔基金会的支持下完成。

关于斯特林能源存储项目的更多信息和资源可以获得在这里

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本文最初发表于世界可再生能源

发表在

2017年7月5日

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