stringtranslate.com

Распределенная генерация

Централизованная (слева) и распределенная генерация (справа)

Распределенная генерация , также распределенная энергетика , локальная генерация ( OSG ) [1] или районная/децентрализованная энергетика — это генерация и хранение электроэнергии, осуществляемые различными небольшими устройствами, подключенными к сети или распределительной системе, называемыми распределенными энергетическими ресурсами ( DER ). [2]

Обычные электростанции , такие как угольные , газовые и атомные электростанции, а также гидроэлектростанции и крупные солнечные электростанции , централизованы и часто требуют передачи электроэнергии на большие расстояния. Напротив, системы DER являются децентрализованными, модульными и более гибкими технологиями, которые расположены близко к нагрузке, которую они обслуживают, хотя и имеют мощность всего 10 мегаватт (МВт) или меньше. Эти системы могут включать несколько компонентов генерации и хранения; в этом случае они называются гибридными энергосистемами . [3]

Системы DER обычно используют возобновляемые источники энергии, включая малые гидроэлектростанции , биомассу , биогаз , солнечную энергию , энергию ветра и геотермальную энергию , и все больше играют важную роль в системе распределения электроэнергии . Подключенное к сети устройство для хранения электроэнергии также может быть классифицировано как система DER и часто называется распределенной системой хранения энергии ( DESS ). [4] С помощью интерфейса системы DER могут управляться и координироваться в рамках интеллектуальной сети . Распределенная генерация и хранение позволяют собирать энергию из многих источников и могут снизить воздействие на окружающую среду и повысить безопасность поставок.

Одной из основных проблем с интеграцией DER, таких как солнечная энергия, энергия ветра и т. д., является неопределенная природа таких ресурсов электроэнергии. Эта неопределенность может вызвать несколько проблем в системе распределения: (i) она делает отношения спроса и предложения чрезвычайно сложными и требует сложных инструментов оптимизации для балансировки сети, и (ii) она оказывает более высокое давление на сеть передачи, [5] и (iii) она может вызвать обратный поток мощности из системы распределения в систему передачи. [6]

Микросети — это современные, локализованные, мелкомасштабные сети, [7] [8] в отличие от традиционной централизованной электросети (макросети). Микросети могут отключаться от централизованной сети и работать автономно, повышать устойчивость сети и помогать смягчать сбои в работе сети. Обычно это сети переменного тока низкого напряжения, часто использующие дизельные генераторы и устанавливаемые обслуживаемым сообществом. Микросети все чаще используют смесь различных распределенных энергетических ресурсов, таких как солнечные гибридные энергосистемы , которые значительно сокращают количество выбрасываемого углерода.

Обзор

Исторически центральные станции были неотъемлемой частью электросети, в которой крупные генерирующие мощности специально располагались либо близко к ресурсам, либо иным образом вдали от населенных центров нагрузки . Они, в свою очередь, снабжают традиционную сеть передачи и распределения (T&D), которая распределяет большую часть электроэнергии по центрам нагрузки и оттуда потребителям. Они были разработаны, когда затраты на транспортировку топлива и интеграцию генерирующих технологий в населенные районы намного превысили затраты на разработку объектов T&D и тарифов. Центральные станции обычно проектируются с учетом доступной экономии масштаба в зависимости от места и строятся как «разовые», индивидуальные проекты.

Эта экономия масштаба начала рушиться в конце 1960-х годов, и к началу 21-го века центральные станции, вероятно, больше не могли поставлять конкурентоспособную дешевую и надежную электроэнергию более удаленным клиентам через сеть, потому что станции стали стоить меньше, чем сеть, и стали настолько надежными, что почти все сбои в подаче электроэнергии возникали в сети. [ необходима цитата ] Таким образом, сеть стала основным фактором, обуславливающим расходы на электроэнергию для удаленных клиентов и проблемы с качеством электроэнергии, которые стали более острыми, поскольку цифровое оборудование требовало чрезвычайно надежного электричества. [9] [10] Повышение эффективности больше не достигается за счет увеличения генерирующей мощности, а за счет меньших установок, расположенных ближе к местам спроса. [11] [12]

Например, угольные электростанции строятся вдали от городов, чтобы предотвратить воздействие сильного загрязнения воздуха на население. Кроме того, такие станции часто строятся вблизи угольных шахт, чтобы минимизировать стоимость транспортировки угля. Гидроэлектростанции по своей природе ограничены работой на участках с достаточным потоком воды.

Низкий уровень загрязнения является важнейшим преимуществом установок комбинированного цикла, сжигающих природный газ . Низкий уровень загрязнения позволяет установкам располагаться достаточно близко к городу, чтобы обеспечивать централизованное отопление и охлаждение.

Распределенные энергетические ресурсы являются массовыми, небольшими и менее привязанными к месту. Их развитие возникло из:

  1. опасения по поводу предполагаемых внешних издержек централизованной генерации электроэнергии, особенно экологических;
  2. растущий возраст, ухудшение состояния и ограничения мощности при передаче и распределении электроэнергии;
  3. растущая относительная экономичность массового производства небольших бытовых приборов по сравнению с тяжелым производством более крупных агрегатов и строительством на месте;
  4. Наряду с более высокими относительными ценами на энергию, возрастают общая сложность и общие затраты на регулирующий надзор, администрирование тарифов, а также учет и выставление счетов.

Рынки капитала пришли к пониманию того, что правильно подобранные ресурсы для индивидуальных клиентов, распределительных подстанций или микросетей способны предложить важные, но малоизвестные экономические преимущества по сравнению с центральными станциями. Меньшие единицы достигли больших экономических выгод за счет массового производства, чем более крупные единицы, выигравшие только от своего размера. Возросшая ценность этих ресурсов — в результате улучшения финансового риска, инженерной гибкости, безопасности и качества окружающей среды — часто перевешивает их очевидные недостатки в плане стоимости. [13] Распределенная генерация (DG) по сравнению с центральными станциями должна быть обоснована на основе жизненного цикла. [14] К сожалению, многие из прямых и практически все косвенные выгоды DG не отражаются в традиционном учете денежных потоков коммунальных предприятий . [9]

Хотя нормированная стоимость DG обычно дороже, чем у традиционных централизованных источников на основе киловатт-часа, это не учитывает отрицательные аспекты традиционных видов топлива. Дополнительная премия за DG быстро снижается по мере роста спроса и развития технологий, [ необходима цитата ] [15] [16] и достаточный и надежный спрос может принести экономию масштаба, инновации, конкуренцию и более гибкое финансирование, что может сделать чистую энергию DG частью более диверсифицированного будущего. [ необходима цитата ]

DG уменьшает количество энергии, теряемой при передаче электроэнергии, поскольку электричество генерируется очень близко к месту его использования, возможно, даже в том же здании. Это также уменьшает размер и количество линий электропередач, которые необходимо построить.

Типичные системы DER в схеме тарифа на электроэнергию (FIT) требуют минимального обслуживания, имеют низкий уровень загрязнения и высокую эффективность. В прошлом эти характеристики требовали специальных инженеров-операторов и крупных сложных установок для снижения загрязнения. Однако современные встроенные системы могут обеспечить эти характеристики с помощью автоматизированной работы и возобновляемой энергии , такой как солнечная , ветровая и геотермальная . Это уменьшает размер электростанции, которая может показывать прибыль.

Сетевой паритет

Сетевой паритет возникает, когда альтернативный источник энергии может генерировать электроэнергию по приведенной стоимости ( LCOE ), которая меньше или равна розничной цене конечного потребителя. Достижение сетевого паритета считается точкой, в которой источник энергии становится претендентом на широкомасштабное развитие без субсидий или государственной поддержки. С 2010-х годов сетевой паритет для солнечной и ветровой энергии стал реальностью на растущем количестве рынков, включая Австралию, несколько европейских стран и некоторые штаты США [17] [ требуется обновление ]

Технологии

Системы распределенных энергетических ресурсов ( DER ) представляют собой маломасштабные технологии генерации или хранения электроэнергии (обычно в диапазоне от 1 кВт до 10 000 кВт) [18], используемые для предоставления альтернативы или улучшения традиционной системы электроснабжения. Системы DER обычно характеризуются высокими начальными капитальными затратами на киловатт. [19] Системы DER также служат в качестве устройства хранения и часто называются распределенными системами хранения энергии (DESS). [20]

Системы DER могут включать в себя следующие устройства/технологии:

Когенерация

Распределенные источники когенерации используют паровые турбины, топливные элементы на природном газе , микротурбины или поршневые двигатели [23] для вращения генераторов. Горячий выхлоп затем используется для отопления помещений или воды или для приведения в действие абсорбционного охладителя [24] [25] для охлаждения, например, кондиционирования воздуха . В дополнение к схемам на основе природного газа, распределенные энергетические проекты могут также включать другие возобновляемые или низкоуглеродные виды топлива, включая биотопливо, биогаз , свалочный газ , канализационный газ , угольный метан , синтез-газ и попутный нефтяной газ . [26]

Консультанты Delta-ee заявили в 2013 году, что с 64% мировых продаж микро-комбинированные системы на топливных элементах превзошли обычные системы по продажам в 2012 году. [27] В 2012 году в Японии было продано 20 000 единиц в рамках проекта Ene Farm. При сроке службы около 60 000 часов для блоков на топливных элементах PEM , которые отключаются на ночь, это соответствует предполагаемому сроку службы от десяти до пятнадцати лет. [28] По цене 22 600 долларов США до установки. [29] На 2013 год предусмотрена государственная субсидия на 50 000 единиц. [28]

Кроме того, в качестве распределенного источника энергии используются топливные элементы на основе расплавленного карбоната и твердооксидные топливные элементы, работающие на природном газе, например, от FuelCell Energy и сервера Bloom Energy , или процессы переработки отходов в энергию, такие как Gate 5 Energy System.

Солнечная энергия

Фотоэлектричество , безусловно, самая важная солнечная технология для распределенной генерации солнечной энергии , использует солнечные элементы, собранные в солнечные панели, для преобразования солнечного света в электричество. Это быстрорастущая технология, удваивающая свою установленную мощность во всем мире каждые пару лет. Фотоэлектрические системы варьируются от распределенных, жилых и коммерческих установок на крышах или в зданиях , до крупных централизованных фотоэлектрических электростанций коммунального масштаба .

Преобладающей фотоэлектрической технологией является кристаллический кремний , в то время как технология тонкопленочных солнечных элементов составляет около 10 процентов от мирового развертывания фотоэлектрических систем. [30] В последние годы фотоэлектрическая технология повысила эффективность преобразования солнечного света в электричество , снизила стоимость установки на ватт , а также время окупаемости энергии (EPBT) и приведенную стоимость электроэнергии (LCOE) и достигла сетевого паритета по крайней мере на 19 различных рынках в 2014 году. [31]

Как и большинство возобновляемых источников энергии, в отличие от угля и атомной энергии, солнечная фотоэлектрическая энергия является переменной и недиспетчерской , но не требует затрат на топливо, эксплуатационного загрязнения, а также значительно снижает проблемы безопасности при добыче и эксплуатации. Она вырабатывает пиковую мощность около местного полудня каждый день, а ее коэффициент мощности составляет около 20 процентов. [32]

Энергия ветра

Ветровые турбины могут быть распределенными источниками энергии или их можно построить в масштабе коммунальных услуг. Они требуют минимального обслуживания и низкого уровня загрязнения, но распределенный ветер в отличие от ветра коммунального масштаба имеет гораздо более высокие затраты, чем другие источники энергии. [33] Как и в случае с солнечной энергией, энергия ветра изменчива и недиспетчеризируема. Ветряные башни и генераторы имеют существенные страховые обязательства, вызванные сильными ветрами, но хорошую эксплуатационную безопасность. Распределенная генерация из гибридных ветровых энергосистем объединяет энергию ветра с другими системами DER. Одним из таких примеров является интеграция ветровых турбин в гибридные солнечные энергосистемы , поскольку ветер имеет тенденцию дополнять солнечную, поскольку пиковые часы работы для каждой системы приходятся на разное время дня и года.

Гидроэнергетика

Гидроэлектроэнергия является наиболее широко используемой формой возобновляемой энергии, и ее потенциал уже в значительной степени изучен или находится под угрозой из-за таких проблем, как воздействие на окружающую среду рыболовства и возросший спрос на рекреационный доступ. Однако использование современных технологий 21-го века, таких как энергия волн , может сделать доступными большие объемы новых гидроэнергетических мощностей с незначительным воздействием на окружающую среду.

Модульные и масштабируемые турбины кинетической энергии следующего поколения могут быть развернуты в массивах для удовлетворения потребностей в жилых, коммерческих, промышленных, муниципальных или даже региональных масштабах. Микрогидрокинетические генераторы не требуют ни плотин, ни водохранилищ, поскольку они используют кинетическую энергию движения воды, будь то волны или поток. Не требуется строительство на береговой линии или морском дне, что сводит к минимуму воздействие на окружающую среду для среды обитания и упрощает процесс получения разрешений. Такое производство электроэнергии также оказывает минимальное воздействие на окружающую среду, а нетрадиционные микрогидроэнергетические приложения могут быть привязаны к существующим конструкциям, таким как доки, пирсы, опоры мостов или аналогичные конструкции. [34]

Отходы в энергию

Твердые бытовые отходы (ТБО) и природные отходы, такие как осадок сточных вод, пищевые отходы и навоз животных, будут разлагаться и выделять содержащий метан газ, который можно собирать и использовать в качестве топлива в газовых турбинах или микротурбинах для производства электроэнергии в качестве распределенного энергетического ресурса. Кроме того, калифорнийская компания Gate 5 Energy Partners, Inc. разработала процесс, который преобразует природные отходы, такие как осадок сточных вод, в биотопливо, которое можно сжигать для питания паровой турбины, вырабатывающей электроэнергию. Эту электроэнергию можно использовать вместо электроэнергии из сети в источнике отходов (например, на очистных сооружениях, фермах или молочных заводах).

Хранение энергии

Распределенный энергетический ресурс не ограничивается генерацией электроэнергии, но может также включать устройство для хранения распределенной энергии (DE). [20] Приложения распределенных систем хранения энергии (DESS) включают несколько типов батарей, гидроаккумуляторов , сжатого воздуха и теплового накопителя энергии . [35] : 42  Доступ к хранению энергии для коммерческих приложений легко получить через такие программы, как хранение энергии как услуга (ESaaS).

Фотоэлектрическое хранилище

Распространенные технологии аккумуляторных батарей, используемые в современных фотоэлектрических системах, включают в себя свинцово-кислотные батареи с клапанным регулированием ( свинцово-кислотные батареи ), никель-кадмиевые и литий-ионные батареи . По сравнению с другими типами свинцово-кислотные батареи имеют более короткий срок службы и более низкую плотность энергии. Однако из-за их высокой надежности, низкого саморазряда (4–6% в год), а также низких инвестиций и затрат на техническое обслуживание, в настоящее время они являются преобладающей технологией, используемой в небольших жилых фотоэлектрических системах, поскольку литий-ионные батареи все еще находятся в стадии разработки и примерно в 3,5 раза дороже свинцово-кислотных батарей. Кроме того, поскольку устройства хранения для фотоэлектрических систем являются стационарными, более низкая плотность энергии и мощности и, следовательно, более высокий вес свинцово-кислотных батарей не так критичны, как для электромобилей . [36] : 4, 9 
Однако литий-ионные аккумуляторы, такие как Tesla Powerwall , имеют потенциал для замены свинцово-кислотных аккумуляторов в ближайшем будущем, поскольку они интенсивно разрабатываются, и ожидается снижение цен из-за экономии масштаба, обеспечиваемой крупными производственными предприятиями, такими как Gigafactory 1. Кроме того, литий-ионные аккумуляторы подключаемых электромобилей могут служить будущими устройствами хранения, поскольку большинство транспортных средств припаркованы в среднем 95 процентов времени, их аккумуляторы могут использоваться для передачи электроэнергии от автомобиля к линиям электропередач и обратно. Другие перезаряжаемые аккумуляторы, которые рассматриваются для распределенных фотоэлектрических систем, включают в себя натрий-серные и ванадиевые окислительно-восстановительные аккумуляторы, два известных типа расплавленной соли и проточной батареи соответственно. [36] : 4 

Транспортное средство-сеть

Будущие поколения электромобилей, возможно, будут иметь возможность передавать энергию от аккумулятора в транспортном средстве к сети в случае необходимости. [37] Сеть электромобилей имеет потенциал служить в качестве DESS. [35] : 44 

Маховики

Усовершенствованный маховиковый накопитель энергии (FES) сохраняет электроэнергию, вырабатываемую из распределенных ресурсов, в форме угловой кинетической энергии путем ускорения ротора ( маховика ) до очень высокой скорости от 20 000 до более 50 000 об/мин в вакуумном корпусе. Маховики могут реагировать быстро, поскольку они сохраняют и возвращают электроэнергию в сеть в течение нескольких секунд. [38] [39]

Интеграция с сеткой

По соображениям надежности распределенные генерирующие ресурсы будут связаны с той же передающей сетью, что и центральные станции. При интеграции этих ресурсов в сеть возникают различные технические и экономические проблемы. Технические проблемы возникают в областях качества электроэнергии , стабильности напряжения, гармоник, надежности, защиты и управления. [40] [41] Поведение защитных устройств в сети должно быть изучено для всех комбинаций распределенной и центральной генерации станции. [42] Масштабное развертывание распределенной генерации может повлиять на общесетевые функции, такие как контроль частоты и распределение резервов. [43] В результате в сеть добавляются функции интеллектуальной сети , виртуальные электростанции [44] [45] [46] и сетевое хранение энергии, такое как питание для заправочных станций. Возникают конфликты между коммунальными службами и организациями, управляющими ресурсами. [47]

Каждый ресурс распределенной генерации имеет свои собственные проблемы интеграции. Солнечные фотоэлектрические системы и ветровая энергия имеют прерывистую и непредсказуемую генерацию, поэтому они создают много проблем со стабильностью напряжения и частоты. Эти проблемы с напряжением влияют на механическое сетевое оборудование, такое как переключатели ответвлений нагрузки, которые реагируют слишком часто и изнашиваются гораздо быстрее, чем предполагали коммунальные службы. [48] Кроме того, без какой-либо формы хранения энергии во время высокой солнечной генерации компании должны быстро увеличивать генерацию около времени захода солнца, чтобы компенсировать потерю солнечной генерации. Эта высокая скорость нарастания создает то, что отрасль называет кривой утки , которая является серьезной проблемой для операторов сетей в будущем. [49] Хранение может решить эти проблемы, если его можно реализовать. Маховики показали, что обеспечивают превосходное регулирование частоты. [50] Кроме того, маховики обладают высокой циклируемостью по сравнению с батареями, что означает, что они сохраняют ту же энергию и мощность после значительного количества циклов (порядка 10 000 циклов). [51] Краткосрочные батареи при достаточно большом масштабе использования могут помочь сгладить кривую утки и предотвратить колебания использования генератора, а также могут помочь поддерживать профиль напряжения. [52] Однако стоимость является основным ограничивающим фактором для хранения энергии, поскольку каждая технология является чрезмерно дорогой для производства в масштабе и сравнительно не энергоемкой по сравнению с жидким ископаемым топливом. Наконец, еще один метод содействия интеграции заключается в использовании интеллектуальных инверторов , которые также способны хранить энергию, когда производство энергии превышает потребление. [53]

Смягчение проблем напряжения и частоты при интеграции DG

Были предприняты некоторые усилия по смягчению проблем с напряжением и частотой из-за возросшего внедрения DG. В частности, IEEE 1547 устанавливает стандарт для взаимосвязи и взаимодействия распределенных энергетических ресурсов. IEEE 1547 устанавливает конкретные кривые, сигнализирующие о том, когда устранять неисправность в зависимости от времени после возмущения и величины неравномерности напряжения или частоты. [54] Проблемы с напряжением также дают устаревшему оборудованию возможность выполнять новые операции. В частности, инверторы могут регулировать выходное напряжение DG. Изменение импеданса инвертора может изменить колебания напряжения DG, то есть инверторы имеют возможность контролировать выходное напряжение DG. [55] Чтобы уменьшить влияние интеграции DG на механическое сетевое оборудование, трансформаторы и переключатели ответвлений нагрузки имеют потенциал для реализации определенных кривых работы ответвлений в зависимости от напряжения, смягчающих влияние неравномерностей напряжения из-за DG. То есть переключатели ответвлений нагрузки реагируют на колебания напряжения, которые длятся в течение более длительного периода, чем колебания напряжения, создаваемые оборудованием DG. [56]

Автономные гибридные системы

Теперь стало возможным объединять такие технологии, как фотоэлектричество , батареи и когенерацию, для создания автономных систем распределенной генерации. [57]

Недавние исследования показали, что такие системы имеют низкую приведенную стоимость электроэнергии . [58]

Многие авторы теперь считают, что эти технологии могут обеспечить возможность массового отказа от сетей , поскольку потребители могут производить электроэнергию, используя автономные системы, в основном состоящие из солнечной фотоэлектрической технологии. [59] [60] [61] Например, Институт Роки Маунтин предположил, что возможен широкомасштабный отказ от сетей . [62] Это подтверждается исследованиями на Среднем Западе. [63]

Факторы стоимости

Когенераторы пользуются популярностью, поскольку большинство зданий уже сжигают топливо, а когенерация может извлечь больше пользы из топлива. Местное производство не имеет потерь при передаче электроэнергии по линиям электропередач на большие расстояния или потерь энергии из-за эффекта Джоуля в трансформаторах, где в целом теряется 8-15% энергии [64] (см. также стоимость электроэнергии по источнику ). Некоторые более крупные установки используют комбинированный цикл генерации. Обычно он состоит из газовой турбины , выхлоп которой кипятит воду для паровой турбины в цикле Ренкина . Конденсатор парового цикла обеспечивает тепло для отопления помещений или абсорбционного охладителя . Установки комбинированного цикла с когенерацией имеют самые высокие известные тепловые КПД, часто превышающие 85%. [ необходима цитата ] В странах с распределением газа высокого давления можно использовать небольшие турбины для доведения давления газа до бытового уровня, извлекая при этом полезную энергию. Если бы Великобритания внедрила это по всей стране, то стало бы доступно дополнительно 2-4 ГВт. (Обратите внимание, что энергия уже генерируется в другом месте для обеспечения высокого начального давления газа — этот метод просто распределяет энергию по другому маршруту.)

Микросеть

Микросеть — это локализованная группировка генерации электроэнергии, хранения энергии и нагрузок, которая обычно работает подключенной к традиционной централизованной сети ( макросети ). Эта единая точка общего соединения с макросетью может быть отключена. Затем микросеть может функционировать автономно. [65] Генерация и нагрузки в микросети обычно соединены между собой на низком напряжении, и она может работать на постоянном токе, переменном токе или в комбинации того и другого. С точки зрения оператора сети подключенная микросеть может управляться так, как если бы она была единым целым.

Ресурсы генерации микросетей могут включать стационарные батареи, топливные элементы, солнечную, ветровую или другие источники энергии. Множественные рассредоточенные источники генерации и возможность изолировать микросеть от более крупной сети обеспечат высоконадежную электроэнергию. Производимое тепло от источников генерации, таких как микротурбины, может использоваться для локального технологического отопления или отопления помещений, что позволяет гибко комбинировать потребности в тепле и электроэнергии.

Микросети были предложены после отключения электроэнергии в Индии в июле 2012 года : [66]

Микросети были внедрены в ряде сообществ по всему миру. Например, Tesla внедрила солнечную микросеть на острове Тау в Самоа, обеспечив весь остров солнечной энергией. [67] Эта локализованная система производства помогла сэкономить более 380 кубических метров (100 000 галлонов США) дизельного топлива. Она также способна поддерживать остров в течение трех полных дней, если в этот период вообще не будет солнца. [68] Это отличный пример того, как микросети могут быть внедрены в сообществах для поощрения использования возобновляемых ресурсов и локализованного производства.

Для правильного планирования и установки микросетей необходимо инженерное моделирование. Существует множество инструментов моделирования и инструментов оптимизации для моделирования экономических и электрических эффектов микросетей. Широко используемым инструментом экономической оптимизации является модель принятия потребителями распределенных энергетических ресурсов (DER-CAM) от Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли . Другим часто используемым инструментом коммерческого экономического моделирования является Homer Energy, первоначально разработанная Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии . Существуют также некоторые инструменты проектирования потоков мощности и электрооборудования, которыми руководствуются разработчики микросетей. Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория разработала общедоступный инструмент GridLAB-D, а Научно-исследовательский институт электроэнергетики (EPRI) разработал OpenDSS для моделирования распределительной системы (для микросетей). Профессиональная интегрированная версия DER-CAM и OpenDSS доступна через BankableEnergy Архивировано 11 июля 2018 года на Wayback Machine . Европейским инструментом, который можно использовать для моделирования потребления электроэнергии, охлаждения, отопления и технологического тепла, является EnergyPLAN от Университета Ольборга, Дания .

Коммуникации в системах DER

Правовые требования к распределенной генерации

В 2010 году в Колорадо был принят закон, требующий, чтобы к 2020 году 3% электроэнергии, вырабатываемой в Колорадо, использовало распределенную генерацию того или иного вида. [71] [72]

11 октября 2017 года губернатор Калифорнии Джерри Браун подписал законопроект SB 338, который обязывает коммунальные компании планировать «безуглеродные альтернативы газовой генерации» для удовлетворения пикового спроса. Закон требует от коммунальных компаний оценивать такие вопросы, как хранение энергии, эффективность и распределенные энергетические ресурсы. [73]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Генерация на месте: узнайте больше о наших технологиях генерации возобновляемой энергии на месте". E.ON SE . Получено 17 декабря 2015 г.
  2. ^ "Введение в распределенную генерацию". Virginia Tech . 2007. Архивировано из оригинала 10 декабря 2018 года . Получено 23 октября 2017 года .
  3. ^ «Расширение возможностей будущего с помощью распределенных энергетических ресурсов». 2023.
  4. ^ Надим, Талха Бин; Сиддики, Мубашир; Халид, Мухаммад; Асиф, Мухаммад (2023). «Распределенные энергетические системы: обзор классификации, технологий, приложений и политик». Обзоры энергетической стратегии . 48 : 101096. Bibcode : 2023EneSR..4801096N. doi : 10.1016/j.esr.2023.101096 .
  5. ^ Мохаммади Фатхабад, Аболхассан; Чэн, Цзяньцян; Пан, Кай; Цю, Фэн (2020). «Планирование на основе данных для возобновляемой распределенной генерации в распределительных системах». Труды IEEE по энергосистемам . 35 (6): 4357–4368. doi :10.1109/TPWRS.2020.3001235. ISSN  1558-0679. S2CID  225734643.
  6. ^ Де Карне, Джованни; Бутикки, Джампаоло; Цзоу, Чжисян; Лисерре, Марко (июль 2018 г.). «Управление обратным потоком мощности в распределительной сети ST-Fed». IEEE Transactions on Smart Grid . 9 (4): 3811–3819. doi :10.1109/TSG.2017.2651147. ISSN  1949-3061. S2CID  49354817.
  7. ^ Салех, М.; Эса, Й.; Мханди, Й.; Брандауэр, В.; Мохамед, А. (октябрь 2016 г.). «Проектирование и реализация испытательного стенда микросетей постоянного тока CCNY». Ежегодное собрание IEEE Industry Applications Society 2016 г. стр. 1–7. doi :10.1109/IAS.2016.7731870. ISBN 978-1-4799-8397-1. S2CID  16464909.
  8. ^ Салех, М.С.; Альтайбани, А.; Эса, Й.; Мханди, Й.; Мохамед, А.А. (октябрь 2015 г.). «Влияние кластеризации микросетей на их стабильность и устойчивость во время отключений электроэнергии». Международная конференция по интеллектуальным сетям и технологиям чистой энергии 2015 г. (ICSGCE) . стр. 195–200. doi :10.1109/ICSGCE.2015.7454295. ISBN 978-1-4673-8732-3. S2CID  25664994.
  9. ^ ab DOE; Потенциальные преимущества распределенной генерации и вопросы, связанные с тарифами, которые могут препятствовать ее расширению; 2007.
  10. ^ Ловинс; Малый — значит прибыльный: скрытые экономические выгоды от создания электроресурсов нужного размера; Институт Роки Маунтин, 2002.
  11. ^ Такахаши и др.; Варианты политики поддержки распределенных ресурсов; Университет Делавэра, Центр энергетической и экологической политики; 2005.
  12. ^ Хирш; 1989; цитируется в DOE, 2007.
  13. ^ Ловинс; Малый — значит прибыльный: скрытые экономические выгоды от создания электроресурсов нужного размера; Институт Роки Маунтин; 2002
  14. ^ Мичиган (ожидается цитирование)
  15. ^ Берке, Джереми (8 мая 2018 г.). «Одна простая диаграмма показывает, почему грядет энергетическая революция — и кто, скорее всего, выйдет победителем». Business Insider Singapore . Получено 18 декабря 2018 г.
  16. ^ "Последний прогноз Bloomberg предсказывает быстрое падение цен на батареи". Inside EVs . 21 июня 2018 г. Получено 18 декабря 2018 г.]
  17. ^ Макфарланд, Мэтт (25 марта 2014 г.). «Сетевой паритет: почему электроэнергетические компании должны бороться за сон по ночам». www.washingtonpost.com/ . Washingtonpost.com. Архивировано из оригинала 18 августа 2014 г. . Получено 14 сентября 2014 г. .
  18. ^ "Использование распределенных энергетических ресурсов" (PDF) . www.nrel.gov . NREL. 2002. стр. 1. Архивировано из оригинала (PDF) 8 сентября 2014 г. Получено 8 сентября 2014 г.
  19. ^ http://www.NREL.gov Системы объединения распределенных энергетических ресурсов: обзор технологий и потребности в исследованиях, 2002 г.
  20. ^ ab http://www.smartgrid.gov Лексикон Распределенный энергетический ресурс Архивировано 6 декабря 2017 г. на Wayback Machine
  21. ^ Du, R.; Robertson, P. (2017). «Экономически эффективный инвертор, подключенный к сети, для микрокомбинированной системы теплоснабжения и электроснабжения». IEEE Transactions on Industrial Electronics . 64 (7): 5360–5367. doi :10.1109/TIE.2017.2677340. ISSN  0278-0046. S2CID  1042325.
  22. ^ Кунал К. Шах, Айшвария С. Мундада, Джошуа М. Пирс. Производительность гибридных распределенных энергетических систем США: солнечные фотоэлектрические, аккумуляторные и комбинированные теплоэлектростанции. Преобразование и управление энергией 105 , стр. 71–80 (2015).
  23. ^ Когенерация на основе газового двигателя, http://www.clarke-energy.com, дата обращения 9.12.2013
  24. ^ "Heiß auf kalt" . Архивировано из оригинала 18 мая 2015 года . Проверено 15 мая 2015 г.
  25. ^ Тригенерация с газовыми двигателями, http://www.clarke-energy.com, получено 9.12.2013
  26. ^ Газовые двигатели, [1], получено 9 декабря 2013 г.
  27. ^ Обзор отрасли топливных элементов 2013 (PDF) (Отчет). FuelCellToday.com. Архивировано из оригинала (PDF) 7 октября 2013 г.
  28. ^ ab "Последние разработки в схеме Ene-Farm" . Получено 15 мая 2015 г.
  29. ^ "Запуск нового продукта на основе топливных элементов для дома "Ene-Farm". Более доступный и простой в установке - Новости штаб-квартиры - Panasonic Newsroom Global" . Получено 15 мая 2015 г.
  30. ^ "Photovoltaics Report" (PDF) . Fraunhofer ISE. 28 июля 2014 г. стр. 18–19. Архивировано (PDF) из оригинала 9 августа 2014 г. Получено 31 августа 2014 г.
  31. ^ Паркинсон, Джайлс (7 января 2014 г.). «Deutsche Bank предсказывает вторую солнечную «золотую лихорадку»». REnewEconomy . Архивировано из оригинала 28 июня 2014 г. . Получено 14 сентября 2014 г. .
  32. ^ https://www.academia.edu, Джанет Марсдон Распределенные системы генерации: новая парадигма устойчивой энергетики
  33. ^ "NREL: Анализ энергии - Капитальные затраты на технологию распределенной генерации энергии". www.nrel.gov . Получено 31 октября 2015 г.
  34. ^ https://www.academia.edu, Джанет Марсдон Распределенные системы генерации: новая парадигма устойчивой энергетики, стр. 8, 9
  35. ^ ab http://www.NREL.gov - Роль хранения энергии в производстве возобновляемой электроэнергии
  36. ^ ab Joern Hoppmann; Jonas Volland; Tobias S. Schmidt; Volker H. Hoffmann (июль 2014 г.). «Экономическая жизнеспособность аккумуляторных батарей для жилых солнечных фотоэлектрических систем — обзор и имитационная модель». ETH Zürich, Гарвардский университет.
  37. ^ "Energy VPN Blog". Архивировано из оригинала 12 апреля 2012 года . Получено 15 мая 2015 года .
  38. ^ Кастельвекки, Давиде (19 мая 2007 г.). «Вращение в контроль: высокотехнологичные реинкарнации древнего способа хранения энергии». Science News . 171 (20): 312–313. doi :10.1002/scin.2007.5591712010. Архивировано из оригинала 6 июня 2014 г. Получено 12 сентября 2014 г.
  39. ^ Уиллис, Бен (23 июля 2014 г.). «Первая в Канаде сетевая система хранения энергии запущена в Онтарио». storage.pv-tech.org/ . pv-tech.org. Архивировано из оригинала 31 августа 2014 г. Получено 12 сентября 2014 г.
  40. ^ «Вклад в управление и устойчивость системы распределенных энергетических ресурсов, подключенных к распределительной сети». Технический отчет IEEE PES. 15 января 2017 г.
  41. ^ Томояга, Б.; Чиндрис, М.; Сумпер, А.; Судрия-Андреу, А.; Виллафафила-Роблес, Р. Оптимальная по Парето реконфигурация систем распределения электроэнергии с использованием генетического алгоритма на основе NSGA-II. Energies 2013, 6, 1439-1455.
  42. ^ П. Мазиди, Г. Н. Шринивас; Оценка надежности распределенной генерации, подключенной к распределительной системе ; Международный журнал по эксплуатации энергосистем и управлению энергией (IJPSOEM), ноябрь 2011 г.
  43. ^ Математика Х. Боллен, Файнан Хассан Интеграция распределенной генерации в энергосистему , John Wiley & Sons, 2011 ISBN 1-118-02901-1 , страницы vx 
  44. ^ Инструмент принятия решений для виртуальных электростанций с учетом среднесрочных двусторонних контрактов
  45. ^ Разработка инструмента хеджирования рисков для виртуальных электростанций с использованием надежного подхода к оптимизации
  46. ^ Среднесрочная модель формирования коалиции гетерогенных распределенных источников энергии для коммерческой виртуальной электростанции
  47. ^ Бэндык, Мэтью (18 августа 2020 г.). «Продвижение перехода: битва за контроль над виртуальными электростанциями только начинается». Utility Dive . Архивировано из оригинала 19 августа 2020 г.
  48. ^ Агалгаонкар, YP; и др. (16 сентября 2013 г.). «Управление напряжением распределения с учетом влияния генерации фотоэлектрических систем на переключатели ответвлений и автономные регуляторы». Труды IEEE по энергосистемам . 29 (1): 182–192. doi : 10.1109/TPWRS.2013.2279721. hdl : 10044/1/12201 . S2CID  16686085.
  49. ^ «Что кривая утки говорит нам об управлении зеленой сетью» (PDF) . caiso.com . California ISO . Получено 29 апреля 2015 г. .
  50. ^ Лазаревич, Мэтью; Рохас, Алекс (10 июня 2004 г.). «Регулирование частоты сети путем рециркуляции электрической энергии в маховиках». Общее собрание IEEE Power Engineering Society, 2004 г. Том 2. С. 2038–2042. doi :10.1109/PES.2004.1373235. ISBN 0-7803-8465-2. S2CID  20032334. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  51. ^ "Маховики". Ассоциация по хранению энергии.
  52. ^ Лазар, Джим. «Учим «утку» летать» (PDF) . RAP . Получено 29 апреля 2015 г.
  53. ^ «Умная сеть, умные инверторы для умного энергетического будущего». Национальная лаборатория возобновляемой энергии.
  54. ^ Эффективность распределенной энергии и ресурсов во время и после нарушения работы системы (Отчет). Декабрь 2013 г.
  55. ^ Передовые технологии управления напряжением и стабильностью распределительной сети с электромобилями и распределенной генерацией (Отчет). Март 2015 г. С. 48–50.
  56. ^ Оптимальная схема управления напряжением OLTC при высоком уровне проникновения солнечной энергии (Отчет). Апрель 2018 г. С. 7–9.
  57. ^ Шах, Кунал К.; Мундада, Айшвария С.; Пирс, Джошуа М. (2015). «Производительность гибридных распределенных энергетических систем США: солнечные фотоэлектрические, аккумуляторные и комбинированные теплоэлектростанции». Преобразование и управление энергией . 105 : 71–80. Bibcode : 2015ECM...105...71S. doi : 10.1016/j.enconman.2015.07.048. S2CID  107189983.
  58. ^ Мундада, Айшвария; Шах, Кунал; Пирс, Джошуа М. (2016). «Выровненная стоимость электроэнергии для солнечных фотоэлектрических, аккумуляторных и гибридных систем когенерации». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 57 : 692–703. Bibcode : 2016RSERv..57..692M. doi : 10.1016/j.rser.2015.12.084. S2CID  110914380.
  59. ^ Кумагаи, Дж., 2014. Развитие персональных электростанций. IEEE Spectrum, 51(6), стр. 54-59.
  60. ^ Абхилаш Кантамнени, Ришель Винклер, Люсия Гаучия, Джошуа М. Пирс, свободный открытый доступ Возникающая экономическая жизнеспособность отказа от сети в северном климате с использованием солнечных гибридных систем. Энергетическая политика 95 , 378–389 (2016). doi: 10.1016/j.enpol.2016.05.013
  61. ^ Халилпур, Р. и Вассалло, А., 2015. Выход из сети: амбиции или реальный выбор? Энергетическая политика, 82, стр. 207-221.
  62. ^ Экономика отказа от энергоснабжения - Институт Роки Маунтин http://www.rmi.org/electricity_grid_defection Архивировано 12 августа 2016 г. на Wayback Machine
  63. ^ Энди Баласковиц. Изменения в системе учета электроэнергии могут привести к отключению людей от электросети, говорят исследователи из Мичигана. Архивировано 15 июня 2016 г. в Wayback Machine - MidWest Energy News
  64. ^ "Насколько велики потери в линиях электропередач?". Блог Schneider Electric . 25 марта 2013 г. Получено 15 мая 2015 г.
  65. ^ Стэн Марк Каплан, Фред Сиссин, (ред.) Интеллектуальная сеть: модернизация передачи и распределения электроэнергии... The Capitol Net Inc, 2009, ISBN 1-58733-162-4 , стр. 217 
  66. ^ ab "Энергетический кризис и крах сети: пора ли задуматься" . Получено 15 мая 2015 г. .
  67. ^ "Tesla снабжает целый остров солнечной энергией, чтобы продемонстрировать свои энергетические возможности". The Verge . Получено 9 марта 2018 г.
  68. ^ «Как остров в Тихом океане перешел с дизельного на 100% солнечную энергию». 23 февраля 2017 г. Архивировано из оригинала 25 февраля 2017 г. Получено 9 марта 2018 г.
  69. ^ Фюрст, Джонатан; Гавиновски, Ник; Бюттрих, Себастьян; Бонне, Филипп (25 сентября 2013 г.). «COSMGrid: настраиваемая готовая микросетка». Глобальная конференция IEEE по гуманитарным технологиям (GHTC) 2013 г. стр. 96–101. doi :10.1109/GHTC.2013.6713662. ISBN 978-1-4799-2402-8. S2CID  19202084.
  70. ^ Штадлер, Майкл (2018). «Концепция гибкого недорогого контроллера микросети PV/EV на базе Raspberry Pi» (PDF) . Центр энергетики и инновационных технологий .
  71. ^ «Переход на солнечную энергию сложнее, чем кажется, считает Долина» статья Кирка Джонсона в The New York Times, 3 июня 2010 г.
  72. ^ "Колорадо увеличивает требования к возобновляемым источникам энергии" блог Кейт Гэлбрейт на NYTimes.Com 22 марта 2010 г.
  73. ^ Bade, Gavin (12 октября 2017 г.). «Губернатор Калифорнии Браун подписывает законопроект, предписывающий коммунальным предприятиям планировать хранение и DER для пикового спроса». Utility Dive . Получено 18 октября 2017 г.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки