微电网为加拿大本土社区带来了新发现的宁静和成本降低

微电网为加拿大本土社区带来了新发现的宁静和成本降低

By Lili Francklyn on February 24, 2022

哈布勒顿岛（照片由Hakai Energy Solutions提供）

为加拿大第一个国家哈布尔顿岛供电的电力价格高昂——发电机隆隆作响，能源成本高昂。

哈伯顿岛是加拿大不列颠哥伦比亚省的6000个岛屿之一，是一个小型的土著社区，依靠渔业和伐木等丰富的当地资源生存。该地区原始的环境也吸引了游客，他们欣赏该地区壮观的野生动物，包括夏季大量虎鲸、丰富的鲑鱼渔业、灰熊、秃鹰、海豹和海狮。

但在过去50年里，该岛自然形成的田园诗般的宁静被为居民供电的柴油发电机打破。更重要的是，发电机使用的柴油价格昂贵，需要通过驳船运输到偏远地区。

现在，由于政府拨款决定了该站点的基本设计，以及两位专家能源系统设计师——Hakai energy Solutions和Ageto energy的合作，一个混合微电网为哈伯莱顿岛供电。微电网的大部分电力来自120千瓦（kW）的太阳能光伏和125千瓦的储能逆变器，以及440千瓦时的储能。可再生能源开发商Hakai energy建造了该系统，而Ageto energy设计了微电网及其控制装置。Ageto ARC微电网控制器管理该系统，该系统包括三台发电机。哈伯顿岛120千瓦（kW）的太阳能光伏发电（照片由Hakai Energy Solutions提供）

通过设计，该装置最大限度地利用可再生能源作为动力源。但太阳能光伏发电量受到可用日照的影响，而在哈布勒顿岛上，可用日照并不总是充足的。据维基百科报道，哈伯顿岛位于温哥华岛北部的东部，容易出现高降水量，并由此导致云层覆盖。

Ageto Energy首席运营官兼联合创始人迈克·默里（Mike Murray）说：“由于当地气候多雨，我们仍然需要运行发电机。”。但默里说，Ageto系统使可再生能源和传统系统协同工作。“它与ComAp制造的发电机控制器进行通信，并确保太阳能、蓄电池和发电机都能正确协调。”配备三种尺寸的发电机，控制器根据当前负载需求选择合适尺寸的发电机。

UL的HOMER Pro用于初步可行性研究和初步设计 Ageto Energy在规划阶段使用UL的HOMER Pro®对哈伯顿岛系统进行建模。该软件比较了多种能源在估计电力负荷方面的性能，推荐了太阳能光伏、电池和发电机的最佳组合，然后预测了每种能源输入的每日时间。

Murray表示，经过一年的运行，哈伯顿岛的微电网表现良好，尽管天气比最初预期的稍差。微电网大幅降低了60%的燃料消耗，在6月份——太阳能生产的最佳月份——节省了400加仑柴油，每年为社区节省了超过20000美元（USD），并减少了57公吨的二氧化碳排放。

“看到HOMER Pro帮助社区大幅减少燃料使用和碳排放，这是非常令人高兴的，即使在高纬度和多云的地区，比如不列颠哥伦比亚省沿海地区，”UL微电网负责人、HOMER软件平台的创始人彼得·利林塔尔说。Lilienthal拥有管理科学和工程博士学位。

通过微电网控制器系统进行远程操作

根据2019冠状病毒疾病的限制，Murray根据科罗拉多的柯林斯堡通过卫星链路远程配置和委托该系统。该系统启动后，Ageto立即开始从其柯林斯堡总部进行实时远程监控。

ARC控制器每秒向系统发送数据，以平衡发电和电力负荷。“由于这种能力，”默里说，“Harbledown在一年半的运营中只有两个小时的停机时间。”

Ageto Energy客户仪表板显示能源贡献。（照片由Ageto Energy提供）

小岛屿微电网的经验教训

Ageto Energy设计了Harbledown微电网，电池和发电机始终在电网形成模式下运行。通过这种方法，电池可以提供额外的旋转储备，从而更精确地维持微电网的电压和频率。

Murray指出，在许多其他混合动力系统中，当发电机关闭时，电池形成电网，当发电机打开时，发电机形成电网，这需要切换模式，并增加系统故障的风险。但是，当电池和发电机始终以电网形成的方式运行时，一个电源中的故障不会导致整个系统停机——另一个电源将无缝地承担整个系统的负载。

此外，Harbledown微电网的Ageto ARC控制器使电池能够立即放电或充电，以响应负载变化，同时允许发电机更缓慢地爬升，从而实现更高效的运行。

Harbledown逆变器（照片由Hakai Energy Solutions提供）

基于Harbledown Island微电网的积极成果，Ageto期待着与Hakai Energy Solutions就不列颠哥伦比亚原住民社区的微电网开展进一步合作。

默里说：“我们开始展示这些社区微电网中的某些设计元素是可重复的。这将缩短建设时间，最终降低未来项目的成本。”。

默里说，哈伯顿岛现在正在节约燃料成本，因为在阳光明媚的时候，太阳能发电可以替代柴油。他指出，最关键和提高生活质量的结果之一就是安静。由于太阳能光伏和电池提供的微电网，岛上居民50年来首次享受到了偏远地区的宁静。 Harbledown住宅（照片由Hakai Energy Solutions提供）