丹麦离网孤岛上的混合电源系统。

离网孤岛 Livø 通过智能系统管理混合电源,从而确保电源的安全性

借助 DEIF AGC-4  和 ASC-4  控制器,丹麦的 Livø 离网孤岛获得了一种功率管理解决方案,即使负载变化很大且能源组合中包含多种可再生能源,这种方案也仍可确保安全供电。目标是使该岛实现可再生能源的完全自给自足。

我们中的大多数人都想当然地认为,当我们需要开灯或为手机充电时,插座中随时有电。确实,如果没有通用、可靠的电力供应,大多数社会将陷入停滞状态。因此,公用事业必须保障供电安全,尤其是在依赖本地电源的离网孤岛社区中,更应如此。

面临的挑战并不在于依靠众所周知且久经考验的技术(包括光伏等可再生能源)实现发电本身。“真正的挑战是找到一个能够平衡一切的控制器,例如,当一片云遮挡了阳光时,另一种电源就可以继续供电”,正在丹麦 Livø 孤岛开发 GrønLivø 项目的项目经理 Birgitte Palle Nielsen 说道。该项目由丹麦环境与食品部下属的自然局管理,与奥尔堡大学以及工程公司 COWI 和 Intego 合作进行,部分资金由丹麦能源技术发展和示范基金会提供。

“真正的挑战是找到一个能够平衡一切的控制器,例如,当一片云遮挡了阳光时,另一种电源就可以继续供电”

Birgitte Palle Nielsen

Project Manager |

Grøn Livø 的目标之一是,使该岛成为丹麦第一个实现可再生能源自给自足的岛屿。其目的是展示离网社区如何实现能源自给自足并为持续居住奠定基础。为实现这一目标,供电的安全性至关重要,因此找到正确的控制解决方案十分关键。

 

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负载变化很大

Livø 岛屿距海岸线约 4 公里,占地 320 公顷,未与大陆电网相连,因此必须在本地产生可靠的电力和热力。更难的是,尽管岛上只有很少的永久居民,但由于岛上风景迷人,每年都会举办爵士音乐节等活动,整个夏天吸引了约 20,000 人来此旅游。对应的后果是,大幅增加了功耗,并且负载变化很大,岛上公用事业的员工需要自行应对这些波动。

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“我来举个小例子”,负责岛上大部分公用事业设备安装的 Jacob G. Knudsen 说道。“永久居民平均消耗约 13 kW,但旅馆的洗碗机自身就消耗 13 kW。如果有人将其启动,功耗将翻倍。”

通过 DEIF 功率管理更新了能源组合

在项目开始之初,过时的柴油发电机组之前为 Livø 提供全部电力,已达到 12 万小时的运行时间,并且被替换为三个较小的发电机组,这三个发电机组可提供的最大总输出功率为 36 kW。此外,还将 25 kW 风轮机和 33 kW 光伏板添加到了能源组合中。该装置还包括一个电锅炉,该锅炉将剩余功率转换为热水,然后将其存储在 32 m3 的储热罐中。

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整个系统使用 DEIF 控制器进行管理。每个发电机组都使用 AGC-4  进行控制,而可再生能源使用 ASC-4 Solar  和 ASC-4 Wind 进行控制。所有控制器都互连在一起,形成了一个完整的功率管理系统,该系统优先考虑可再生能源,以最大程度地降低化石燃料的消耗:在风力较低的情况下,太阳能会逐渐增加,反之亦然。同时,内置的最小发电机组负载功能可使发电机组以最小负载运行,以保护它们免受不纯燃烧和排气问题的困扰。如果所有可再生能源的功率输出较低,或者在极少数情况下出现停机,则系统会在几秒钟内按要求增加发电机组的数量,然后重新连接可再生能源。

上述内容与其他功率管理功能可确保一致的供电质量和供电安全性,这对于 Nature Agency 非常重要。“我们希望尽量减少化石燃料的使用,但我们也想维护岛上的供电安全性,”Birgitte Palle Nielsen 说道。“因此,对于项目中使用的技术,我们不想冒任何风险。”

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争取实现 100% 可再生能源的自给自足

新设施于 2019 年秋季全面投入运营时,该岛有望实现 50% 的可再生能源自给自足。不存在任何运营问题;实际上,借助 DEIF 控制器,岛上公用事业的员工少了很多忧虑。“功率管理功能对我们而言非常重要”,在公用事业出现紧急情况下为 Jacob G. Knudsen 提供协助的护林员 Martin Olsen 说道。“当一切正常运行时,您会忘了控制器的存在。当出现问题时,您会很庆幸能够使用所有这些控制选项!”

 

“当一切正常运行时,您会忘了控制器的存在。当出现问题时,您会很庆幸能够使用所有这些控制选项!”

Martin Olsen

Forest Guard |

下一目标是使 Livø 实现 80% 的可再生能源自给自足。为此,目的是为公用事业设施增加电池存储空间,以进一步减少孤岛对发电机组的依赖。还将安装一个热泵。长期目标当然是 100% 自给自足。Birgitte Palle Nielsen 意识到,实现这一目标可能需要尚不掌握的技术。但是,借助 DEIF,Grøn Livø 项目现在就拥有了能实现其目标的功率管理技术,而 Birgitte Palle Nielsen 确信,从该项目中学到的知识可以对 Livø 和其他岛屿产生巨大影响。

“如果我们能证明一个小岛社区可以实现一致的供电质量和不间断的发电,那么潜力是巨大的”,她总结道。

Allan Schmidt

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