行業(yè)專家認為微電網(wǎng)時代即將到來

    由于公用事業(yè)部門難以提供足夠的電力，消費者對可再生能源增加了需求，以及不斷出現(xiàn)的備用電力系統(tǒng)故障的風險，電力行業(yè)面臨著日益嚴重的問題。那么其解決方案是什么?在電力行業(yè)舉行的一系列會談中，行業(yè)專家對于微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展進行了探討。

    在某種程度上，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)可以被視為一個能夠在短時間內(nèi)獨自發(fā)電的微電網(wǎng)。施耐德電氣公司的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和微電網(wǎng)戰(zhàn)略總監(jiān)Carsten Baumann說，“當電力中斷或發(fā)生故障時，數(shù)據(jù)中心的UPS電源啟動，柴油發(fā)電機起動提供備用電源。當電力恢復時，再關(guān)閉柴油發(fā)電機，然后接入電網(wǎng)。”

    但是在這種情況下，從電網(wǎng)切換的決策實質(zhì)上是由電力公司實施的：當電網(wǎng)發(fā)生故障時，數(shù)據(jù)中心運營商的業(yè)務就被迫停下來。Baumann表示，“我們做出決定，如果電力質(zhì)量良好，綠色環(huán)保，價格低廉，可以從電力公司購買。否則采用先進微電網(wǎng)提供的電力。這可能在一天的過程中發(fā)生變化。為了做出這個決定，我們需要采用一個無需工作人員即可查看成本、可持續(xù)性、天氣等因素的智能系統(tǒng)。”

    企業(yè)需要通過建立基礎(chǔ)設(shè)施來支持先進的微電網(wǎng)，這意味著部署更多的儲能設(shè)施，可能還需要部署一些太陽能發(fā)電系統(tǒng)和燃料電池，以及運行它的軟件系統(tǒng)，這讓數(shù)據(jù)中心可以在電力成本高時減少對電網(wǎng)的依賴，從而采用成本更加低廉的能源。

    土木工程咨詢商Arup公司副總裁Douglas Nordham說，““如今的負荷正在上升，所以需要相應地增加發(fā)電量，建設(shè)更多的發(fā)電廠，但是我們在加利福尼亞州沒有這樣做。自從2002年以來，公用事業(yè)部門真正開始減少消耗。”

    Nordham表示，在先進的微電網(wǎng)到來之前，減少負載并不是數(shù)據(jù)中心的一個很好的選擇，但現(xiàn)在機會已經(jīng)存在，并可能帶來經(jīng)濟收益。

    他說，“需求響應的回報是多少?這要看情況，但每減少一兆瓦的消耗，每年大約節(jié)省10萬美元。另一個好處是，電力公司可能會提前通知用戶需要需求響應，這可能是他們即將遭受停電或電力不足的時候。而列入災難恢復計劃中的用戶則會提前注意到公共事業(yè)公司遇到的一些電源問題。如果不是該計劃的一部分，就不會有這種想法。”

    Nordham解釋說，“數(shù)據(jù)中心不必減少負載，采用微電網(wǎng)，將會獲得更好的經(jīng)濟效益。”Nordham表示，減少需求也有營銷效益。

    但是，雖然微電網(wǎng)可以提供長期的成本節(jié)約，但它們確實需要一些前期投資。Nordham說：“如果我試圖向一家數(shù)據(jù)中心公司銷售一個微電網(wǎng)，那么他們對此可能置之不理。”另一方面，公用事業(yè)公司習慣于采用幾十年一直運行的發(fā)電廠的電力，這就是為什么Nordham認為正確的做法是采用“能源即服務”的原因。

    即使是全球最大的配電設(shè)備供應商之一，施耐德公司也并沒有建立自己的數(shù)據(jù)中心微電網(wǎng)，該公司與杜克能源等公司簽約建立基礎(chǔ)設(shè)施，并且按需支付費用。

    Arup公司的電氣工程師Russell Carr表示，微電網(wǎng)的建設(shè)和構(gòu)成系統(tǒng)的組件將取決于其所在位置。他舉例說，“在美國西海岸，假設(shè)舊金山發(fā)生地震，其電力可能一周后恢復，但天然氣發(fā)電廠恢復發(fā)電可能需要數(shù)月的時間。而在美國東海岸，更多的風力發(fā)電事件影響提供電力，所以采用天然氣發(fā)電廠的電力更可靠。”

    鋰離子電池目前已成為市場主流，從較高的功率密度到較快的放電，用戶可以從不同的性能的產(chǎn)品中獲得不同的好處，。Baumann預測將會采用多種電池協(xié)同工作。在電網(wǎng)突發(fā)故障期間，UPS電源系統(tǒng)需要快速放電提供電力保障。規(guī)模較大的微電網(wǎng)可以存儲更多的電能，但可能需要200-250毫秒的時間才能供電，而這對于對于UPS系統(tǒng)來說太慢。

    數(shù)據(jù)中心運營商需要了解的一個問題是需要提供多少電能。“UPS電源需要配置多少塊電池?其持續(xù)時間為多少?有人說15分鐘，也有人說6分鐘。”Baumann說，“因此雖然可以將UPS電源的電能用于電網(wǎng)，但不要低于6分鐘所需的電量。”

    在考慮使用微電網(wǎng)時，Nordham建議說，“當企業(yè)的業(yè)務正在進行擴展時，很有可能是需要采用微電網(wǎng)的時候”。

    分析和專業(yè)服務機構(gòu)Navigant公司的研究總監(jiān)Peter Asmus表示，數(shù)據(jù)中心運營商如何迅速認同這一概念還有待觀察，鋰離子電池和再充電/放電限制方面的挑戰(zhàn)仍有待解決，但顯然存在這一發(fā)展趨勢。他說，“人們正在轉(zhuǎn)向分布式能源和微電網(wǎng)，微電網(wǎng)的時代即將到來。這就是研究表明的結(jié)果。”