Fort Collins在Northside Aztlan社区中心部署了一个用于恢复和减少二氧化碳的微电网
二十年来，科罗拉多州柯林斯堡市及其市政公用事业公司一直在探索能够增强电网弹性并有助于实现城市碳减排目标的技术。作为这项工作的一部分，柯林斯堡最近在娱乐设施中调试了一个新的微电网。微电网旨在当电网不可用时为娱乐设施提供可靠的电力，并在正常的电网运行条件下提供更清洁的电力和电网稳定服务。该项目还将使柯林斯堡公用事业公司能够评估智能电网创新，这些创新将指导未来的能源投资。
北侧阿兹特兰社区中心，由EPC Sandbox solar建造 照片：Sandbox Solar
能源在北区阿兹特兰社区中心的作用
由柯林斯堡市和柯林斯堡公用事业公司（一家提供水和电力服务的市政公用事业公司）共同拥有的微电网供电的北区阿兹特兰社区中心可以作为紧急情况下的弹性枢纽。该微电网部分由科罗拉多州地方事务部资助，于 2023 年 4 月投入使用，旨在在火灾季节提供备用电源，使该中心能够为急救人员托管基地运营。虽然它不打算提供紧急住房，但娱乐中心可以备份关键负载，以便社区可以在白天获得可靠的电力和卫生设施。阿兹特兰中心已经是LEED金级认证建筑，旨在降低对环境的影响。
柯林斯堡通过在现有的54千瓦太阳能光伏（PV）屋顶阵列中添加120千瓦（kW）的Kore Power锂离子电池来创建微电网。该市还升级了电气设备，包括一个SolarEdge三相逆变器和三个专为并网和微电网储能应用设计的40kW功率转换器。
使用UL Solutions的HOMER® Grid软件，Ageto Energy对项目进行了建模，以确定社区中心负载的最佳系统尺寸，并计算电池如何满足需求响应和调峰的额外要求。Ageto设计并目前正在运行控制系统，该系统将发出命令以释放电池并执行其他系统控制功能，根据Ageto能源应用工程师Laura Williams的说法。
Ageto Energy仪表板照片：Ageto Energy
城市弹性战略推动对新微电网的投资
像美国各地的许多社区一样，位于落基山脉脚下的柯林斯堡近年来经历了越来越多的自然灾害和极端天气的影响，包括多次野火和毁灭性的洪水。
柯林斯堡首席气候专家凯蒂麦克拉伦表示，该市已制定计划，以增强短期和长期的复原力，与拉里默县的其他城市合作，确定最关键的优先事项。迈凯轮是资助阿兹特兰微电网的科罗拉多州地方事务赠款的作者之一。
根据柯林斯堡公用事业公司的数据，自 2022 年以来，可再生、非碳能源提供了柯林斯堡 49% 的电力。该市制定了到2030年实现100%可再生电力的目标，而该市的批发电力供应商普拉特河电力局（Platte River Power Authority）也采用了类似的目标。迈凯轮表示，必须更有效地使用电力并以可再生方式发电以实现这些目标。
北区阿兹特兰社区中心的新微电网满足了弹性战略的需求，并有助于推动社区的环境和经济改善。然而，根据柯林斯堡能源经理斯图·里夫（Stu Reeve）的说法，其最有价值的贡献可能是它向公用事业公司提供的有关其正在测试的程序和设备的信息。
电网孤岛、需求响应和同步调峰
“我们有积极的气候行动目标，”里夫说。“我们一直在研究如何实现电气化，摆脱化石燃料，使我们的建筑更具互动性。
Reeve解释说，在正常的非紧急操作中，阿兹特兰微电网将通过对电池放电以响应公用事业的信号来提供需求响应电网稳定服务。该实用程序将分析远程控制电池的能力。
北侧阿斯特兰社区中心的电池 照片：沙盒太阳能
该公用事业公司还将在几个实例中对阿兹特兰电池放电，以减少昂贵时期的用电量。这将有助于设计涉及储能的未来关税和服务。“我们作为这座建筑的所有者，使用电池来补充太阳能资源。我们在柯林斯堡有复杂的公用事业费率，所以我们会看到电池可以降低多少这些成本，“里夫说。
“一个例子是在夏季下午4：00至晚上7：00之间发生的高峰需求事件期间电池放电，”他解释说。
另一个示例是根据给定月份的最高需求（在 15 分钟内的平均值）管理高峰需求费用。这些利率有棘轮，可以锁定未来 12 个月的高需求事件。
Ageto Energy使用HOMER网格建模软件来预测建筑荷载并建立现实的需求限制。Ageto控制器设计为在负载可能超过这些限制时自动放电。Ageto将每年对阿兹特兰微电网进行建模，以监控其性能并确定是否需要更改需求限制。
Ageto Energy监控显示一天内的资源分配 照片：Ageto Energy
此外，柯林斯堡公用事业公司将使用电池来最小化每月的“重合峰值费用”，这反映了整个普拉特河电力管理局系统中最高的电力需求，通常在夏季最热的时期。
研究微电网在并网和离网的作用
里夫说，阿兹特兰项目的设计使公用事业公司可以研究孤岛，并确定微电网是否无缝分离并重新连接到电网。Ageto能源保护继电器柜（PRC）是公用事业公司将评估的一件设备。
PRC与Ageto控制器连接，然后可以激活可再生资源，从而简化微电网进出主电网的过程。由于微电网技术相对较新，Ageto Energy创始人Mike Murray表示，许多开发人员都在努力设计能够管理电网平滑互连和孤岛的定制设备。
建立在柯林斯堡的能源创新历史基础上
根据Reeve的说法，阿兹特兰微电网的关键经验教训将包括计算需求侧节省，以及了解需求响应计划中公用事业控制和电池调度的最佳实践和技术。另一个重要的学习是能源软件，包括分别由HOMER和Ageto软件提供的建模和控制。
里夫说，能源经理必须学会对项目进行建模，以准确计算峰值需求减少和投资回报率。他的结论是，能源管理者需要工具来更好地管理电网基础设施，以便设计出更多的可再生能源。
柯林斯堡未来项目
虽然不是每个实验都成功了，但Reeve坚信柯林斯堡致力于正在进行的研究和试点项目，旨在促进对智能电网技术的理解和向清洁能源的过渡。
“总有一些教训，我们可以发扬光大，至少不会犯同样的错误两次，”他说。
该市碳减排计划的下一步是使公交系统电气化。
“我们有四辆电动巴士启动并运行，”里夫斯说。“随着公交车数量的增加，我们需要继续分析充电基础设施，以确定我们抵消这种大规模电力使用的最佳选择。
随着柯林斯堡市及其市政公用事业公司继续增强电网弹性和减少碳排放，北侧阿兹特兰社区中心微电网是更大、更雄心勃勃的计划的新的重要补充，该计划将继续发展。
