促进波多黎各农村地区的能源弹性

 

卡斯塔涅尔（Castañer）的农村社区隐藏在波多黎各西部的山区，在2017年飓风玛丽亚（Hurricane Maria）之后面临数月的停电。包括德克萨斯农工大学（Texas A&M University）研究人员在内的一个团队现在正致力于利用技术和分布式能源（如屋顶太阳能电池板）更好地管理和应对未来的挑战。

该项目将与Castañer社区合作，使用开源物联网平台VOLTTRON制定和实施本地化的能源弹性计划，以支持自动传感和控制系统，以实现快速的能源恢复。这项工作得到了美国能源部可再生能源促进社区能源弹性计划的支持。

机械工程副教授兼 J. Mike Walker ’66 职业发展教授 Zheng O’Neill 博士与领导这项工作的非营利组织 Slipstream 一起支持该项目。O’Neill 还担任德克萨斯 A&M 能源系统实验室的副主任。

“这个社区极易受到波多黎各脆弱的电力基础设施造成的停电的影响，”奥尼尔说。“飓风玛丽亚过后，倒下的树木和碎片阻塞了道路，使居民隔离了10天，急救人员不得不通过直升机到达。该社区停电了六个月。该项目将制定一个创新的基于社区的能源弹性计划，并探索和展示基于VOLTTRON的自动传感和控制系统，以实现快速的能源恢复。

什么是能源弹性？

奥尼尔说，该团队将能源弹性定义为建筑物、基础设施和城市能源系统的固有和适应性能力，以预测、吸收、恢复和适应性地应对能源供需中断，同时确保短期和长期的持续功能、效率和公平性。

随着太阳能电池板、电池储能系统和两个多属性微电网等更强大的可再生能源的实施，该团队希望为该地区的 2,000 多名居民提供能源安全，并为其他人提供蓝图。

O’Neill说：“拟议的解决方案提供了一个社区范围的低成本传感和控制系统，可以协调不同的分布式发电控制，并通过智能手机应用程序在利益相关者之间共享信息，以提高社区的弹性。“该技术可以在许多其他类似的农村、服务不足的社区中扩展和复制，这些社区拥有多个太阳能电池板和电池存储。该系统还可以作为一个集中式平台，为所有利益相关者提供所有分布式发电资产的透明信息共享（如信息交换所）。这可能是迈向能源管理系统的中间步骤，该系统可以协调和控制具有不同发电配置文件的各种分布式能源，以创建和管理虚拟电厂。

他们计划评估当前的抗能基线，例如最低负荷、可用的可再生资源、备用电源和其他发电技术，以确定最关键的资产和服务，并评估以前的极端天气事件对社区的影响。

德克萨斯州A&M-RELLIS园区的智能和互联家庭测试平台将作为该研究的两个全面测试环境之一，在波多黎各社区实施之前，将对拟议的策略进行全面严格测试。O’Neill和她的团队将领导制定和完善自动化战略的工作。

该项目面临的挑战之一是在极端天气事件期间需要更可靠、更强大的互联网连接。该团队正在努力制定改进策略，包括冗余蜂窝网络、关键资产的光纤连接和低功耗广域网无线网络备份。

该项目的其他合作伙伴包括州际可再生能源委员会、Luma Energy、La Cooperativa Hidroeléctrica de la Montaña 和 ACE IoT Solutions。