本月早些时候，硅谷创业公司Varentec将下一代电力电子引入配电网，标志着一个为期十年项目的达到重要里程碑 - 该项目是为科罗拉多州Xcel Energy的配电网进行全面电压无功优化设施的商业部署。
在接下来的两年中，Xcel将在丹佛市的472条馈线上部署2,000个Varentec的ENGO设备。ENGO(网络边缘优化)单元是柱上安装的箱体，能够独立地并且与其自己的“网络边缘管理软件”GEMS协同工作，能够注入和吸收无功功率来控制配电线路电压。
如果一切顺利，Xcel计划部署总计4,350个ENGO单元作为其“降压节电器”(CVR)项目的一部分，该项目总投资约1.25亿美元，是去年由州监管机构批准的6.12亿美元电网现代化计划中的重要部分。
通过将特定的馈线电压保持在可接受的范围内，预计ENGO单元将其CVR计划的整体节能效率增加约1%至1.5% - 也就是平均2.4GW到5GW的节能量。
根据首席执行官Guillaume Dufossé的说法，Xcel目前在其供电范围仅有的2,500个用户，该项目明显是一个很大的项目。CVR几乎是所有这些公用事业试点项目的一部分，比如Varentec与杜克能源公司或南方公司合作的项目。他说，Xcel在过去三年里进行了三个试点，来证明这项技术的性能和价值。
但Dufossé认为，Xcel的合同代表了Varentec重要的“爆发点”。他在周四的一次采访中表示：“我们已经试用了它，证明了它的表现，展现了经济效益，展示了公用事业的整体回报。” “从示范阶段到公用事业这一次掀动大规模部署按钮的那一刻，花了很长时间。”
这个漫长的验证过程，已经使得Varentec在新兴的配电网电力电子领域的竞争对手感到了困扰。其主要竞争对手Gridco Systems于今年初关闭了自己的业务，并将其知识产权标价转让。一个较小的竞争对手，如，GridBridge，被田纳西州的配电变压器制造商Ermco收购，价格未公开。
这让Varentec公司很清楚，正如Dufossé所说，这将是CVR和电压无功优化(VVO)项目的新浪潮，他指出这是基于伊利诺伊州和加利福尼亚州以及加拿大安大略省的政策激励。
在伊利诺伊州，2016年12月通过的“未来能源工作法案”将州政府的能源效率目标提高了近一倍，并特别将CVR作为适用于ComEd和Ameren的电力公司的投资技术。 他补充说，安大略省已经通过其“非用户侧节能计划”(In Front of Meter Conservation) 批准了CVR投资作为节能支出。
作为合格的节能投资，2015年加利福尼亚州通过的SB 350法案确定了该州新的可再生能源、能源效率和电动汽车目标，并特别批准了“通过降低配电线路供电电压来节约最终用途能源的计划”。
这些针对CVR的国家政策承诺，可能有助于打开缓慢发展的市场，并推动已投资于高中压CVR计划的公用事业公司寻求能够将生存能力和控制力扩展到低收入国家的技术及不同电压等级的系统，Dufossé补充说。
在这个角色中，Varentec的技术弥补了像Utilidata和DVI这样的公司所使用方案的不足，其他公司使用并网传感器和智能电表来通知CVR系统，以及来自施耐德电气、ABB和通用电气等电网巨头的核心CVR系统和硬件。ENGO单元则是重点关注防止线路欠压的能力，使得在CVR之外，能够将系统范围的电压经常性地降低到更低的水平。
而这些技术在协同使用时，能够以每千瓦小时约1至1.5美分的成本提供能源效率，与传统的能效投资回报相媲美，Dufossé说。这个数字来源于Varentec部署的系统，包括硬件、软件、安装、持续运营以及保持其运行寿命的整体解决方案。
他说：“我们在技术领域苦苦挣扎了很长时间。“现在终于有了实质性的突破。我们需要的第二步是监管支持。“
Varentec已经从包括Khosla Ventures，3M New Ventures和Bill Gates在内的投资者中筹集了约4300万美元，以及能源部ARPA-E计划的资金支持，迄今为止在CVR和VVO开发中取得了最大的成绩。其ENGO设备也被用于缓解夏威夷瓦胡岛上太阳能丰富的配电线路上的电压闪变，这是夏威夷电力公司长期运行的配套项目之一。
“我们正在完善我们的第二个商业案例的演示，管理配电馈线的托管能力，”Dufossé说。和Xcel一样，夏威夷电力公司一直将Varentec的三阶段试点工作，从2016年的一条支线上的40台设备开始，到12月份扩大到六条支线上的100台。最终，该公司在今年二月份批准的2.05亿美元电网现代化计划要求部署约2,600个Varentec设备。
网络边缘优化设备(ENGO)
电网正在经历从集中式发电到更小的分布式发电的快速转变，更接近消费者 - 包括太阳能和风能等可再生能源。此外，公用事业部门正在要求提高整体效率并减少高峰能源需求。虽然这些问题可能看起来很小，但目前的电网建立并依赖于旧技术和基础设施。历史上，过时的机电设备(包括电容器组，线路电压调节器和有载分接开关)已经提供电压和VAR控制作为电力公用事业运营商的唯一选择。但随着今天电网发生巨大变化，包括光伏太阳能，能源效率和峰值需求降低，需要新一类电压和VAR调节。
实时，按需电压VAR控制
ENGO-V10单元(10 kVAR)是一种动态VAR源，可安装在与服务变压器相邻的电杆顶部或仪表基座上，并连接在变压器的用户端。ENGO单元设计为自主运行，并调节VAR以控制其连接点的电压，一致操作时无需与相邻的、沿配电网边缘的馈线部署的多个此类单元进行通信。
ENGO-V10单元独特的独立控制能够快速准确地调节连接点的无功功率和电压。通过在电网边缘部署ENGO-V10设备，解决了Volt-VARs的当地挑战，并且整个馈线更好地服务于消费者。
ENGO的一个主要特点是安装和部署的速度。ENGO-V10设备部署在次级端，但不需要在安装过程中关闭客户电源。最重要的是，ENGO单位可以由一个人安装。并且当馈电器上安装足够数量的ENGO单元时，结果是沿配电馈线的平坦电压曲线和一致的功率因数校正。
自平衡
尽管ENGO设备不需要点对点通信，但一组ENGO设备可以自主协同工作，以提供积极的系统级效益。二次侧注入的VAR可以通过独特的“自平衡”现象帮助支持高压侧。这是由于ENGO设备的动态分流VAR注入彼此协调运行的结果 - 就像交响乐一样。
Volt-VAR的监控，管理和优化
ENGO-V10设备与GEMS软件配合使用，可以实时查看部署在馈线上的任何和所有ENGO设备的活动情况。
主要特征
1.每个ENGO设备可变电压支持(0-10 kVAR)
2.群体行为导致的自平衡系统级影响
3.设备之间没有竞争的快速子周期响应
4.带有内置诊断功能的多微处理器设计
5.多种通信选项
6.可扩展为10 MW以上的馈线提供VAR支持
7.柱上或底座安装
GEMS：网格边缘管理系统
ENGO Volt-VAR Control解决方案依赖于一个简单但功能强大的软件应用程序 - 网络边缘管理系统GEMS。GEMS是一个基于网络的软件平台，可以通过不同的方式用于现场设备控制和数据可视化。从监控诊断和维护到实时电压可视性和跟踪，GEMS是一个专注于应用，可为网络电压提供前所未有的可视性。
许多AMI系统不会向操作员报告电压，而那些只能提供几个测量点的系统每天只能提供很长的滞后时间。GEMS可以实时或按照规定的时间间隔(例如1小时)提供电压可视性。在下图中，根据需求在几秒钟内刷新，电网运营商可以在整个馈线的每个ENGO安装点上一目了然地看到高，低和平均电压。
这种能见度对于检测低电压区域，电压波动率或实施峰值需求降低或节能而言至关重要。
通过标准网络浏览器访问，GEMS也可以用作控制网关来调度电压设置点，以管理和访问个人，集群或整个ENGO单元。电压设定点调度类似于用于电容组或电压调节器控制的电压设定点调度，并且可以设置一次并保持独立(例如235V设置以避免电压低于235V)或经常为各种需求管理方法设置。
与其他Volt-VAR软件控制系统不同，GEMS为电网运营商提供了监控和验证每个控制位置解决方案有效性的能力，并能够在该位置立即做出响应。这提供了ENGO硬件设备有效实现所需电压控制的信心和验证。
ENGO + GEMS解决了当今公用事业面临的一些问题：
1.网络边缘支持和效率
2.降低峰值需求
3.节能
4.电网边缘电压 - 无功控制
5.高PV渗透
原标题：配电网电力电子应用的“爆发点”——Varentec与Xcel Energy达成大宗交易
