随着电网不稳定性加剧，卡特彼勒瞄准电力租赁市场

4 月 28 日星期一中午前后，西班牙国家电网发生大范围突发性停电，引发连锁故障，导致该国大片地区以及邻国葡萄牙的部分地区陷入黑暗。

移动网络和互联网瘫痪，交通信号灯失灵，医院被迫推迟非必要手术。公共交通系统陷入瘫痪，约有3.5万名乘客从火车和地铁上撤离。

伊比利亚半岛大停电

西班牙的遭遇并非个例。输电基础设施投资不足，加上不断增长的需求和分散的电力供应，导致全球电网脆弱性加剧。近期，智利、古巴、委内瑞拉、巴基斯坦和美国多个州都报告了大规模停电事故。

然而，对一些制造商而言，这种波动却蕴藏着商机。其中就包括全球最大的工程机械制造商卡特彼勒公司，该公司正积极布局，力图从中获益。

卡特彼勒公司曾主要被视为工业设施和数据中心应急备用电源的供应商，如今，该公司正将其发电机组重新定位为分布式能源战略的重要组成部分。“我们将其视为连接电网的桥梁，”该公司大型电力工程和产品管理副总裁布莱恩·乔治表示。

卡特彼勒G3520K型20缸天然气发电机组。图片：卡特彼勒

该集团已经发现了乔治所说的“公用电网支持机会”，即通过向需求中心附近输送发电资产——这种模式被称为分布式发电。

卡特彼勒声称提供一套“集成式”功能，涵盖从系统设计到发电、储能、控制和开关设备，从而能够交付临时性和半永久性微电网。

这项工作的大部分都由位于西班牙太阳海岸山丘之上的马拉加示范与学习中心协调开展。作为卡特彼勒能源与交通运输业务的一部分，电力事业部通过Cat、FG Wilson和MWM品牌销售其产品。应用领域涵盖采矿、农业、医疗保健和灾害救援等。

“我们销售的是解决方案，而不仅仅是发电机组，”大型电力副总裁兼总经理里奇·奥斯本说道。

西班牙的能源系统既展现了可再生能源快速扩张的前景，也揭示了其潜在的风险。目前，西班牙电网约56%的电力来自风能和太阳能，政府的目标是到2030年将这一比例提高到81%。然而，可再生能源的快速部署并未伴随同等规模的储能投资。由于缺乏足够的储能容量来平衡间歇性的电力供应和需求，电力可靠性风险依然存在。

正是在这种背景下，卡特彼勒公司推出了其最新产品。该公司最新的G3500K系列发电机组——以天然气或沼气为燃料——专为公用事业规模部署而设计，其满负荷运行速度比以往型号快40%。该公司声称，这些发电机组在十年内可节省高达35万欧元的燃料成本。如果配置为热电联产（CHP），整体效率可接近90%。

分布式能源系统

然而，分布式能源系统需要的不仅仅是发动机。卡特彼勒开发了一套软硬件生态系统，用于管理日益复杂的系统配置。其中最核心的是其ECS控制器套件，该套件涵盖了从专为小型备用系统设计的ECS 100到能够协调功能齐全的混合微电网的ECS 400等多种产品。

在卡特彼勒位于图森的试验场，ECS 400 控制器目前负责管理一套太阳能和电池混合动力系统，据称该系统可降低 33% 的燃油消耗，并将维护成本降低 25%。该控制器平台经过精心设计，可向下兼容现有系统。“我们不需要客户从零开始，”卡特彼勒商务经理 Vic Williams 表示。

Petersen Power Systems 的机组使用 HVO 燃料，图片：卡特彼勒

虽然硬件由 Cat 制造，但电源供应是通过其经销商网络在 Cat Rental Power Solutions 的品牌下进行的。

例如，在北加州，卡特彼勒的电力经销商 Peterson Power Systems 自 2022 年以来已生产超过 800 万加仑的加氢处理植物油 (HVO)，用于在公共安全断电和野火后电网停电期间为公用事业公司供电。

“内燃机发电仍然是缓解停电可能造成的灾难性后果的行业标准，同时也为推广使用由太阳能和储能组成的微电网奠定了坚实的基础，”彼得森电力系统公司执行副总裁约翰·克鲁门表示。“我们正在积极推动使用氢化植物油等可再生燃料，以使现有的发电技术向低碳未来转型。”

在 2019 年野火季期间，彼得森还向准备应对公用事业公司主导的停电的客户供应 HVO——这些措施旨在降低老化的输电基础设施引发火灾的风险。

尽管西班牙可再生能源发电量显著增长，但储能发展却相对滞后，这可能导致电网失衡。虽然储能基础设施不足未必是四月份大停电的根本原因，但这仍然是一个结构性缺陷。

同样的原理也适用于微电网层面。卡特彼勒公司开发了一系列电池储能系统（BESS）来补充其发电机组。这些系统用途广泛，包括储存可再生能源以备后用、满足高峰用电需求以及为电气设备充电。

微电网级

该产品线涵盖了从专为电信塔设计的紧凑型单元（如 ETS）到移动式 XES 系统、中型 ECE 和 ETS 型号，以及 PGS（电网稳定）集装箱系统。

这些设备旨在缓解各种电网故障，包括电压骤降、频率波动和系统彻底故障。在混合配置中，储能系统可以降低发电机燃料消耗，并减轻突发功率需求对性能的影响，从而在运营成本和排放方面实现潜在节约。

乔治强调说：“这些不再仅仅是应急资产，我们把它们视为连接电网的桥梁。”

正如卡特彼勒公司能源系统工程师米歇尔·特雷比所说：“我们不把电网视为敌人，而是视为合作伙伴。我们提供过渡解决方案，以便电网能够继续向现有客户供电。”