微電網(wǎng)的八大優(yōu)勢(shì)

1. 微電網(wǎng)提高電力可靠性

在微電網(wǎng)的好處中，自 2012 年超級(jí)風(fēng)暴桑迪導(dǎo)致 15 個(gè)州和哥倫比亞特區(qū)約?800 萬(wàn)電力客戶的電力中斷以來(lái)，電力可靠性受到了最多的關(guān)注。有些中斷持續(xù)了兩周或更長(zhǎng)時(shí)間。在黑暗中受苦的人們注意到，鄰近的建筑物仍然開(kāi)著燈。這些是帶有微電網(wǎng)的設(shè)施。

停電不僅帶來(lái)不便，而且可能很危險(xiǎn)。當(dāng)曼哈頓一家醫(yī)院的備用發(fā)電機(jī)在暴風(fēng)雨中發(fā)生故障時(shí)，醫(yī)務(wù)人員不得不將生病的嬰兒抬下漫長(zhǎng)而黑暗的樓梯，同時(shí)手動(dòng)將空氣泵入肺部，從而疏散他們。

當(dāng)中央電網(wǎng)開(kāi)始發(fā)生故障時(shí)，微電網(wǎng)通過(guò)與中央電網(wǎng)斷開(kāi)連接或孤島化來(lái)保持電力流動(dòng)。然后，微電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)（可能還有電池）為微電網(wǎng)的客戶提供服務(wù)，直到中央電網(wǎng)恢復(fù)供電。

2. 微電網(wǎng)增強(qiáng)彈性/恢復(fù)

與電力可靠性密切相關(guān)的是能源彈性的理念。可靠性是保持電源正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而彈性是指首先避免停電或在發(fā)生停電時(shí)快速恢復(fù)的能力。

彈性也是超級(jí)風(fēng)暴桑迪之后凸顯的微電網(wǎng)優(yōu)勢(shì)之一。此后，一系列較小的風(fēng)暴都強(qiáng)調(diào)了它的重要性。

在某些情況下，微電網(wǎng)會(huì)立即恢復(fù)整個(gè)建筑物或運(yùn)營(yíng)的電力，而居住者幾乎不會(huì)意識(shí)到發(fā)生了干擾。

在其他情況下，微電網(wǎng)被編程為僅恢復(fù)設(shè)施內(nèi)的關(guān)鍵服務(wù)。因此，例如，大學(xué)校園可能會(huì)配置其微電網(wǎng)以恢復(fù)研究實(shí)驗(yàn)室和食堂的電力，但可能不會(huì)恢復(fù)游泳池或外圍學(xué)術(shù)辦公室的電力。隨著關(guān)鍵運(yùn)營(yíng)的啟動(dòng)和運(yùn)行，該大學(xué)可以保持最低和關(guān)鍵的服務(wù)水平。一旦中央電網(wǎng)得到修復(fù)，該設(shè)施就可以更快地恢復(fù)正常運(yùn)營(yíng)，因?yàn)樗槐赝耆P(guān)閉。

什么是微電網(wǎng)？

公用事業(yè)公司現(xiàn)在正在研究為其中央總部安裝微電網(wǎng)，以便他們可以在大規(guī)模停電期間更快地為客戶恢復(fù)供電。公用事業(yè)公司將協(xié)調(diào)來(lái)自這些電氣化指揮中心的工作人員和信息。

3. 微電網(wǎng)可以降低消費(fèi)者和企業(yè)的能源成本

微電網(wǎng)既可以降低成本，又可以為客戶提供收入來(lái)源。他們通過(guò)有效管理能源供應(yīng)來(lái)降低成本。他們通過(guò)向電網(wǎng)出售能源和服務(wù)來(lái)提供收入。這為消費(fèi)者提供了一種對(duì)能源市場(chǎng)的新型控制。他們不再只消耗能源，還可以通過(guò)微電網(wǎng)生產(chǎn)和控制能源。此類客戶稱為產(chǎn)消者。

微電網(wǎng)可以通過(guò)向中央電網(wǎng)提供輔助服務(wù)來(lái)賺取收入。輔助服務(wù)為電網(wǎng)提供支持功能，例如頻率控制和旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)備。

先進(jìn)的微電網(wǎng)還擅長(zhǎng)利用能源定價(jià)。電價(jià)全天根據(jù)預(yù)期和歷史需求而波動(dòng)。先進(jìn)的微電網(wǎng)控制器（稱為系統(tǒng)大腦）可以代表其客戶利用這種波動(dòng)。微電網(wǎng)通過(guò)協(xié)調(diào)其資產(chǎn)與電網(wǎng)電價(jià)的漲跌來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。當(dāng)對(duì)電網(wǎng)能源的需求很高且電網(wǎng)價(jià)格上漲時(shí)，控制器可能會(huì)向微電網(wǎng)發(fā)出信號(hào)，要求其使用更多的自有資源，以避免支付更高的價(jià)格。如果微電網(wǎng)容量過(guò)剩，它可能會(huì)將其賣回給電網(wǎng)。

由于 Microgrid 利用其資產(chǎn)隨著時(shí)間的推移實(shí)現(xiàn)價(jià)值最大化，因此為客戶提供短期和長(zhǎng)期定價(jià)規(guī)劃。然而，它能做到的程度將取決于微電網(wǎng)控制器的復(fù)雜程度和區(qū)域批發(fā)市場(chǎng)規(guī)則。

微電網(wǎng)還可以通過(guò)加入公用事業(yè)需求響應(yīng)計(jì)劃或參與州和聯(lián)邦清潔能源計(jì)劃（例如州可再生能源組合標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃或聯(lián)邦生產(chǎn)稅收抵免）來(lái)獲得經(jīng)濟(jì)利益。一些州有專門針對(duì)微電網(wǎng)的贈(zèng)款計(jì)劃。

在電力成本高的地區(qū)（例如東北部和加利福尼亞州），微電網(wǎng)可能能夠以較低的成本持續(xù)提供能源。然后，微電網(wǎng)客戶可以獲得可靠性和更清潔能源等好處，同時(shí)支付較低的能源價(jià)格。

液冷電阻器具有以下優(yōu)勢(shì)：

·尺寸小得多 – 電阻器的尺寸不到等效額定風(fēng)冷電阻器的十分之一。

·密封結(jié)構(gòu) – IP56 主體可保護(hù)電阻器元件免受有害污垢和污染的侵入

·不會(huì)將熱量散到空氣中 – 完全絕緣的結(jié)構(gòu)意味著電阻器吸收的能量會(huì)消散到冷卻水中。

·在 10kV 以上的電壓下運(yùn)行 – 電阻元件與冷卻水和環(huán)境絕緣，每個(gè)模塊的工作電壓高達(dá) 15kV。

·模塊化設(shè)計(jì) – 當(dāng)將單個(gè)單元組合成單個(gè)組件時(shí)，可以提供由公共水流冷卻的多個(gè)電阻器部分。

·堅(jiān)固的結(jié)構(gòu) – 該 產(chǎn)品已經(jīng)過(guò)沖擊和振動(dòng)測(cè)試，可用于汽車環(huán)境，因此適用于幾乎所有工業(yè)和船舶應(yīng)用。

4. 微電網(wǎng)改善環(huán)境并促進(jìn)清潔能源

許多企業(yè)和社區(qū)制定了清潔能源目標(biāo)，以節(jié)約能源并減少其發(fā)電對(duì)環(huán)境的影響。

微電網(wǎng)可以采用廣泛的綠色發(fā)電技術(shù)。這些技術(shù)包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、燃料電池、熱電聯(lián)產(chǎn) （CHP） 工廠和儲(chǔ)能技術(shù)。許多熱電聯(lián)產(chǎn)工廠使用的天然氣發(fā)生器屬于化石燃料的清潔一面。

微電網(wǎng)將這些可再生能源智能地整合到能源結(jié)構(gòu)中。它們無(wú)縫平衡可再生能源的可變輸出與傳統(tǒng)發(fā)電資產(chǎn)。在此過(guò)程中，微電網(wǎng)克服了太陽(yáng)能和風(fēng)能的缺點(diǎn)，即它們僅在有風(fēng)或陽(yáng)光照射時(shí)發(fā)電。無(wú)需人工干預(yù)，當(dāng)可再生能源不可用時(shí)，微電網(wǎng)可以利用其他資源。

先進(jìn)的微電網(wǎng)也可以進(jìn)行編程，以實(shí)現(xiàn)特定的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，例如盡可能使用最低碳資源。

5. 微電網(wǎng)加強(qiáng)了中央電網(wǎng)

除了為自己的客戶提供服務(wù)外，當(dāng)微電網(wǎng)用于加強(qiáng)更廣泛的電網(wǎng)時(shí)，它也使鄰居受益。

它通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)此目的。一種是增強(qiáng)正常的電網(wǎng)運(yùn)行;例如，通過(guò)參與需求響應(yīng)計(jì)劃或提供輔助服務(wù)。

微電網(wǎng)還可以幫助緩解需求高峰期中央電網(wǎng)的壓力。它們充當(dāng)網(wǎng)格操作員在這些期間可以調(diào)用的額外資源。

微電網(wǎng)的使用還避免了線路損耗，即電力通過(guò)電線傳輸時(shí)的耗散。微電網(wǎng)建在靠近其服務(wù)的客戶的地方，這與大型中央發(fā)電廠不同，大型中央發(fā)電廠可能不得不將電力推到數(shù)百英里之外才能到達(dá)客戶手中。更少的線路損耗意味著我們使用更多的電力。這樣一來(lái)，我們就無(wú)需建造更多的發(fā)電廠和輸電線路來(lái)為中央電網(wǎng)服務(wù)。

事實(shí)上，由于微電網(wǎng)的建設(shè)和維護(hù)成本低于新的電網(wǎng)變電站、輸電線路或其他電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，因此它們可以充當(dāng)“非電線替代品”——一種旨在提高可靠性的資源，而不是更昂貴的電網(wǎng)維修或升級(jí)。

6. 微電網(wǎng)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全

2017 年 5 月的大規(guī)模勒索軟件攻擊加劇了全球?qū)W(wǎng)絡(luò)安全的擔(dān)憂。該惡意軟件影響了 150 個(gè)國(guó)家/地區(qū)，感染了從英國(guó)醫(yī)院到美國(guó) FedEx 的數(shù)十萬(wàn)家企業(yè)和機(jī)構(gòu)。

美國(guó)電網(wǎng)尚未遭受導(dǎo)致斷電的網(wǎng)絡(luò)攻擊，但許多專家擔(dān)心其脆弱性并正在采取積極措施。安裝微電網(wǎng)就是其中之一。

軍事設(shè)施和公用事業(yè)已經(jīng)密切關(guān)注網(wǎng)絡(luò)安全。例如，Ameren Illinois 開(kāi)發(fā)了一個(gè) 1.475 MW 的項(xiàng)目，該項(xiàng)目是北美技術(shù)最先進(jìn)的公用事業(yè)規(guī)模微電網(wǎng)之一。Ameren 是第一家安裝軍用級(jí)網(wǎng)絡(luò)安全微電網(wǎng)控制器的公用事業(yè)公司。除了先進(jìn)的控制措施外，微電網(wǎng)還包括風(fēng)能、太陽(yáng)能、天然氣和儲(chǔ)能。

微電網(wǎng)的分布式架構(gòu)使其更能抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊。如果一臺(tái)發(fā)電機(jī)受到攻擊，微電網(wǎng)還有其他電源可以依賴。

7. 微電網(wǎng)為社會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)價(jià)值

微電網(wǎng)以多種方式為社會(huì)提供經(jīng)濟(jì)價(jià)值。首先，它們避免了停電期間的產(chǎn)品損失和工作日。其次，它們?yōu)槟硞€(gè)地區(qū)吸引高素質(zhì)的雇主。第三，作為當(dāng)?shù)氐哪茉垂S，它們?cè)谏鐓^(qū)內(nèi)保留了就業(yè)機(jī)會(huì)。

通過(guò)在停電期間從電網(wǎng)中孤島出來(lái)，并繼續(xù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電機(jī)為客戶提供電力，微電網(wǎng)避免了重大的經(jīng)濟(jì)損失。企業(yè)不必關(guān)閉;工人可以去上班。

停電代價(jià)高昂，尤其是對(duì)于失去產(chǎn)品或服務(wù)的研究機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)中心、制造商和雜貨店。

根據(jù)國(guó)會(huì)研究服務(wù)部 （Congressional Research Service） 的一項(xiàng)研究，每年因風(fēng)暴而造成的停電成本從 250 億美元到 700 億美元不等，具體取決于風(fēng)暴的數(shù)量。僅僅 30 分鐘的中斷就可能使大中型企業(yè)或工廠損失超過(guò) 15000 USD。

鑒于停電對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)代價(jià)高昂，依賴優(yōu)質(zhì)電力的企業(yè)被擁有微電網(wǎng)的社區(qū)所吸引也就不足為奇了。通過(guò)提供可靠的電力，這些社區(qū)可以吸引高質(zhì)量的雇主，例如數(shù)據(jù)中心和制藥商。

同樣重要的是要注意，微電網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造了就業(yè)機(jī)會(huì)。該社區(qū)沒(méi)有使用數(shù)百英里外的工廠的電力。作為本地能源，微電網(wǎng)直接使當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)受益。

由于所有這些原因，一些社區(qū)現(xiàn)在將微電網(wǎng)作為其經(jīng)濟(jì)規(guī)劃的一部分。

8. 微電網(wǎng)改善社區(qū)福祉

當(dāng)暴風(fēng)雨或其他災(zāi)難導(dǎo)致停電時(shí)，充其量只是一種不便;在最壞的情況下，它會(huì)對(duì)健康和安全構(gòu)成威脅，尤其是在關(guān)鍵設(shè)施無(wú)法運(yùn)行的情況下。因此，越來(lái)越多的社區(qū)正在安裝微電網(wǎng)，為醫(yī)院、警察局、消防部門、通信中心和污水處理廠提供服務(wù)。

微電網(wǎng)服務(wù)的地理區(qū)域成為電力孤島。有時(shí)，避難所、雜貨店和加油站也包含在微電網(wǎng)的服務(wù)區(qū)域內(nèi)。這個(gè)社區(qū)變成了一個(gè)避難所，社區(qū)成員可以來(lái)這里購(gòu)買食物、獲得干凈的水、給手機(jī)充電和給汽車加油。

一些社區(qū)為公共住房提供微電網(wǎng)，這些社區(qū)的居民在緊急情況下的疏散能力受到限制。其他項(xiàng)目則保護(hù)無(wú)家可歸者收容所、療養(yǎng)院和醫(yī)療衛(wèi)星設(shè)施等直接護(hù)理提供者的電力供應(yīng)。

以下是微電網(wǎng)如何造福社會(huì)的三個(gè)示例：

·非洲和印度的太陽(yáng)能微電網(wǎng)為沒(méi)有電網(wǎng)或沒(méi)有可靠電力的地區(qū)提供農(nóng)村電氣化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

·在超級(jí)風(fēng)暴桑迪期間，新澤西州大部分地區(qū)黑暗寒冷，普林斯頓大學(xué)的微電網(wǎng)保持照明和供暖。急救人員來(lái)到那里取暖并分享一壺咖啡。

·位于德克薩斯州奧斯汀的 Seton Healthcare Family 致力于可持續(xù)發(fā)展，希望將能源可靠性與其可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)相結(jié)合。為了滿足這兩個(gè)需求，Seton 選擇使用熱電聯(lián)產(chǎn)工廠微電網(wǎng)為其新的醫(yī)療設(shè)施供電，該微電網(wǎng)不僅可以提供電力，還可以可持續(xù)地收集燃燒過(guò)程中的廢熱，以提供區(qū)域供熱。

結(jié)論

微電網(wǎng)在許多方面使其客戶和社會(huì)受益。當(dāng)中央電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，它會(huì)保持燈亮著。它提供了一種升級(jí)配電網(wǎng)、加固基礎(chǔ)設(shè)施和保護(hù)弱勢(shì)社區(qū)的方法。通過(guò)復(fù)雜的自動(dòng)化能源管理，微電網(wǎng)可以支持清潔能源的使用，并為客戶以及更廣泛的電網(wǎng)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值。最后，使用微電網(wǎng)促進(jìn)了地方控制，或者一些人所說(shuō)的能源民主化和產(chǎn)消者的崛起。

審核編輯 黃宇