微電網(wǎng)的八大優(yōu)勢

1. 微電網(wǎng)提高電力可靠性

在微電網(wǎng)的好處中，自 2012 年超級風暴桑迪導致 15 個州和哥倫比亞特區(qū)約?800 萬電力客戶的電力中斷以來，電力可靠性受到了最多的關注。有些中斷持續(xù)了兩周或更長時間。在黑暗中受苦的人們注意到，鄰近的建筑物仍然開著燈。這些是帶有微電網(wǎng)的設施。

停電不僅帶來不便，而且可能很危險。當曼哈頓一家醫(yī)院的備用發(fā)電機在暴風雨中發(fā)生故障時，醫(yī)務人員不得不將生病的嬰兒抬下漫長而黑暗的樓梯，同時手動將空氣泵入肺部，從而疏散他們。

當中央電網(wǎng)開始發(fā)生故障時，微電網(wǎng)通過與中央電網(wǎng)斷開連接或孤島化來保持電力流動。然后，微電網(wǎng)的發(fā)電機（可能還有電池）為微電網(wǎng)的客戶提供服務，直到中央電網(wǎng)恢復供電。

2. 微電網(wǎng)增強彈性/恢復

與電力可靠性密切相關的是能源彈性的理念?？煽啃允潜３?a target="_blank">電源正常運轉，而彈性是指首先避免停電或在發(fā)生停電時快速恢復的能力。

彈性也是超級風暴桑迪之后凸顯的微電網(wǎng)優(yōu)勢之一。此后，一系列較小的風暴都強調了它的重要性。

在某些情況下，微電網(wǎng)會立即恢復整個建筑物或運營的電力，而居住者幾乎不會意識到發(fā)生了干擾。

在其他情況下，微電網(wǎng)被編程為僅恢復設施內(nèi)的關鍵服務。因此，例如，大學校園可能會配置其微電網(wǎng)以恢復研究實驗室和食堂的電力，但可能不會恢復游泳池或外圍學術辦公室的電力。隨著關鍵運營的啟動和運行，該大學可以保持最低和關鍵的服務水平。一旦中央電網(wǎng)得到修復，該設施就可以更快地恢復正常運營，因為它不必完全關閉。

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供電。公用事業(yè)公司將協(xié)調來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源。他們通過有效管理能源供應來降低成本。他們通過向電網(wǎng)出售能源和服務來提供收入。這為消費者提供了一種對能源市場的新型控制。他們不再只消耗能源，還可以通過微電網(wǎng)生產(chǎn)和控制能源。此類客戶稱為產(chǎn)消者。

微電網(wǎng)可以通過向中央電網(wǎng)提供輔助服務來賺取收入。輔助服務為電網(wǎng)提供支持功能，例如頻率控制和旋轉儲備。

先進的微電網(wǎng)還擅長利用能源定價。電價全天根據(jù)預期和歷史需求而波動。先進的微電網(wǎng)控制器（稱為系統(tǒng)大腦）可以代表其客戶利用這種波動。微電網(wǎng)通過協(xié)調其資產(chǎn)與電網(wǎng)電價的漲跌來實現(xiàn)這一目標。當對電網(wǎng)能源的需求很高且電網(wǎng)價格上漲時，控制器可能會向微電網(wǎng)發(fā)出信號，要求其使用更多的自有資源，以避免支付更高的價格。如果微電網(wǎng)容量過剩，它可能會將其賣回給電網(wǎng)。

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

微電網(wǎng)還可以通過加入公用事業(yè)需求響應計劃或參與州和聯(lián)邦清潔能源計劃（例如州可再生能源組合標準計劃或聯(lián)邦生產(chǎn)稅收抵免）來獲得經(jīng)濟利益。一些州有專門針對微電網(wǎng)的贈款計劃。

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，同時支付較低的能源價格。

液冷電阻器具有以下優(yōu)勢：

·尺寸小得多 – 電阻器的尺寸不到等效額定風冷電阻器的十分之一。

·密封結構 – IP56 主體可保護電阻器元件免受有害污垢和污染的侵入

·不會將熱量散到空氣中 – 完全絕緣的結構意味著電阻器吸收的能量會消散到冷卻水中。

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

·模塊化設計 – 當將單個單元組合成單個組件時，可以提供由公共水流冷卻的多個電阻器部分。

·堅固的結構 – 該 產(chǎn)品已經(jīng)過沖擊和振動測試，可用于汽車環(huán)境，因此適用于幾乎所有工業(yè)和船舶應用。

4. 微電網(wǎng)改善環(huán)境并促進清潔能源

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

微電網(wǎng)可以采用廣泛的綠色發(fā)電技術。這些技術包括太陽能、風能、燃料電池、熱電聯(lián)產(chǎn) （CHP） 工廠和儲能技術。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構中。它們無縫平衡可再生能源的可變輸出與傳統(tǒng)發(fā)電資產(chǎn)。在此過程中，微電網(wǎng)克服了太陽能和風能的缺點，即它們僅在有風或陽光照射時發(fā)電。無需人工干預，當可再生能源不可用時，微電網(wǎng)可以利用其他資源。

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

5. 微電網(wǎng)加強了中央電網(wǎng)

除了為自己的客戶提供服務外，當微電網(wǎng)用于加強更廣泛的電網(wǎng)時，它也使鄰居受益。

它通過多種方式實現(xiàn)此目的。一種是增強正常的電網(wǎng)運行;例如，通過參與需求響應計劃或提供輔助服務。

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

微電網(wǎng)的使用還避免了線路損耗，即電力通過電線傳輸時的耗散。微電網(wǎng)建在靠近其服務的客戶的地方，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，我們就無需建造更多的發(fā)電廠和輸電線路來為中央電網(wǎng)服務。

事實上，由于微電網(wǎng)的建設和維護成本低于新的電網(wǎng)變電站、輸電線路或其他電網(wǎng)基礎設施，因此它們可以充當“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。

6. 微電網(wǎng)加強網(wǎng)絡安全

2017 年 5 月的大規(guī)模勒索軟件攻擊加劇了全球對網(wǎng)絡安全的擔憂。該惡意軟件影響了 150 個國家/地區(qū)，感染了從英國醫(yī)院到美國 FedEx 的數(shù)十萬家企業(yè)和機構。

美國電網(wǎng)尚未遭受導致斷電的網(wǎng)絡攻擊，但許多專家擔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。

軍事設施和公用事業(yè)已經(jīng)密切關注網(wǎng)絡安全。例如，Ameren Illinois 開發(fā)了一個 1.475 MW 的項目，該項目是北美技術最先進的公用事業(yè)規(guī)模微電網(wǎng)之一。Ameren 是第一家安裝軍用級網(wǎng)絡安全微電網(wǎng)控制器的公用事業(yè)公司。除了先進的控制措施外，微電網(wǎng)還包括風能、太陽能、天然氣和儲能。

微電網(wǎng)的分布式架構使其更能抵御網(wǎng)絡攻擊。如果一臺發(fā)電機受到攻擊，微電網(wǎng)還有其他電源可以依賴。

7. 微電網(wǎng)為社會帶來經(jīng)濟價值

微電網(wǎng)以多種方式為社會提供經(jīng)濟價值。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€地區(qū)吸引高素質的雇主。第三，作為當?shù)氐哪茉垂S，它們在社區(qū)內(nèi)保留了就業(yè)機會。

通過在停電期間從電網(wǎng)中孤島出來，并繼續(xù)通過現(xiàn)場發(fā)電機為客戶提供電力，微電網(wǎng)避免了重大的經(jīng)濟損失。企業(yè)不必關閉;工人可以去上班。

停電代價高昂，尤其是對于失去產(chǎn)品或服務的研究機構、數(shù)據(jù)中心、制造商和雜貨店。

根據(jù)國會研究服務部 （Congressional Research Service） 的一項研究，每年因風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 15000 USD。

鑒于停電對企業(yè)來說代價高昂，依賴優(yōu)質電力的企業(yè)被擁有微電網(wǎng)的社區(qū)所吸引也就不足為奇了。通過提供可靠的電力，這些社區(qū)可以吸引高質量的雇主，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)的建設和運營為當?shù)貏?chuàng)造了就業(yè)機會。該社區(qū)沒有使用數(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?shù)亟?jīng)濟受益。

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)濟規(guī)劃的一部分。

8. 微電網(wǎng)改善社區(qū)福祉

當暴風雨或其他災難導致停電時，充其量只是一種不便;在最壞的情況下，它會對健康和安全構成威脅，尤其是在關鍵設施無法運行的情況下。因此，越來越多的社區(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。

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

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。其他項目則保護無家可歸者收容所、療養(yǎng)院和醫(yī)療衛(wèi)星設施等直接護理提供者的電力供應。

以下是微電網(wǎng)如何造福社會的三個示例：

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

·在超級風暴桑迪期間，新澤西州大部分地區(qū)黑暗寒冷，普林斯頓大學的微電網(wǎng)保持照明和供暖。急救人員來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)展目標相結合。為了滿足這兩個需求，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)地收集燃燒過程中的廢熱，以提供區(qū)域供熱。

結論

微電網(wǎng)在許多方面使其客戶和社會受益。當中央電網(wǎng)發(fā)生故障時，它會保持燈亮著。它提供了一種升級配電網(wǎng)、加固基礎設施和保護弱勢社區(qū)的方法。通過復雜的自動化能源管理，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)濟價值。最后，使用微電網(wǎng)促進了地方控制，或者一些人所說的能源民主化和產(chǎn)消者的崛起。

審核編輯 黃宇