碳中和园区离不开社区微电网，带你深度认识社区微电网！

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社区微电网是社区、村庄、城镇和城市在当地满足能源需求的一种方式。即使在已经存在更大电网的地区，社区微电网也越来越多地被视为一种选择，主要是作为提高当地能源独立性和弹性的一种方式。本文涵盖了社区微电网的基础知识，从其日益流行的原因到其组件和应用程序，以及如何加入微电网的概述。

背景：为什么社区微电网是一个热门话题

为了了解微电网为何越来越受欢迎，了解大型电网（“微电网”）的运行方式以及目前正在改变它们的力量是有帮助的。以下几点详细说明了全球电气系统目前正在发生的变化。

“宏观”电网中分布式发电机的兴起

传统的电力网络（又名“电网”）基本上由三部分组成：

能源消费者（家庭、企业等）；

“电线杆”（电力输送基础设施）；和

大型发电厂（例如煤炭、天然气、风能、核能和水力发电厂）。

发电厂的规模和电力传输的距离（通常为数百或数千公里）是“现代”电网概念（现已有一个多世纪的历史）的基础。自大约 100 年前创建以来，这一直是电网的模型。

常规电网如何工作的图表概述。

然而，近年来，第四个组成部分已开始渗入传统电网：小规模分布式发电。屋顶太阳能电池板系统是小规模分布式发电最值得注意和最常见的例子。

负担得起的小规模发电正在改变我们的能源方式

负担得起的小规模可再生能源——尤其是屋顶太阳能——的兴起正在彻底改变世界各地的能源系统。几乎任何房主第一次有可能自己负担得起至少一部分能源需求，而不是完全依赖电网和遥远的大型发电厂。随着电池存储价格的下降，家庭变得越来越有能力——而且可能——将能源问题掌握在自己手中。

能源独立与社区共享

这并不意味着我们正在走向一个“每个人都为自己”的世界，这个世界的离网者囤积当地生产的能量，就像一部后世界末日的僵尸电影中的罐头食品一样。尽管未来十年确实有很多人最终会脱离电网，但绝大多数人可能会因为方便、财务或太阳能电池板屋顶空间不足等限制而保持连接状态。

还有一个事实是，每个离网家庭都需要多余的太阳能和电池容量，以使他们能够脱离电网生活。这种容量在设计上将在绝大多数时间处于闲置状态——使得离网家庭能源系统比并网的家庭能源系统更大、更昂贵。从电网的大局来看，这似乎是对整个社会的资源浪费，也暗示系统所有者错失了机会。

保持电网连接（和共享资源）的自私原因

与此同时，那些通过太阳能和电池存储与电网保持连接的人将看到越来越多的机会以有利于他们个人层面的方式参与市场——现货价格交易就是一个很好的例子。

随着时间的推移，电网只会变得更加智能，无论它是否愿意，它都会被拖入现代数字时代。随着公用事业商业模式的发展，那些保持并网状态的人将找到更多省钱或赚钱的方法，为能源生产者和消费者的家庭提供最大的灵活性。

系统变化来得很慢

大多数电网曾经是政府所有的公用事业，本质上是垄断性的——它们是游戏中的唯一选择。尽管许多地方的电网已被私有化以允许不同程度的竞争和客户选择，但其历史的惯性常常强烈影响它们即使是现在的运营方式——而且变化来得很慢。

因此，“大电网”并不总是对小规模分布式发电友好的地方。例如，并网太阳能和电池存储系统所有者——他们不仅从电网消耗能量，还可以向电网输送能量——可能会发现自己在一个喜欢简单、直接的环境中被视为“二等公民”（和更有利可图的）“消费者”。

社区微电网作为替代方案

对于那些不喜欢现有系统但喜欢由现有基础设施推动的交互式电网理念（包括点对点能源交易的理念）的人来说，微电网提供了一条中间路径。顾名思义，社区微电网是我们所知道的电网的小规模版本，除了它们（理想情况下）更智能并且更关注作为积极参与者而不是被动消费者的个人。

实际上，社区微电网将当前电网系统的优势和弹性与小规模分布式可再生能源以个人为中心的灵活性相结合，再加上我们日常生活中已经司空见惯的所有“智能”数字化通信技术.

微电网概览

根据维基百科，微电网是“电源和负载的本地化组合”，可能会或可能不会连接到更大的电网。一个微电网可以小到三个装有太阳能电池板和电池的房屋，也可以大到足以覆盖整个社区、城镇、城市或岛屿，并拥有自己的指定发电厂。一个好的微电网包含许多冗余和保障措施，使现代电网如此有弹性和可靠，但规模较小。

微电网可以完全独立作为独立的集线器，也可以“嵌入”到现有基础设施中，允许它们在供应短缺时利用主电源或在过剩时将电力发送/销售回更大的网络/市场. 在大多数情况下，微电网将专门用作微电网，但在某些情况下，它们可能是从较大电网上的预先存在的节点中分割出来的。

微电网如何工作的示例

微电网的类型

微电网的构建和部署有多种原因。它们大致可以分为五类。

社区微电网（本文的重点）——是为特定社区服务而设计的微电网。它们可能与主电网有连接，也可能没有。这种类型的微电网的重点是集中当地资源（主要是小型可再生能源），以最大限度地实现能源自给自足。它们也可能出于财务原因而建造或加入 - 例如主电网的高电价。

校园和机构微电网——适用于大学和医院等需要在主电网出现故障时维持供电的地方。这种类型的微电网的主要目的是最大限度地利用现场发电。

偏远地区的微电网——与更大的电网没有连接，必须完全自力更生以满足其能源需求。这种类型的微电网的目的是为其服务的社区提供稳定、可靠的电力。示例包括用于偏远采矿定居点或中小型岛屿的微电网。

军事基地微电网- 保持与主电网的连接，但在主电网中断的情况下，现场也有足够的发电量来尽可能长时间地为他们服务的社区供电。

商业和工业微电网——用于商业、制造或数据存储设施，其电力供应的损失可能是毁灭性的或代价高昂的。在这些情况下，微电网的目的通常是维持供电至少足够长的时间以在不损坏系统的情况下断电，但在某些情况下，它们可能能够无限期地为系统供电。

微电网的组成部分

本地发电：任何类型的发电机都可能在微电网上占有一席之地，但可再生能源的“无燃料”特性使其特别具有吸引力，主要有两个原因：1）减少进口燃料的需求，以及 2）减少对燃料的接触价格波动。太阳能光伏电池板、风力涡轮机、垃圾发电、生物质能和小型水力发电厂都可以接入微电网，但也可以部署柴油发电机和热电联产设施作为备用或最大限度地提高弹性。

消耗（又名“负载”）：如果没有人可以使用，那么发电毫无意义。任何类型的使用电力的建筑物或结构都被视为负载，并在供需能源平衡中予以考虑。

储能：对太阳能电池板和风力涡轮机等可负担但“间歇性”的可再生能源发电机的更高依赖有助于形成各种形式的储能——电池储能（例如电池）是最通用且（越来越）负担得起的。储能将使微电网能够在过剩时储存多余的能量，并在需要时再次释放。

电网管理系统：利用现代通信技术的微电网将拥有一个“智能”系统，以尽可能最具成本效益和效率的方式使用所有资源。当电力需求看起来准备超过供应时，管理系统甚至可以“卸载”可选负载——远程自动关闭家庭和其他建筑物内的非必要设备，以防止停电。

公共耦合点 (PCC)：这是微电网连接到主电网的点。PCC 并不是所有微电网都具有的功能，但它提供了额外程度的弹性，因为主电网可以作为“备用“电源”的来源。相反，在主电网中断的情况下，微电网可能能够继续正常运行。

加入社区微电网

如果您有兴趣加入社区微电网，您可以选择以下三个选项之一。

（1）寻找现有的微电网成为. 除非附近有一个正在运行的微电网愿意通过与您家的新物理连接将您带入他们的圈子，否则这将需要实际搬家。您可以从搜索您附近的社区微电网开始，但现阶段可用的微电网相对较少。

（2）从现有网络基础设施中创建微电网。根据您所在的位置以及您当地电网公司的情况，您可以与您的邻居、社区或当地政府共享资源，以“脱离”主电网。这种方法需要进行大量规划，成本将涉及从拥有它的实体购买现有基础设施，以及确保您的电网节点上有足够的能源生产和存储容量来维持您的社区，而无需连接到更大的电网。还需要某种管理系统，以确保所有本地资源都得到最佳利用。

（3）从头开始创建微电网。这可能是此处详述的三个选项中资本和规划最密集的选项，特别是如果微电网的目标是让整个社区脱离电网。除了上述第 2) 项中的考虑因素外，还需要构建连接基础设施本身——系统的“电线杆”。这种选择可能最适合每个家庭已经独立能源的社区，因为建立微电网主要是“连接点”以将集体容量联系在一起。

总之

社区微电网是分布式/可再生能源革命中必须出现的最令人兴奋的概念之一。它们为社区提供了一种独特的、有吸引力的和（可能）经济的选择，让他们自己掌握能源问题。以上是今天的分享。今天的书籍分享：《Borrego Springs：加州首个基于可再生能源的社区微电网》，一份200多页的书籍，感兴趣的朋友请回复关键词“我要获得书籍”

书籍简介：Borrego Springs 微电网项目的任务是建立一个主要基于可再生能源的微电网，该微电网可以独立地为整个变电站及其在社区服务的大约 2,500 个住宅和 300 个商业和工业客户提供电力。Borrego Springs 曾因恶劣的环境条件而发生过多次停电，并且位于单条输电线路的末端。微电网项目为现实世界的社区提供了直接而显着的好处，并对环境产生了积极影响，因为它提高了社区的能源弹性，同时通过使用可再生能源减少了碳足迹。微电网由San Diego Gas & Electric Company 的 69 kV 至 12 kV 空气绝缘变电站；位于社区的26兆瓦光伏系统；约 3 兆瓦客户自有屋顶光伏系统，两个 1.8 兆瓦分布式发电资源；两个变电站电池；以及三个社区储能电池，白天为整个社区提供电力，并在必要时在夜间下降到关键负荷。在项目期间，圣地亚哥天然气和电力公司和项目团队成员升级了现有的微电网设施并开发了先进的微电网控制器，使整个 Borrego Springs 社区及其社区成功可靠地孤岛化。顾客。San Diego Gas & Electric Company 在本地（位于 BorregoSprings）和 80 多英里外的配电控制中心控制微电网。除了为Borrego Springs 社区带来不间断的能源资源外，该项目还显着增加了微电网知识库，特别是在先进的微电网控制器和实施非公用事业拥有的资源方面。