无论是在离岸的海岛、偏远的边疆无人地区，抑或是在人群密集的都会麓竽暌诡、社区、工厂，人们越来越多地看到分布式能源竽暌功用的场景。例如，分布式光伏、风力发电搭配柴油发电机构成的微电网，保障遥远小岛上渔平易近的全部用能需求；又如，天然气冷热电三联供(CCHP)、分布式可再生能源技巧被集成到城市社区微电网体系中，为居平易近和企业供给本地临盆的且经济高效的电力、热水以及制冷办事。而这一切很大年夜程度上须要归功于微电网技巧，恰是因为微电网的鼓起，人们选择的用能办事不再局限于市政电网集中供能的模式。这也使得那些建立在市政电网范围之外的遥远海岛、边疆区域，以及对经济性、安然性、环辈笤有特别请求的用能单位，可以按照其各自的需求在接近用户侧的地位来建立分布式的能源供给体系。

    “微电网”，是相对传统“大年夜电网”而言的一个概念，是指采取先辈的┞菲握技巧以及电力电子装配，把分布式能源和它所供能的负荷以及储能等设备连接形成一个微型的完全电网。这种“微型”的电网是大年夜发电、输变电，直到终端用户的完全电力体系，既可以自身形成一个功能齐备的局域机能源收集，以不干扰输配电体系的方法“孤网运行”；也可以经由过程一个公共连接点与市政电网并网连接：当微电网电源功能不足时可以经由过程大年夜电网弥补缺额，发电量大年夜时可以将多余电量馈送回大年夜电网。须要时，两种模式间可以进行切换，这充分保护了微电网和大年夜电网的平安稳定运行。

    分布式能源在城市社区微电网中的应用

    分布式能源在离岸海岛微电网的应用

    英国苏格兰的埃格岛(IsleofEigg)是海岛离网型微电网成功应用的典范。随机应变的微电网充分应用了本地的天然资本，个中发电体系重要由分布式光伏、小型风力发电和水力发电举措措施构成，总装机容量为184千瓦。多余的可再生电力被储存到电池阵列中，气象前提不佳的情况下，电池组可认为全岛供给一成天的电力。微电网中还包含两台70千瓦的柴油发电机，以备不时之需。全部体系的装机容量虽不算大年夜，但足以知足近百名居平易近的电力需求，可以称得上是“小而美”的海岛微电网。

    微电网中，各类能源在不合季候、不应时段中协同运行，多能互补也成为埃格岛电力体系的最佳设备。得益于较高的纬度，夏季的埃格岛可以享受较长时光的日照，再加上夏季雨水较少，光伏体系的应用率也随之进步。受气象影响，风电和水电在夏季的出力状况不甚幻想，居平易近全天的电力花费都来自光伏和储能电池，只有在旅客增多等少数情况下，备用的柴油发电机才开端供电。到了冬季，岛上降雨增多，三台小型水力发电机成为重要的电力来源。埃格岛微电网的┞菲握体系可以监测发电举措措施的运行，优化电池的充放电轮回，并且在电力缺乏时主动启动柴油发电机。

    微电网极大年夜地晋升了埃格岛的电力花费品德。微电网建成之前，居平易近靠自家的柴油发电机供电，在付出昂扬成本的同时，还要忍耐设备的噪音和空气污染。岛上的柴油依附渡轮运输，贮备有限的住户会见临断电的风险。如今，微电网包管了埃格岛的不间断供电，每年跨越90%的电力花费都来自可再生能源，二氧化碳的排放量也降低了接近一半。另一方面，岛汕９依υ电网展示了出色的经济性。全部项目标设计和扶植成本约为166万英镑，而跨海架设电网的成本则高达400多万；今朝，埃格岛的电力价格仍高于英国的平均程度，但已经比以前降低了60%。风、光、水、储的有效整合使居平易近摆脱了化石能源的限制，埃格岛的经验也证实，离网型海岛微电网可以知足现代生活的电力需求。

    分布式能源在偏远区域微电网的应用

    除了可以改良现有的供电体系外，离网型微电网照样无电地区实现电力普及的重要一环。国际能源署(IEA)的数据显示，截至2014年，全球如有12亿人缺乏电力供给。在印度，无电人口的数量达到2.4亿，约占印度人口总数的20%，个中绝大年夜部分人生活在偏远的农村地区，这给印度当局的全国电气化筹划带来不小的技巧和经济性挑衅。比哈尔邦(Bihar)是印度电力缺口最大年夜的邦之一，全邦79%的农村家庭无电可用，个中跨越一半的家庭没有接入电网；其他所谓的“通电”家庭则依附于单一的柴油发电机，这使得该区域对柴油特别依附，进步了用能成本并造成了空气污染。

    作为多种分布式能源的集大年夜成者，“微电网”技巧具有广阔的成长空间和应用处景。在一套完全的微电网体系中，分布式能源作为发电侧的供能主体，不合品类的能源之间可以或许协同互补；在用电侧，体系对用电负荷进行监测和控制；在控制体系层面，微电网须要进行内部调剂以及与外部的沟通，实现高度自治；蓄冷、蓄热和电储能使得微电网兼具安然性以及灵活性。按照是否与大年夜电网联接，微电网可以分为离网型和并网型两类。离网型微电网的应用处景包含解决海岛和偏远地区的用电问题，并网型则为用户的供能安然添加了一份保障，联网运行也可以改良体系的经济效益。

    以光伏为主、柴油发电机作为备用的分布式能源体系可以解决这些偏远地区的用电问题。印度理工学院的研究人员为农村家庭开辟了光伏微电网，包含一块125瓦的太阳能电池板、1千瓦时的储能电池、控制箱和直流家电。不合于通俗的交换用电，这套户用微网以直流电运行，避免了光伏、电池和Ｒ电之间交直流转换引起的能量损掉。整套体系的成本比架设电网的方法更低，供电也加倍靠得住。已经接入市政电网的家庭也可以将其作为优质的备用电源，免除电网频繁断电带来的困扰。同时，研究人员也开辟了覆盖多户家庭的500瓦和7.5千瓦的微电网。今朝，这套体系已经为跨越4000户的农村家庭供给了电力。在比哈尔邦的农村社区，分布式光伏、储能电池与已有的柴油发电机构成微电网体系，为用户供给可登载力的同时也降低了用电成本，在柴油价格走高刹那，光伏的替代感化使体系的经济性加倍出众。今朝，印度大年夜多半的微电网和自力供电体系仍采取柴油发电机，但成今天趋降低的分布式光伏和随机应变的小型水电、风电举措措施正逐渐凸显出经济和情况效益，这在农村地区显得尤为重要。离网型微电网将在印度的电气化过程中起到关键感化，这项技巧也值得向全球的其他无电地区推广。

    如不雅说离网型微电网是海岛和偏远地区实现电力普及的必选项，那么在可登载网覆盖的城市开辟微电网体系则将起到锦上添花的感化。并网型微电网可以在联网和自力运行两种状况之间自由切换。昔时夜电网出现故障时，微电网可以选择与大年夜电网断开，保障区域内用户的供能安然；被选择联网运行时，微电网也可以经由过程出售多余电力汉孟耋响应等方法获得额外的经济收益。

    并网型微电网知足了美国最大年夜的居平易近室庐——纽约结合公寓城(Co-OpCity)的能源需求，并且在极端气象的情况下保障体系的供能安然。该项目标核心设备是西门子公司临盆的可以或许实现冷、热、电三联供(CCHP)的燃气轮机、蒸汽轮机以及控制体系。该能源站总装机容量达到40兆瓦，可以知足全部6万名居平易近24兆瓦的用电负荷峰值需求，其余16兆瓦容量发出的电力被出售给大年夜电网。2012年10月，飓风“桑迪”囊括美国东海岸并造成大年夜面积断电时代，结合公寓城的微电网持续供能，6万名住户未受影响。除公寓城外，处于飓风上岸区域的纽约大年夜学和普林斯顿大年夜学也配备了以天然气分布式能源站为主的微电网，两所大年夜学与大年夜电网断开并切换至“孤岛模式”，包管了市政电网断电时代校园的能源供给。这些案例都充分表现了微电网体系的稳定性。

    归功于先辈的微电网体系，加拿大年夜渥太华的亚岗昆学院(AlgonquinCollege)得以大年夜幅降低校园的用能成本。值得一提的是该微电网体系的“智能化”大年夜脑——西门子SpectrumPower分布式能源微网体系治理平台(MGMS)，该体系集成建筑主动化和负荷治理技巧，拥有最安闲量超切切条数据点，可以监测并记录校内建筑的能源消费，并对暖通、空调、照明等举措措施进行长途控制，在不影响正常教授教化的前提下进步建筑的能源效力。校内微电网重要由容量为4兆瓦的天然气CCHP机组供能，以及分布式光伏、储能和电动汽车充电站等体系，但发电功率略低于校园的峰值负荷。在须要进行自力运行时，控制体系将辨认并削减不须要的负荷，使微电网安稳过渡到孤岛模式。另一方面，控制体系环筢根据能源市场的价格波动，调节校园内的供电比例。本地电力市场的电价每小时都邑产生变更，控制体系的算法可以猜测微电网的用电负荷，比较CCHP机组和电网供电的综合成本，并最终选择最为经济靠得住的筹划。经由过程微电网和其他节能技巧，亚岗昆学院每年节约的运营成本高达320万美元。除此之外，微电网的自力性可以使黉舍介入电力公司的需求响应项目，在电网供电重要的时段主动晋升能源自给的比例，降低校园对电网电力的需求，大年夜而获得电力公司的经济鼓励。借助微电网，亚岗昆学院将变得加倍高效、经济和干净。