从超级风暴桑迪到劳埃德最近的报告（PDF）关于地磁风暴造成的重大系统损害的潜力，网络对公用事业和网格的攻击（例如今年早些时候击中圣何塞的电网），过去12个月对美国的脆弱性造成了重视。电网。

这表明脆弱性使人们提醒人们，尽管美国将前进到电时代，但我们的系统是地球上最古老的系统之一。我们的性能表明网络失败 - 加尔文电力倡议报告（PDF）发现，与德国和丹麦等地相比，美国电网经历了三倍的频率，是系统中断持续时间的10倍。

无论是通过身体衰落，自然灾难还是误导恶意，我们的电网都会受到越来越多的威胁，并且会导致更频繁的失败。同时，我们的集中式体系结构主要基于轮毂和辐条的生成和传输只会增加系统的脆弱性。

对这些新兴基础设施挑战的一种解决方案是使用微电网的使用：小型的自动平衡网络，能够分裂从较大的网格中分裂以进行自主操作，然后无缝地重组以作为整个整体的一部分发挥作用一经请求。此类网络与网格有一个共同的耦合点，并包括发电源（例如柴油和/或气体发电机，分布式太阳能和分布式风资源）以及可以以协调方式进行管理的电气负载。需求响应和能源效率 - 越来越多地存储和电动汽车 - 通常在设计和操作方面显着地以灵活管理微电网的供求需求。

如今，美国在微电网上运营了近1,500兆瓦，但是由于这样的系统有助于解决可靠性问题并增强了较大的网格的性能，因此，它们（例如屋顶太阳能PV等分布式能源）也可能威胁到分布式能源。传统的公用事业模型。

那里有价值！

我们看到了微电网为状态创造增值的几种令人信服的方式。

•微电网可以汇总互补分布式能源。通过在给定的微电网内的供应和需求资源的匹配，可以量身定制该网络的性能以提供特定的操作或环境绩效特征。例如，单个微电网可以设计用于中断性或产生来源和负载的效率，或特定的可靠性和功率质量，或者环境排放概况，甚至通过向大格葡萄剂出售服务来最大程度地提高经济价值。通过这种方式，微电网使一个可以根据个人客户的质量需求定制的相当商品化的电力系统。

•与市场链接的微电网提供了客户的选择性，可以帮助降低成本和风险。传统的电力客户通常是该公用事业定价结构的怜悯的价格。客户对效率和分布式资源（例如太阳能PV）的投资为客户提供了一定的力量，但是微电网代表了完全翻转脚本的能力。微电网将电力掌握在客户手中，并为如何管理能源风险和优化成本提供了选择。美国食品和药物管理局校园White Oak等地方已经显示出可能的地方。如今，White Oak根据现场发电机的电网成本和燃料成本来优化现场发电。随着White Oak通过增加使用生物燃料的能力来扩展其校园中的燃料来源，它继续使与唯一依赖公用事业功率相关的风险多样化，并降低了与一种或两种燃料类型相关的安全风险。

•微电网促进了额外的私有资本的注入，以补充现有资源。预计全球微电网部门将从2013年的100亿美元增长到本十年末的400亿美元。微电网上的大部分投资将来自客户，因为根据Navigant的数据，美国的微电网市场占全球市场的64％。由于电力公用事业面临筹集巨额资金来取代老化基础设施的负担，符合环境和可再生能源标准并部署智能电网技术 - 估计到2030年增加了2万亿美元 - 日益增长的客户投资可以减轻对公用事业和公用事业和公用事业和公用事业的压力速率同时使网格现代化。

•微电网提高电系统的效率。一个微电网依靠生成设备，该设备接近其必须提供的需求。微电网越多地依赖其生成设备来满足需求，从中央电力站运送到客户的能源单位就越少。这减少了传输和分配系统中典型的7-10％损失，从而通过减少总发电需求来节省能源成本。

当然，这只是一个入门列表。其他值会因大小而异，具体取决于特定的应用。如今，成本效益不是引人注目的，而是对于精选的客户（例如大学和军事设施），它们对可靠性和能源安全具有很高的价值，但是随着微电网成本下降和新的机会以获取货币福利，Microgrid Economics应该应该改善广泛的客户。

“微型化”的挑战

在过去的一年中，分布生成，能源效率和需求响应背后增长的长期影响受到了极大的关注。这些业务模型问题在太阳能开发中可能是最明显的，这是由于管理净能量计量的挑战。

但是，与微电网对公用事业的完全叛逃相比，调整公用事业率并辩论将自生的权利销售回到苍白中。在传统结构化的市场中，这种叛逃将使公用事业成本恢复实践脱离倾斜。在重组的市场中，它引入了新的批发市场参与者并转移了运营动态。激活微电网的过程类似于网格资产市政化的影响 - 仅在较小的规模上 - 一旦汇总，可能会发生巨大的变化。

电力系统部分的市政化是由于多种原因而经常与集中公用事业相对的主题，其中最重要的是损失有价值的客户。在1980年至1997年之间，在17个州提出了至少40个有关电力资产市政化的建议。尽管这些近年来，但科罗拉多州的博尔德正在进行的备受瞩目的市政化工作仍在继续进步，这提醒人们与在高度相互联系的运营和金融体系中分解资产相关的挑战。

但是，请注意这一挑战的复杂性，并将其降低到网格上的个人客户的复杂性：校园，医院甚至个人住所。撒在目前低的汽油价格，可再生的发电成本下降，对电网提供的清洁能源的偏爱，对效能超出公用事业的弹性和性能保证的需求，或者效果超出了效用，或者有任何替代愿望，并且您有可能获得的潜力发生的“微型化合物” - 创建微电网，使客户可以选择从更大的网格中脱离，在某些方面，等同于将这些网格资产的功能等效化，并将其从公用事业中取出。（我们仅将术语“微型化”用作一个类比，这意味着微电网对现有公用事业业务模型的潜在影响；任何微电网的最终所有权都可以采用公共形式或私人形式。）

需要明确的是，这些客户不一定要“缺陷”本身（市政公用事业公司，他们经常保留与服务领域以外的提供商签订批发合同），而是Microgrid提供的自给自足和前景的选择。对于某些客户来说，在许多其他供应选项的中心的价值优化是极为诱人的。为了找到潜在的兴趣，请与东北和中大西洋中的客户交谈，在过去的十年中，整个社区多次，整个社区几天都没有电力，或者在墨西哥湾沿岸的其他社区中，整个社区都没有电力，或每个飓风事件都威胁着毁灭性社区恢复的漫长而缓慢的道路。在这种威胁的眼中，微电网访问可能是合理的保险单。

该客户需求的规模可能很大。如果Navigant对上述微电网开发的预测证明是正确的，那么美国可能每年都有一家主要公用事业，每年约有250亿美元的资产。当然，这笔资本将在全国范围内广泛分配。随着NRG和Solarcity最近的公告，希望销售融合的自发和存储解决方案，因此不可避免地会在近期迫使简单，可微电网的包装迫使讨论的前景。

正是这一前景将迫使商业模式的讨论比迄今为止更快。面临的挑战不是微电网的扩散会很快“吃午餐”。但是，关键的客户叛逃和/或削减收入可能会开始“在甜点上ni缩”，这可能会使为剩下的客户提供大部分的经济上的开胃菜。

帮助微电网繁荣的原则

从历史上看，公用事业已经抵抗了市政化，并扩展了微电网。待机，棘轮和出发指控虽然有意为了，但在实践中通常会变得惩罚性。But if we believe that there is real value to be gained for both grid and customer through the deployment of microgrids, shouldn’t it be in everyone’s interest to create business models that encourage their development (such as business models highlighted in an NRRI paper by Tom Stanton)? We think so, and offer a set of principles for consideration by all that can help navigate the regulatory juggernaut and speed the advance of rational microgrid development.

多个考虑因素为所有玩家奠定了机会，并确定新业务模型是否以及如何出现。其中包括费率设计（微电网成本和收益的分配方式，资本来自何处，存在哪些类型的绩效激励措施，如何管理传统电网成本），提供者参与规则（允许谁拥有微电网，什么产品和服务被允许，他们如何在市场中管理），客户资格（首先允许客户微电网，他们在二级市场中拥有什么权利），如何围绕微电网进行计划（优化并行投资，在交付“交付”中的角色”未来的智能网格”），以及定义岛化技术方面的互操作性规则。尽管这是一系列考虑因素，但我们的指导原则可以帮助最大程度地减少问题各方面利益相关者之间的一致性摩擦。

•定义微电网，并阐明现有政策如何适用于其。监管机构的第一名是确定微电网的明确定义（或定义是否适合所有方法）。微电网是否应该归类为分布式能源，独立的电力生产商或完全不同的东西？在微电网停止成为微电网之前，微电网可以有多大或小？只有在回答此类问题之后，监管机构，公用事业，客户和私人开发人员才能理解现有规则和法规如何在存在合理的业务案件的地方抑制或刺激微电网。除了澄清现有规则的适用方式外，监管机构显然还必须阐明遗产公用事业资产的类型。

•采用并执行范围内的互操作性标准。将微网格与宏观网格的安全和有益的联系需要采用标准协议，以确保系统的身体完整性，并允许联合优化独立和联合系统的经济，环境或运营性能。IEEE 1547.4是标准化的一个有前途的选择，尽管随着时间的推移，该协议或其他协议中可能还要编纂其他要求。

•努力合理地重视微电网成本和收益，并相应地定价。微电网业务模型的基础是基于该技术为电网提供的成本和收益提供的。这些服务包括黑色起始功能，频率调节和暂时从能量汇到源的能力。但是，应对这些服务进行权衡，以与将许多半自治的微电网集成到大格葡萄中有关的任何其他基础设施或运营成本。最初的努力评估这些成本和收益的规模，并找到通过现有或新的定价方法获利的方法，对于鼓励在电网上最有意义的情况下鼓励微电网开发至关重要在微电网中拥有自己的资本。

•删除交付实用程序的抑制作用，并考虑基于绩效的激励措施刺激发展。作为另一项代表减少分销公用事业服务的需求的技术，该公用事业公司可能会抑制或支持对微电网上的投资。但是，微电网提供了真正的机会，以节省成本，可靠性和功率质量的形式为客户提供系统收益。在评估和规划揭示这些机会的地方，应允许该公用事业公司追求并投资于它们。除了释放公用事业以投资微电网外，还可以建立和加强基于绩效的成本，可靠性和功率质量的激励措施，还可以为某些公用事业公司探索微电网机会所需的胡萝卜提供。正如该公用事业通过基于绩效的激励措施激励实现目标的微电网投资一样，更高度差异化的定价可以向客户和开发人员发出信号，这些客户和开发人员在Microgrid Investments可以最大程度地减少分配系统成本。

•允许广泛的微电网参与批发市场。在某些情况下，微电网参与并在批发市场中提供服务将是最有意义的。为了促进客户的参与，需要存在明确的运营和基于市场的标准，而无需限制客户访问微电网的访问。在加利福尼亚等市场中，在传输水平上连接的微电网的参与途径已经足够清楚，但是当微电网连接到分销系统并希望参与批发市场时，情况变得更加复杂和细微。在这种情况下，客户必须在ISO和分销实用程序之间导航。在分销水平上相连的微电网的批发市场参与的简化和减少障碍可以提高市场的竞争，这改善了微电网的经济案例，并为电网运营商提供了新的资源来平衡系统。在丹麦，在伯恩霍尔姆岛上，市政公用事业正在测试一个鼓励许多小客户参与的市场。在这个市场中，价格每五分钟变化，需求的规模或供应资源的规模没有限制，并且参与者不需要竞标市场即可参与，从而大大简化了小型住宅和商业客户的任务。

•将微电网纳入更广泛的网格计划过程。分销和传输系统计划都代表了评估微电网选项并将其纳入系统设计的重要机会。这些资源计划过程可以为微电网的有针对性部署以最小化系统成本，管理负载形状并为电网提供宝贵的辅助服务的方式为基础。传输计划过程通常包括非传输替代方案（NTA），其中应包括其中的微电网。尽管对NTA的考虑远非完美，但它代表了考虑微电网的明确切入点。将微电网纳入其他集成网格计划练习中的潜在资产（传统的综合资源计划是由34个州的电力公用事业公司完成的，或与综合分销计划的新兴纪律一起）提出了评估和实施最小成本分配替代方案的机会例如能源效率，分布式能源和微电网。

您可以“微观化”市政公用事业或合作社？

因此，在所有关于“微型化”的讨论中，我们必须问自己，微电网是否也对公共权力构成类似的挑战。我们的观点是，任何公共资助的基础设施计划都需要面对强大的脱位力（例如微电网体现）进行仔细的重新思考。但是，我们看到市政电力提供商和合作社有一个明显的机会，可以展示如何实际整合和推广这些项目。

实际上，这是科罗拉多州柯林斯堡的情况。在这个15万人的城市中，市政公用事业是开发2.5平方英里净零能源区的多方利益相关者的一部分。该学区将从可再生能源中产生或采购尽可能多的电力。Fortzed中的第一个项目之一表明，分布式能源（例如太阳能光伏）的协调和要求响应以将峰值负载降低20％。该团队的接下来是基于这项工作，并测试这些资产作为岛屿微电网的使用。随着团队推动微电网的推动，市政公用事业公司还正在与RMI及其电力创新实验室（E-LAB）合作，以扩大对整个城市分布式可再生资源进行扩展投资的新方法。柯林斯堡（Fort Collins）并没有逃避或忽略微电网为公用事业公司造成的挑战，而是在寻找他们为公用事业公司及其客户创造的机会。

需要明确的是，我们正处于将微电网集成到我们的电网络中的早期阶段。在RMI，我们看到了这些资源可以提供的新的和添加价值的早期证据，从而为运营增添了灵活性，并刺激了动态电力市场，从而导致更便宜和更便宜的电力。有了正确的业务模型，这些结果可以更快地实现，并为所有人带来更大的好处。

编者注：要了解有关微电网的更多信息以及可持续性和技术的融合，请务必查看必威体育2018Verge SF10月14日至17日。

本文最初发布在落基山学院的博客上RMI出口。

电源线图像CC许可安德鲁·伊玛纳卡（Andrew Imanaka）/flickr