微电网如何提高电网可靠性和城市弹性

桑迪——又一场大风暴破坏了美国东海岸的公用事业电网基础设施——凸显了一个令人信服的现实:在今天的超数字化经济中，这种现状已不再被接受。

想想看:美国公用事业公司的电网被美国国家电网协会评为低D+美国土木工程师协会在2009年。劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)的统计数据显示，80%至90%的电网故障始于电力服务的配电水平。美国每年平均停电时间为120分钟，而且这个数字还在不断恶化，而其他工业化国家的停电时间还不到10分钟，而且情况正在好转。

更糟糕的是，最近的证据证实更恶劣的天气现在一切如常。根据灾害流行病学研究中心(Center for the Epidemiology of Disasters)的数据，1980年至2009年间，有1亿至2亿人受到与天气相关的灾害的影响，每年的经济损失在500亿至1000亿美元之间。

如果我们退后一大步，对推动企业将可持续发展的更高概念与实际的实用性联系起来的宏观趋势进行评估，那么答案是什么?必威体育2018进入微电网救援。

微电网实际上只是大型电网的微型版本，除了一个定义特性:在必要时，它们可以从宏观电网断开，并以所谓的“孤岛模式”继续运行。Because of this distinguishing feature, microgrids can offer a higher degree of reliability for facilities such as military bases, hospitals and data centers, which all have "mission critical" functions that need to continue to operate不管什么。

最近发生的一系列自然灾害——包括“桑迪”——正在帮助建立微电网的商业案例。2011年日本发生的9.0级地震(以及相应的海啸)就是一个明显的例子。(仙台1兆瓦微电网福岛东北大学在岛模式下运行了两天，而周围地区没有电力。)同样，一些拼贴画，包括普林斯顿大学和纽约在最近的桑迪飓风期间，大学也依靠他们的微电网来维持重要服务的电力供应。

康涅狄格州是美国第一个推行微型电网政策的州。2011年8月的热带风暴艾琳和2011年10月的一场罕见暴风雪都导致了大规模的电力中断，为此加州大力推进微电网建设。虽然这项工作的重点是确定150个可行的微电网站点，但目前仅限于一次性1500万美元的赠款和贷款项目，用于支付警察和医院设施的微电网互联费用。鉴于“桑迪”的影响，如果纽约和新泽西等其他州也步康涅狄格的后尘，不要感到惊讶。

除了提高可靠性，微电网还有另一个有用的功能:它们可以帮助更大的电网保持平衡。随着世界走向一个越来越像互联网的能源系统，由于越来越依赖分布式发电(DG)的现场来源，电力双向流动，这种日益增长的动态复杂性需要新技术。

但是，某些形式的DG，特别是太阳能或风能等可再生能源，使得对包括微电网在内的智能电网解决方案的需求更大。例如,最近太阳能光伏系统价格下降的趋势当然增加了对聚合和优化技术的需求。为什么?分布式太阳能光伏系统会给电网的整体运行带来频率、电压和其他电能质量方面的挑战。

今天的电网的基本架构是基于基于大型集中发电厂单向能量流的自上而下的径向传输系统，显然已经过时了。我们所依赖的发电厂是我们实际需要的两倍，这是由于这个系统内的巨大低效。如果由于屋顶太阳能光伏的普及，电网开始像互联网一样，那么先进的聚合系统，如微电网，将使资源共享变得至关重要。

从地理上讲，北美目前在微电网市场中处于领先地位，这主要是因为现有公用事业电网的可靠性相对较差。然而，从长期来看，最热门的市场将是亚洲和发展中国家。正如发展中国家跳过了地线(相当于今天的径向集中式传输网)，它们可能会转而使用分布式微电网(类似于手机)。

想想2012年印度发生的史上最大规模停电事件吧，今年7月，有3.7亿人处于黑暗之中。远程微型电网——那些在没有公用事业电网的地方运营的企业——可以作为新的、适当规模的基础设施的支柱，向更智能的方式转移，向穷人提供人道主义服务。

这就是联合国、美国国际开发署(USAID)、克林顿气候倡议组织(Clinton Climate Initiative)和比尔·盖茨基金会(Bill Gates Foundation)等机构为远程微电网提供资金支持的原因。甚至绿色和平组织一份报告赞扬了一项自下而上的分布式可再生能源战略，该战略旨在通过微电网将过剩的太阳能从印度比哈尔邦出口出去。

从全球可持续发展的宏观角度来必威体育2018看，真正需要做的工作是在发展中国家，这些人将决定我们星球的命运。如果亚非国家在能源基础设施建设方面步我们的后尘，我们注定要失败。很明显，我们不会向新兴经济体倾销我们被抛弃的产品和技术，相反，像微电网这样的想法将使这些地区处于适当规模技术的前沿，这些技术可以解决问题，而不是制造问题。