旧金山用微电网迎接大地震

2008年，美国地质调查局报告加利福尼亚有99%的几率在未来30年内发生6.7级或以上的地震。

就在去年，一场6.0级的地震摧毁了电力40000人在旧金山湾区这是第四大地震包括1989年世界职业棒球大赛中断、140万人断电的6.9级地震。

因此，旧金山市并没有冒任何风险——它正在为下一场大地震做准备微型电网．

“城市的整个西部都是建在沙子上的，”能源和气候项目经理卡尔·布鲁姆黑德(Cal Broomhead)说旧金山环境部(科幻环境)。“如果发生大地震，天然气基础设施将被破坏，我们可能会面临长期停电。”

如果天然气管道基础设施被破坏，就会破坏以天然气为燃料的中央热电厂，并阻止分布式天然气发电机的使用。该市希望找到一种分布式的解决方案来提供备用应急电源，一种不依赖柴油的解决方案。

2015年，这座城市获得了美国能源部的资助太阳能市场路径计划将太阳能和能源储存整合到旧金山的应急计划中。当地的公用事业公司，太平洋天然气和电力公司(PG&E)，加州四大投资者拥有的公用事业公司之一，也被写进了拨款。

PG&E服务分析总监David Rubin告诉RMI:“他们的提议与我们认为有意义的一致。”“依靠清洁能源和存储，并在发生停电时为重症护理设施提供电力。”

目标是开发更多有弹性的建筑在地震等自然灾害面前为弱势群体提供支持。

SF环境公司领导该项目，工程公司奥雅纳(Arup)担任主要分包商，凯尔特能源和战略咨询公司(Celtic Energy and Strategen Consulting)提供技术支持和专业知识。当扫帚头向能源部写建议书的时候，他认为参加RMI的实验室加速器将是推动事情向前发展的一个很好的方法。

因此，布鲁姆黑德与太平洋电力公司的鲁宾、奥雅纳公司的拉塞尔·卡尔和凯尔特能源公司的克里斯·洛特斯佩奇一起加入了加速器，帮助旧金山制定了一个路线图，在地方和全国范围内部署具有恢复力的太阳能。

实际生活的场景

在落基山学院eLab加速器，该小组研究了分散在城市各处的12个病例。它挑选了其中一个进行详细介绍，以帮助设计微电网奠定基础。

场景是唐人街，一场大地震袭击。尽管旧金山的许多危重护理设施在地震后进行了翻修，但煤气管道和电力管道都中断了，可能会中断三天以上。不幸的是，这种情况发生在11月，那时通常是多云的。这个城市是如何利用太阳能和储存设施来维持应急避难所的运转的?

在确定了关键问题和需要的标准之后，该团队为技术设计过程创建了一个决策树，然后在消防站测试了设计过程。决策树提出了一些关于负荷的问题，以及它是否能在现场或场外使用太阳能和储能来满足负荷，然后确定微电网或设施规模的系统，是否有柴油发电机，是最好的解决方案。

该团队还开发了三种微电网配置的示意图设计选项，这些选项因用户、PG&E或旧金山公共事业委员会(San Francisco Public Utilities Commission)拥有微电网的哪个方面而不同，并且正在开发一份将现有私人光伏系统集成到灾后服务的选项列表。然而，在Accelerator中学到的一些最重要的经验不是技术细节，而是更大的周边问题。

大局

根据RMI经理Koben Calhoun (eLab Accelerator团队的推动者)的说法，eLab Accelerator帮助团队后退一步，更好地了解主要问题是什么。

Calhoun说:“技术细节并不总是最重要的，但社区需求、金融、监管、所有权等周边问题才是真正推动系统设计的因素。”

自加速器启动以来，SF环境与其他利益相关方进行了许多后续对话(目前仍在进行)，以解决财务和监管问题，如如何融资以及谁拥有电网资产。

在实验室加速器期间，该团队有机会坐下来与其他正在处理相同问题的团队进行交谈。

“使用Accelerator最好的事情之一就是与来自凯彻姆和霍博肯,”Broomhead说。“我们的技术团队通过利用其他团队的知识和经验，学到了很多。”

现在已经解决了一些非技术问题，接下来的步骤包括实地访问，选择微电网区域的站点，并与PG&E和其他合作伙伴确定更多的技术细节。

将范式

每个人都同意，实验室加速器最棒的部分之一就是让所有的球员坐在一张桌子上，朝着一个相似的目标努力。

PG&E的鲁宾表示:“我们感谢这座城市来找我们，并视我们为合作伙伴。”“这个项目结合了PG&E非常重视的两件事，清洁能源和弹性。在发生自然灾害的情况下，我们希望为我们的社区和客户服务。”

旧金山的这个项目不仅仅是在国家灾难期间提供微电网来维持关键服务。

卡尔霍恩说:“我们的目标超越了旧金山。“这座城市想要创建一个旧金山其他社区可以效仿的模式，以及一份全国其他城市可以用来做类似事情的规划文件。”

展望未来，目标是巩固可再生能源和弹性之间的联系。

“我们提出的项目不仅是应急准备的关键，也是电网和未来能源系统的关键，”SF环境公司的Broomhead说。“我们从创建一个可再生能源系统开始，目的是紧急备份电力，当人们看到我们永远不需要运行柴油，范式开始转变。这表明，用可再生能源为建筑供电不仅是一件环保的事情，也是一件谨慎的事情。”