今天分享的电子书是《智能微电网解决方案.pdf》，欢迎大家学习。
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随着地方、州和国家政府希望使电网尽可能稳定和可持续，能源生产和分配正在不断变化和发展。其中一项变化就是微电网的引入。 即使主电网不稳定或出现中断，这些局部电网也能为小区域提供可靠的电源。了解有关微电网的更多信息，包括它们与传统电网的不同之处、它们的主要用途，以及它们是否可以带我们进入更绿色、更清洁的能源未来。顾名思义，微电网是一种小型电网。它既可以独立运行，也可以与主电网并网运行。这些小型电网产生、储存能源并将其分配到特定区域，如学校、商业设施、公共机构、医院、机场或私人住宅。因此，微电网是一种分布式能源（DER）。微电网系统一般不依赖传统的现场 发电厂。相反，它们整合各种能源来提供可靠的电力。由于微电网独立运行，因此具有更大的灵活性，可以在 停电期间与主电网断开连接，并保持电力流向其供电的社区或设施。然后，他们可以在需要时无缝地重新连接到主电网。这种灵活性使微电网能够增强整体电网的弹性并降低大范围停电的风险。![]()
微电网与传统电网（也称为宏电网）的最大区别在于规模。宏电网服务于较大的地理区域，而微电网则为局部社区甚至单个设施提供电力。另一个关键区别是现代微电网通常不使用发电厂来发电。相反，他们越来越关注可再生和可持续能源。虽然化石燃料仍占微电网发电量的 80%左右，但趋势正在转向清洁能源。微电网包括 几个关键组成部分，包括分布式能源发电系统、储能装置、负荷管理装置、通信和控制系统、逆变器和其他设备。微电网的发电系统可能差异很大。虽然传统的微电网（如柴油发电机）仍然使用化石燃料，但当今较新的微电网倾向于更环保的解决方案，如太阳能、 风能、热电联产（CHP）装置，甚至核或燃料电池技术。这确保了多元化和可持续的电力供应，从而减少温室气体排放（GHG）。为了帮助最大限度地提高发电效率，许多微电网都配备了储能装置。这通常包括一组锂离子电池组，用于存储多余的能量，然后在最需要的时候进行分配。例如，当阳光照射时，太阳能电池板供电的微电网可能会产生多余的能量。它将多余的能量存储在电池中，并在夜间仍有能源需求但没有阳光来发电时进行分配。与任何发电站一样，微电网必须处理全天变化的负载。例如，如果一台大型机械启动并从微电网获取更多电力，电网必须响应这一额外需求。微电网将通过两种方式之一来实现这一点。 管理负载的第一种方法是增加电源以满足更高的需求。第二种（也是更有效的）方法通常仅适用于为单个设施供电的微电网，即关闭未使用的系统，以平衡整个电网的总体需求，而不增加发电量。例如，该系统可以关闭建筑物中当时未使用的区域的供暖系统。微电网的需求每天都会发生变化，因此必须做好快速变化的准备。这就是高科技控制和通信系统发挥作用的地方。整个电网中的各种控制器和传感器可以检测增加的负载并调整配电，以在高峰需求期间保持电网稳定。这些传感器之上是监控和数据采集 (SCADA) 系统，负责数据收集和分发指令。这些 SCADA 系统最大限度地利用 可再生能源来满足电力需求，同时根据需要添加化石燃料能源以防止电网崩溃。 一些高科技 SCADA 系统依靠人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 来更好地预测和管理负载变化，进一步减少对化石燃料的依赖。与任何发电和配电网络一样，微电网需要传输能量的基础设施，包括电缆、断路器、变压器、逆变器和其他组件。这些确保所有电力流向所需区域，并通过自动转换开关和其他设备提供过载保护。微电网的主要功能是为特定区域或设施提供可靠、高效的电力。这些微电网项目的第二个目的是减少我们的碳足迹。由于许多现代微电网使用可再生能源，因此有助于减少温室气体 排放并促进能源独立和可持续性。这些小型公用电网还具有节省能源成本、提高电网弹性和提高能源效率的潜力。根据可用资源、当地气候和其他变量，微电网可以包括各种可再生能源。微电网常见的可再生能源是太阳能光伏（PV）板。这些太阳能电池板安装方便，可扩展性强，可随着电力需求的增长而增长。当然，阳光充足的地区（如德克萨斯州和加利福尼亚州）是理想的选择，因为它们可以更稳定地产生更多的电力。 在风力稳定的地区，可以利用风力涡轮机发电。其他能源解决方案包括生物质能和地热能系统，它们分别利用来自地球核心的有机物和热量来发电。微电网具有多种优势，从更高的能源稳定性和自主性到可持续性。让我们仔细看看一些优点。微电网与宏电网串联运行，但它们也可以独立运行，从而提高稳定性。例如，如果主电网因某种原因（例如停电、技术问题或2021 年德克萨斯州冬季风暴等自然灾害）出现故障，微电网可以接管发电并保持供电。微电网通常位于消费者附近，无论是单个设施还是小型社区。这种与消费者的接近意味着能量在到达目的地之前流动的距离更短，潜在故障点也更少，这有助于提高可靠性。微电网允许为较小的社区或设施自主发电和存储。这赋予当地更大的自主权，可以在不依赖宏电网的情况下平衡自身的电力负荷。微电网通常使用可持续和可再生能源，例如风能或太阳能。这使得他们能够通过减少对化石燃料的依赖来提高可持续性。它还有助于减少温室气体排放，这有助于应对气候变化。微电网的另一个主要优势是其可扩展性。随着社区或设施的发展，微电网可以随之发展，通过添加更多的太阳能电池板或额外的风力涡轮机，相对轻松地满足新的需求。![]()
不同类型的微电网满足不同的电力需求。让我们回顾一下其中一些微电网能源解决方案以及它们的不同之处。远程微电网服务于偏远地区，例如偏远社区或军事基地，这些地区对主电网的访问受到限制。这些电网始终以“孤岛模式”运行，这意味着它们 100% 自给自足，不需要连接到宏观电网。并网 微电网通过切换机制直接连接到宏电网。这使得它们能够断开连接并在“孤岛模式”下运行，然后根据需要无缝地重新连接（这在高峰需求期间尤其重要）。 此外，该模型使用微电网作为备用电源。因此，如果宏观电网出现故障，该设施仍能正常运行。这些系统非常适合医院、大学校园和其他依赖电力的组织。这些系统包括连接到同一电网电路的多个微电网，以服务于大面积。他们使用控制系统来协调每个电网，以确保最大效率，无论每个电网以孤岛模式运行还是与宏电网相连。![]()
微电网的未来对于塑造能源格局有着巨大的希望。随着对分散式发电和可再生能源的需求不断增长，微电网提供了灵活且可持续的解决方案。 随着控制系统、储能技术和电网互联的进步，微电网可以帮助更多的人和地方实现能源独立，减少碳排放，提高电网的整体弹性。 据微电网资源联盟称，目前美国有 461 个正在运行的微电网，提供 3.1 吉瓦的可靠电力。随着世界向清洁能源的未来过渡，微电网对于子孙后代至关重要。微电网是一种就地发电而不是依赖主电网的有效方式。这些本地化和分散式电源提供了更大的灵活性、自主性和更清洁的能源。 然而，微电网并不适合所有人，要取得更大的进步和采用还有很长的路要走。幸运的是，您现在有其他方法可以节省能源，甚至降低能源成本。查看Just Energy 的绿色能源计划，以满足您的需求、减少碳足迹并推广太阳能和风能等可持续能源。![]()
