- 業界微網，打開能源管理數字化的無限可能2019-11-25 來源：《電氣技術》雜志社 | 點擊率：導語微網的部署強調新技術的應用，使分布式能源圍繞共同目標進行協作，并幫助運營方制定可優化互聯系統的運營和管理的分析戰略，以及緩解雙向電力系統的設計局限。微網通過對安全和可靠的運營、分布式能源控制以及優化能源控制等方面的技術完善，從而達到通過高效分布式能源集成，靈活的控制，有效降低本地可再生能源成本，符合經濟、低碳、安全等全球能源轉型的愿景。
近日，被譽為“新世界七大奇跡”的北京大興國際機場成了首都新晉的“網紅”打卡地。機場并不新鮮，但大興機場在創造了多項世界之最外，還運用了諸如刷臉登機、問路，AR眼鏡旅客識別等多項“黑科技”，以及富有中國文化元素的銅方磚浮雕圖案等，這是吸引市民紛紛前往的主要原因。
而在多項世界之最、現代化科技應用背后，這座超大型航空綜合交通樞紐的安全、高效運轉勢必將消耗大量的能源資源，為此大興機場打造了綜合能源服務系統，在高效利用各種能源的同時，還搭建了綜合能源管理平臺，實時感知、測量能源生產和消耗量，對能耗進行全過程管控，推進機場全面節能增效。
數字化時代，基于大數據、云計算、互聯網、物聯網等新技術的滲透融合，正在讓包括建筑行業在內的各行業的能源管理正在變得更加主動、靈活、可視化，真正實現生產、生活場景供電、供水、供氣、供熱等設備運行狀態的無盲區、全參數實時監測，為用戶提供能源數據管理與分析、節能降耗方案等需求，為能源規劃與控制提供準確依據，提高效率、節省成本、提高運營等可持續發展能力。
大興機場的能源管理部署，也是現代建筑實施能源管理的最新趨勢。當前，國內外建筑在規劃、設計、建設階段的管理已日趨成熟，但由于運營階段的標準管理體系尚不完整，運營成本過高、運維人員嚴重不足等因素，使得大部分建筑陷入“有建無護”的窘境，造成整體建筑效率、效益低下，建筑可持續性發展堪憂。
為了進一步解決上述問題，近年來微網系統日益與建筑配用電系統相互連接，成為主動式能源管理的重要發力方向。微網，是電能與現代化網絡技術相結合的一種網絡控電結構，由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、負荷、監控和保護裝置等組成。基于數字化技術，微網可以實現對建筑電氣配用電系統的自我控制、自我保護及自我管理，從而有效地實現功率的平衡與控制、系統運行優化、分布式能源裝置故障檢測與維護等功能，減少能源資源消耗，降低整體建筑的運營、用電成本。
行業專家指出，微網在建筑配用電系統領域應用有著獨特的優勢：微網系統中的各組件容量較小，在供電過程中不會產生較大的能源損耗，且需量峰值還將被控制在合理的范圍內，還可以有效地延長電力線路的使用壽命，延長設備維修維護的周期，確保建筑電氣的運行安全；微網采用建筑區域內的電力資源為整個建筑提供電能資源，無論是獨立還是與主網并聯運行，都可以有效地提高供用電的安全性、連續穩定性，同時具備系統網絡調節與分擔電網運行壓力的作用。
據了解，微網分為離網型和并網型，而不同微網類型具有不同的適用場景及價值。離網公共設施型微網（目前全球范圍內最常見的微網類型）及離網社區型微網，可提高能源供給的可靠性，整合低碳可再生能源，優化成本和環境，適用于傳統電網無法觸及的偏遠地區，如偏遠的軍事基地、礦場或工業基地，海島以及度假村、社區等。
并網公共設施型微網需連接主網，當主網輸送功率不足或者需要隨電力市場價格信號來調整微網自身功率需量時，可盡量縮減能源支出、整合更多可再生能源并確保其電力系統彈性，如高可用性的獨棟商業樓宇，公司、醫院、數據中心等研究或商業園區；并網社區型微網，或作為可管理單元進行托管，可優化與公共事業主網之間的電力交換，多服務于多個生產者和消費者（具有分布式發電能力的用戶）的城市商業園區、綠色村莊、生態區，甚至小型市區。
據Navigant Research發布的微網研究報告，截止2018年第四季度，全球微網累計規模達到19.575GW（包括已經安裝和計劃中的）。其中，遠程微網占全球微網容量的40%左右，總計7604.4MW；其次為商業/工業和公用事業建筑，分別為5542.9MW和2307.9MW。
在微網發展歷程中，美國、歐洲、日本引領了全球市場的發展步伐。我國雖然起步較晚，但近年來微網發展勢頭比較強勁。全球微網技術和解決方案已進入應用階段且成功案例不在少數（以北美居多），然而微網在建筑領域的大規模推廣還面臨諸多挑戰，如微網控制系統的功能分析和設計、能源管理優化設置和穩健性分析、動態穩性研究等。因此，還需要數字化、大數據、云計算等新技術的加持，以加強微網系統與建筑配用電系統的融合發展。
對此，施耐德電氣曾指出，微網的部署強調新技術的應用，使分布式能源圍繞共同目標進行協作，并幫助運營方制定可優化互聯系統的運營和管理的分析戰略，以及緩解雙向電力系統的設計局限。微網通過對安全和可靠的運營、分布式能源控制以及優化能源控制等方面的技術完善，從而達到通過高效分布式能源集成，靈活的控制，有效降低本地可再生能源成本，符合經濟、低碳、安全等全球能源轉型的愿景。
據了解，在全球范圍內施耐德電氣已經實踐了多個成功的微網項目。如澳大利亞凱恩頓屠宰場大型微網項目。如遇電網故障，施耐德電氣可提供關鍵冷鏈過程的連續性操作，以降低能源消耗，同時充分利用可再生能源；在2.5MW太陽能發電系統中嵌入一個單一的2MW/2MHh電池存儲系統和兩個400 kW柴油發電機組，以形成一個彈性的微網系統，并集成原有的CITECT過程控制系統等。
作為EcoStruxure Grid架構應用、分析與服務層的四大“金剛”之一，施耐德電氣EcoStruxure Microgrid Advisor微網管理顧問以調度綜合能源網絡的形式進行分布式能源/可控負荷耦合運行，以集中管理提供整體顧問，改善能源結構，優化用能成本，參與電力輔助服務，提高配用電系統的資產收益。
據Markets and Markets發布的報告顯示，全球微網市場將從2018年的222．2億美元增長到2023年的391億美元，期間復合年增長率為11.97%。到2023年大學校園、工/商業區、城市和公用事業單位、醫療保健等建筑微網將以最高的年復合增率增長。
未來機遇與挑戰并存。通過數字化技術、現代建筑技術、現代通訊技術和現代控制技術融會貫通，以中低壓一體化、強弱電一體化為核心，重新定義能源管理、微網管理，讓整體建筑能源數據可視化、系統可監測、變化可預測，全面提升建筑電能的穩定、連續、高效，將成為建筑運營者的普遍追求，并以此助力建筑節能增效、智慧可持續發展。
