不管是在离岸的海岛、偏僻的边陲无人地域，抑或是在人群稠密的都会楼宇、社区、工场，人们愈来愈多的得看到散布式能源利用的场景。例如，散布式光伏、风力发电搭配柴油发机电构成的微电网，保障遥远小岛上渔平易近的全数用能需求;又如，自然气冷热电三联供(CCHP)、散布式可再生能源手艺被集成到城市社区微电网系统中，为居平易近和企业供给当地出产的且经济高效的电力、热水和制冷办事。而这一切很年夜水平上需要归功在微电网手艺，恰是由于微电网的鼓起，人们选择的用能办事不再局限在市政电网集中供能的模式。这也使得那些成立在市政电网规模以外的遥近海岛、边陲区域，和对经济性、平安性、环保性有非凡要求的用能单元，能够依照其各自的需求在接近用户侧的位置来成立散布式的能源供给系统。

“微电网”，是相对保守“年夜电网”而言的一个概念，是指采取进步前辈的节制手艺和电力电子装配，把散布式能源和它所供能的负荷和储能等装备毗连构成一个微型的完全电网。这类“微型”的电网是从发电、输变电，直到终端用户的完全电力系统，既能够本身构成一个功能齐备的局域机能源收集，以不干扰输配电系统的体例“孤网运转”;也能够经由过程一个公共毗连点与市政电网并网毗连：当微电网电源功能不足时能够经由过程年夜电网弥补缺额，发电量年夜时能够将过剩电量馈送回年夜电网。需要时，两种模式间能够进行切换，这充实保护了微电网和年夜电网的平安不变运转。

作为多种散布式能源的集年夜成者，“微电网”手艺具有广漠的成长空间和利用场景。在一套完全的微电网系统中，散布式能源作为发电侧的供能主体，分歧品类的能源之间可以或许协同互补;在用电侧，系统对用电负荷进行监测和节制;在节制系统层面，微电网需要进行内部调剂和与外部的沟通，实现高度自治;蓄冷、蓄热和电储能使得微电网兼具平安性和矫捷性。依照是不是与年夜电网连接，微电网能够分为离网型和并网型两类。离网型微电网的利用场景包罗处理海岛和偏僻地域的用电问题，并网型则为用户的供能平安添加了一份保障，联网运转也能够改良系统的经济效益。

散布式能源在离岸海岛微电网的利用

英国苏格兰的埃格岛(Isle of Eigg)是海岛离网型微电网成功利用的典型。随机应变的微电网充实操纵了本地的天然资本，此中发电系统首要由散布式光伏、小型风力发电和水力发电举措措施构成，总装机容量为184千瓦。过剩的可再生电力被贮存到电池阵列中，气候前提欠安的环境下，电池组能够为全岛供给一成天的电力。微电网中还包罗两台70千瓦的柴油发机电，以备不时之需。全部系统的装机容量虽不算年夜，但足以知足近百名居平易近的电力需求，能够称得上是“小而美”的海岛微电网。

微电网中，各类能源在分歧季候、分歧时段中协同运转，多能互补同样成为埃格岛电力系统的最好设置装备摆设。得益在较高的纬度，夏日的埃格岛能够享受较长时候的日照，再加上夏日雨水较少，光伏系统的操纵率也随之提高。受气候影响，风电和水电在夏日的出力状态不甚抱负，居平易近全天的电力消费都来自光伏和储能电池，只要在旅客增加等少数环境下，备用的柴油发机电才最先供电。到了冬季，岛上降雨增加，三台小型水力发机电成为首要的电力来历。埃格岛微电网的节制系统能够监测发电举措措施的运转，优化电池的充放电轮回，而且在电力欠缺时主动启动柴油发机电。

微电网极年夜地晋升了埃格岛的电力消费质量。微电网建成之前，居平易近靠自家的柴油发机电供电，在付出昂扬本钱的同时，还要忍耐装备的乐音和空气污染。岛上的柴油依托渡轮运输，贮备无限的住户会晤临断电的风险。现在，微电网包管了埃格岛的不中断供电，每一年跨越90%的电力消费都来自可再生能源，二氧化碳的排放量也下降了接近一半。另外一方面，岛上的微电网展现了超卓的经济性。全部项目标设想和扶植本钱约为166万英镑，而跨海架设电网的本钱则高达400多万;今朝，埃格岛的电力价钱仍高在英国的平均程度，但已比曩昔下降了60%。风、光、水、储的有用整合使居平易近解脱了化石能源的限制，埃格岛的经验也证实，离网型海岛微电网能够知足现代糊口的电力需求。

散布式能源在偏僻区域微电网的利用

除能够改良现有的供电系统外，离网型微电网仍是无电地域实现电力普和的主要一环。国际能源署(IEA)的数据显示，截至2014年，全球仍有12亿人缺少电力供给。在印度，无电生齿的数目到达2.4亿，约占印度生齿总数的20%，此中绝年夜部门人糊口在偏僻的农村地域，这给印度当局的全国电气化打算带来不小的的手艺和经济性挑战。比哈尔邦(Bihar)是印度电力缺口最年夜的邦之一，全邦79%的农村家庭无电可用，此中跨越一半的家庭没有接入电网;其他所谓的“通电”家庭则依靠在单一的柴油发机电，这使得该区域对柴油特殊依靠，提高了用能本钱并形成了空气污染。

以光伏作为主、柴油发机电作为备用的散布式能源系统能够处理这些偏僻地域的用电问题。印度理工学院的研究人员为农村家庭开辟了光伏微电网，包罗一块125瓦的太阳能电池板、1千瓦时的储能电池、节制箱和直流家电。分歧在通俗的交换用电，这套户用微网以直流电运转，避免了光伏、电池和家电之间交直流转换引发的能量丧失。整套系统的本钱比架设电网的体例更低，供电也加倍靠得住。已接入市政电网的家庭也能够将其作为优良的备用电源，免去电网频仍断电带来的搅扰。同时，研究人员也开辟了笼盖多户家庭的500瓦和7.5千瓦的微电网。今朝，这套系统已为跨越4000户的农村家庭供给了电力。在比哈尔邦的农村社区，散布式光伏、储能电池与已有的柴油发机电组成微电网系统，为用户供给靠得住电力的同时也下降了用电本钱，在柴油价钱走高之时，光伏的替换感化使系统的经济性加倍出众。今朝，印度年夜大都的微电网和自力供电系统仍采取柴油发机电，但本钱日益降落的散布式光伏和随机应变的小型水电、风电举措措施正逐步凸显出经济和情况效益，这在农村地域显得尤其主要。离网型微电网将在印度的电气化历程中起到要害感化，这项手艺也值得向全球的其他无电地域推行。

散布式能源在城市社区微电网中的利用

假如说离网型微电网是海岛和偏僻地域实现电力普和的必选项，那末在靠得住电网笼盖的城市开辟微电网系统则将起到锦上添花的感化。并网型微电网能够在联网和自力运转两种状况之间自在切换。当年夜电网呈现毛病时，微电网能够选择与年夜电网断开，保障区域内用户的供能平安;被选择联网运转时，微电网也能够经由过程出售过剩电力和需求响应等体例取得额外的经济收益。

并网型微电网知足了美国最年夜的居平易近室第——纽约结合公寓城(Co-Op City)的能源需求，而且在极端气候的环境下保障系统的供能平安。该项目标焦点装备是西门子公司出产的可以或许实现冷、热、电三联供(CCHP)的燃气轮机、蒸汽轮机和节制系统。该能源站总装机容量到达40兆瓦，能够知足全数6万名居平易近24兆瓦的用电负荷峰值需求，其余16兆瓦容量发出的电力被出售给年夜电网。2012年10月，飓风“桑迪”囊括美国东海岸并形成年夜面积断电时代，结合公寓城的微电网延续供能，6万名住户未受影响。除公寓城外，处在飓风登岸区域的纽约年夜学和普林斯顿年夜学也配备了以自然气散布式能源站为主的微电网，两所年夜学与年夜电网断开并切换至“孤岛模式”，包管了市政电网断电时代校园的能源供给。这些案例都充实表现了微电网系统的不变性。

( 图片来自西门子《散布式能源系统白皮书》 )

归功在进步前辈的微电网系统，加拿年夜渥太华的亚岗昆学院(Algonquin College)得以年夜幅下降校园的用能本钱。值得一提的是该微电网系统的“智能化”年夜脑——西门子Spectrum Power散布式能源微网系统治理平台(MGMS)，该系统集成建筑主动化和负荷治理手艺，具有最年夜容量超万万条数据点，能够监测并记实校内建筑的能源耗损，并对暖通、空调、照明等举措措施进行长途节制，在不影响一般讲授的条件下提高建筑的能源效力。校内微电网首要由容量为4兆瓦的自然气CCHP机组供能，和散布式光伏、储能和电动汽车充电站等系统，但发电功率略低在校园的峰值负荷。在需要进行自力运转时，节制系统将辨认并削减没必要要的负荷，使微电网安稳过渡到孤岛模式。另外一方面，节制系统还会按照能源市场的价钱波动，调理校园内的供电比例。本地电力市场的电价每小时城市产生转变，节制系统的算法能够猜测微电网的用电负荷，比力CCHP机组和电网供电的分析本钱，并终究选择最为经济靠得住的方案。经由过程微电网和其他节能手艺，亚岗昆学院每一年节俭的运营本钱高达320万美元。除此以外，微电网的自力性可使黉舍介入电力公司的需求响应项目，在电网供电重要的时段自动晋升能源自给的比例，下降校园对电网电力的需求，从而取得电力公司的经济鼓励。借助微电网，亚岗昆学院将变得加倍高效、经济和洁净。