什么是微电网?

与宏观电网(又名网格)相比，微电网更容易理解。“宏观”电网是一个由输配电线路组成的庞大电网，连接公用事业、发电厂或风力发电场等能源发电机、电池存储以及全天候监控供需(家庭和企业!)的控制中心。当我们想到传统的电力来源时，我们就会想到这一点。有关宏网格的更多信息，请查看这个网站这很棒信息图表！

微电网有许多常规电网的组成部分，但它的规模较小。美国能源部将微电网定义为“一组相互连接的负载和分布在明确定义的电力边界内的能源资源，就电网而言，它们作为一个单一的可控实体。”微电网可以与电网连接或断开，使其能够以并网或孤岛模式运行。

换句话说，微电网不是完全依赖来自遥远发电厂的电力，而是有一个当地的产生的来源。然后，如果常规电网失去电力，作为微电网一部分的建筑物仍然可以发电，因此，电力。参考下面的图片，看看这是如何工作的。从并网到孤岛模式的转变，意味着并网建筑已经从常规电网切换到本地电源，成为一个“孤岛”。“从本质上讲，与当地发电系统相连的建筑有能力完全脱离电网。

当发电集中时，宏观电网是有意义的。但是，这个系统已经过时，依赖于肮脏的能源，而且常常不可靠。电网通常也依赖于肮脏的能源，这阻碍了大规模系统向清洁和分散能源的转变。

在宏观电网系统中，大部分停电是由输电和配电系统的损坏(如电线断落)引起的。微电网提供的电力更接近用电点，因此涉及的可能导致故障的弱点(例如电力线)更少。最终的结果是一个更可靠的电力来源!

微电网不是一个新概念，已经存在很长时间了。微电网的设计目的是提高可靠性和最大限度地节省成本，但一些微电网仍然依赖于肮脏的燃料，这些燃料仍在加剧气候危机。取纽约皇后区的肯尼迪国际机场举个例子。机场的微电网由燃气涡轮发电机和热回收蒸汽发生器供电，即使在电网故障期间也能提供机场所需的全部电力、热水和冷水。虽然它满足了微电网的定义，但它仍然依赖于天然气，这是一种肮脏的燃料。现代微电网有机会通过整合可再生能源和摆脱石油和天然气基础设施，帮助清洁能源的扩散。这些能源可以包括(但不限于)太阳能电池板、风力涡轮机、电池存储、清洁燃料氢燃料电池等等。

RUN(弹性城市社区)团队设计了一种基于清洁能源和社区行动的混合微电网模式，Climable是其中的一员。18金宝搏官网查看我们在波士顿唐人街和马萨诸塞州切尔西与RUN-GJC联合创建的微电网工作项目页面！

微电网案例研究

博雷戈泉，加州

在偏远的博雷戈斯普林斯沙漠，夏季气温极端，平均温度超过100华氏度，夏季达到近120华氏度。在这种环境下，为大约2800名居民提供电力冷却是至关重要的。这个社区位于一条60英里长的电力线的末端，由于大雷暴和野火，这条电力线很容易中断。2007年，博雷戈斯普林斯经历了一场野火，促使当地建设了一个26兆瓦的太阳能微电网。这个项目在2013年的一次停电中被证明是成功的，如果没有安装微电网，这次停电将影响小镇3-5天。2015年的另一次大停电是通过使用微电网避免的，在风暴期间保持博雷戈斯普林斯的电力供应，使居民保持凉爽和安全。虽然圣地亚哥天然气和电力公司承诺优先使用更清洁的能源，但博雷戈斯普林斯微电网仍然依赖于一台4兆瓦的柴油备用发电机，以备不时之需。

费尔菲尔德CT

费尔菲尔德是长岛海峡沿岸的一个小镇。这个主要的沿海地区很容易受到气候变化相关风暴的影响。费尔菲尔德首当其冲地遭受了超级风暴桑迪的破坏，停电和洪水使该镇瘫痪了数周。作为回应，费尔菲尔德制定了一项弹性计划，与施耐德电气合作建立一个公共安全微电网。作为康涅狄格州第一个以公共安全为导向的微电网，该项目通过为警察局、消防站、公共风暴避难所和紧急通信中心供电，增强了该镇的应急准备能力。该微电网于2015年建成，已被证明是成功的。此外，费尔菲尔德与施耐德电气的合作关系在2018年扩展到第二个微电网，旨在为该镇的废水管理设施供电，这是另一组关键设施。污水处理厂的微电网由六个不连续的太阳能装置组成，总计约1.6兆瓦。这两个微电网增加了费尔菲尔德的气候适应能力，第二个微电网也致力于用可再生能源为费尔菲尔德供电。

亨廷顿,纽约

亨廷顿位于长岛北岸，经常因严重的风暴而停电，包括超级风暴桑迪造成的10天停电。亨廷顿镇提出了一个微电网项目，该项目将在停电期间为关键设施和弱势群体提供能源。这些关键设施包括市政厅、医院、污水处理厂、基督教青年会、老年人中心以及市中心的额外住宅和建筑物。虽然微电网尚未投入运营，但在停电的情况下，为这些关键设施供电将使整个社区受益。在获得纽约奖微电网竞赛的资金后，该项目目前处于建设阶段。规划的电力分配将有7.7兆瓦的电力和2.8兆瓦的火电，使用太阳能光伏、储能、热电联产系统(CHP)、燃料电池和柴油发电机。

观察

上述案例研究都是微电网促进社区恢复力的好例子。他们考虑了关键设施、电网的薄弱环节和气候变化的威胁。然而，没有一个例子表明通过完全使用清洁技术来减少碳排放的承诺。上述三个案例研究都将化石燃料纳入其能源分配。博雷戈斯普林斯的微电网依赖于一台大型柴油备用发电机，而亨廷顿和费尔菲尔德也严重依赖化石燃料。亨廷顿的设计包括各种各样的能源，但大部分电力来自天然气和柴油燃料发电机。如果这些微电网完全采用清洁技术，它们将更好地与地方、州和联邦的碳减排目标保持一致。清洁能源，如太阳能电池板，如果设计周到，可以为社区带来经济效益。

这些案例研究也反映了设计过程中明显缺乏社区参与。社区的投入为传统上被排除在能源讨论之外的利益相关者提供了发言权。更具包容性的过程可以产生更健壮的设计，更适合社区的需求，因为它是由同一社区提供的信息。在博雷戈斯普林斯，微电网项目的开发是由公用事业公司圣地亚哥天然气和电力公司牵头的。社区对微电网没有所有权，这就剥夺了居民获得经济利益的机会，例如，将多余的太阳能卖给电网。在Borrego Spring的案例中，如果居民参与其中，他们可以对未来的能源决策和资源优先级有更多的控制权。

在这三个案例研究中，亨廷顿是唯一一个将老年人住房纳入其微电网的案例。包括弱势群体，如老年人、行动不便的人、使用依赖电力的医疗设备的人或使用必须冷藏的药物的人，在微电网发展中很少被提及，但这是一个重要的设计考虑因素，应该优先考虑。同样，环境正义(EJ)社区很少以清洁能源微电网为中心。众所周知，EJ社区受到气候变化影响的“最先和最严重”打击。例如，考虑下九区和新奥尔良东部社区，由于缺乏政府的防洪资金，在卡特里娜飓风期间经历了严重的洪水，或者休斯顿东部的低收入有色人种社区，首当其冲地受到飓风哈维的洪水影响。这些社区靠近石化厂、炼油厂和航道，化学物质泄漏使毒素渗入洪水和空气，加剧了这场灾难。

通常，对于EJ社区来说，追求这些类型的项目更具挑战性，原因有很多。因此，至关重要的是，微电网项目应优先考虑受环境不公正影响最严重的人群，并结束最后向这些社区提供援助的破坏性模式。上述案例研究都是相当富裕的社区追求微电网的实例。亨廷顿是三个病例中唯一一个有EJ区域的城镇，这些社区只占该镇的一小部分。未来EJ社区的微电网有能力产生更大的影响，并为那些最需要它的人提供弹性。

微电网案例研究概览

*CHP缩写:热电联产系统，又称热电联产