微電網(wǎng)（圖1）與廣域電網(wǎng)沒(méi)有根本區(qū)別。它支持更小的電力負(fù)載，服務(wù)人群更少，并且部署在更小的區(qū)域。但微電網(wǎng)和廣域電網(wǎng)在發(fā)電生態(tài)系統(tǒng)中具有相同的作用，即分配電力，并具有相同的約束條件，始終完美匹配發(fā)電機(jī)組和負(fù)荷。 在任何人使用微電網(wǎng)這個(gè)詞之前，微電網(wǎng)就已經(jīng)存在。例如，較小的島嶼擁有通常符合微電網(wǎng)條件的柴油發(fā)電機(jī)組。同樣，在電力出現(xiàn)的早期，私人公用事業(yè)的各個(gè)系統(tǒng)都是微電網(wǎng)。隨著時(shí)間的推移，幾乎所有這些單獨(dú)的系統(tǒng)都相互連接，形成了整個(gè)大陸的相互聯(lián)系。 然而，微電網(wǎng)正在卷土重來(lái)。它們被視為整合當(dāng)?shù)乜稍偕茉促Y源并提供冗余和彈性的一種實(shí)用且具有成本效益的方式。有兩類微電網(wǎng)，離網(wǎng)和并網(wǎng)，每一種都包含許多不同的設(shè)置。 

圖1 微電網(wǎng)分布式原理控制圖

柴油發(fā)電機(jī)組是離網(wǎng)微電網(wǎng)重要組成

    離網(wǎng)微電網(wǎng)是在有大量電力需求但無(wú)法接入廣域電網(wǎng)的地方建造的。 

    離大陸太遠(yuǎn)的島嶼通常由他們自己的微電網(wǎng)提供服務(wù)。過(guò)去，島嶼微電網(wǎng)通常圍繞柴油發(fā)電機(jī)組建造（如圖2）。雖然易于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，但這些燃料可能被證明是昂貴的。然而，在沒(méi)有合適的替代方案的情況下，許多島嶼繼續(xù)嚴(yán)重依賴此類發(fā)電機(jī)。 

    為什么沒(méi)有合適的替代品？島嶼有足夠的風(fēng)和充足的陽(yáng)光。是的，但是在島嶼的電力系統(tǒng)上集成大量太陽(yáng)能電池板和風(fēng)力渦輪機(jī)可能非常困難。柴油發(fā)電機(jī)組可以按需開(kāi)啟和關(guān)閉。隨著島嶼的增加和減少，它們有能力密切匹配島嶼的電力需求。相比之下，風(fēng)力渦輪機(jī)在有風(fēng)時(shí)發(fā)電。太陽(yáng)能電池板在陽(yáng)光明媚的時(shí)候工作。如果風(fēng)減弱或云層遮擋了太陽(yáng)片刻，則需要有另一個(gè)電源來(lái)彌補(bǔ)不足并滿足電力負(fù)載需求。這種發(fā)電和需求的動(dòng)態(tài)管理需要復(fù)雜的監(jiān)督控制和先進(jìn)的電力電子設(shè)備。 

    如今，現(xiàn)代微電網(wǎng)功能允許島嶼公用事業(yè)公司整合大量間歇性可再生資源，如太陽(yáng)能和風(fēng)能。尤其是固定式儲(chǔ)能，對(duì)于管理間歇性資源和傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)換非常有幫助。 島嶼公用事業(yè)公司發(fā)現(xiàn)投資現(xiàn)代微電網(wǎng)可以帶來(lái)多種好處。從可再生資源中產(chǎn)生更多電力可以使島嶼降低燃料成本和與使用這些化石燃料相關(guān)的當(dāng)?shù)丨h(huán)境影響。以更優(yōu)化的方式使用他們的發(fā)電機(jī)可以讓?shí)u上的公用事業(yè)公司降低維護(hù)成本，提高效率，并且在許多情況下，可以減少島上所需的發(fā)電機(jī)數(shù)量。電氣系統(tǒng)的可靠性也得到了提高，從而提高了服務(wù)質(zhì)量并減少了停電頻率。 

圖2 集裝箱式柴油發(fā)電機(jī)組電站

并網(wǎng)微電網(wǎng)

    您無(wú)需在島上或沙漠中部即可從微電網(wǎng)中受益。 

    事實(shí)上，許多微電網(wǎng)用戶位于完全由電力公司提供服務(wù)的城市或工業(yè)區(qū)。當(dāng)企業(yè)和機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)單地從公用事業(yè)公司獲得電力時(shí)，為什么他們會(huì)遇到投資微電網(wǎng)的麻煩？有兩個(gè)主要原因。 一個(gè)原因是他們想避免停電。 出于同樣的原因，用戶投資柴油發(fā)電機(jī)。擁有發(fā)電機(jī)的企業(yè)與擁有微電網(wǎng)的軍事基地之間的區(qū)別在于復(fù)雜性和規(guī)模。一個(gè)企業(yè)有一個(gè)，也許是兩個(gè)電氣面板。將柴油發(fā)電機(jī)集成到住宅電力系統(tǒng)所需的只是一個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。 

    一個(gè)軍事基地包括數(shù)十座建筑物、幾臺(tái)發(fā)電機(jī)和各種關(guān)鍵電氣設(shè)備，如雷達(dá)和空中交通管制系統(tǒng)，通常分布在數(shù)百英畝的土地上。集成這些組件需要復(fù)雜的電氣基礎(chǔ)設(shè)施，即微電網(wǎng)。 具有復(fù)雜電氣系統(tǒng)的民用設(shè)施采用了微電網(wǎng)，以確保其電力服務(wù)的可靠性。醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、大學(xué)校園和大型工廠都利用微電網(wǎng)組件將備用發(fā)電有效地集成到其電力系統(tǒng)中。促使并網(wǎng)設(shè)施投資微電網(wǎng)的另一個(gè)原因是成本：微電網(wǎng)封裝了設(shè)施的所有電氣設(shè)備。 

    從公用事業(yè)的角度來(lái)看，只看到一個(gè)電表。這允許微電網(wǎng)所有者部署太陽(yáng)能陣列、風(fēng)力渦輪機(jī)、備用或主發(fā)電機(jī)和其他電氣設(shè)備，而無(wú)需直接連接到公用電網(wǎng)。 例如，許多港口運(yùn)營(yíng)商擁有一種稱為再生起重機(jī)的集裝箱起重機(jī)。再生式起重機(jī)在提升集裝箱時(shí)會(huì)消耗電力，在降低集裝箱時(shí)會(huì)發(fā)電。很少有公用事業(yè)公司允許這種類型的電氣設(shè)備直接連接到他們的電網(wǎng)——至少在啟用再生模式的情況下是這樣。因此，港口運(yùn)營(yíng)商創(chuàng)建了連接起重機(jī)（以及備用發(fā)電機(jī)）的微電網(wǎng)。這允許正在降低集裝箱的起重機(jī)為正在提升集裝箱的起重機(jī)供電。這導(dǎo)致公用事業(yè)公司支持的凈電力消耗顯著減少，從而為港口運(yùn)營(yíng)商節(jié)省開(kāi)支。

    全球迫切需要迅速轉(zhuǎn)向可再生能源發(fā)電，這推動(dòng)了微電網(wǎng)的選擇。它們還允許設(shè)施所有者滿足即時(shí)的實(shí)際需求。微電網(wǎng)技術(shù)的改進(jìn)意味著大型和小型、連接或遠(yuǎn)程微電網(wǎng)的可能性正在增加?，F(xiàn)代微電網(wǎng)正在使全球各個(gè)角落的發(fā)電創(chuàng)新成為可能。