微電網有以下優(yōu)勢：
能源可靠性：微電網能夠獨立于主電網，實現(xiàn)自給自足，從而實現(xiàn)彈性供電
能源易獲?。涸跓o法接入主電網的情況下,，以合理的成本獲得能源
能源獨立：通過整合更多可再生發(fā)電方式來減少化石燃料消耗
能源成本優(yōu)化：利用能源靈活性優(yōu)化能源結構和電網平衡
本文探討了微電網能夠帶來的優(yōu)勢,，并提供了相關微電網項目的實例。
能源可靠性
微電網能夠獨立于主電網，實現(xiàn)自給自足，從而實現(xiàn)彈性供電,。
在一些地區(qū)，由于惡劣天氣事件造成的停電事故不斷增加,。2003年8月,，一次大面積停電造成美國東北部和加拿大東部地區(qū)大約5500萬人斷電。而2012年7月,，印度發(fā)生的世界上最大的斷電事故影響的范圍更大,，造成該國一半人口斷電。不久之后,，颶風“桑迪”襲擊了美國東部,，導致800萬客戶斷電。
美國列克星敦研究所（LexingtonInstitute）稱,，由于美國電網的供電彈性問題,，平均每天至少有50萬人受到停電影響,，每年造成損失達1190億美元,。
微電網能夠獨立于主電網，實現(xiàn)自給自足,，從而提高了供電彈性,。當主電網遇到重大問題時，微電網能夠快速解耦,，并仍然可以繼續(xù)從地方電源供電,。由于地方生產、儲電容量和瞬時狀態(tài)的影響,，這種自主供應可能受到限制,。然而，借助微電網的地方管理系統(tǒng)，可以對負載優(yōu)先級進行優(yōu)化管理,，控制策略也可以得到相應調整,。
此外，在問題風險可預測的情況下（比如預報有強風暴）,，可以通過有意采取預防策略為微電網做好準備,，例如減少非重要負載、準備進行待調度的地方發(fā)電,，以及為電池充電以提高系統(tǒng)未來的彈性,。
當微電網本身出現(xiàn)問題時（例如，其中之一的電源遇到問題或正在進行維護）,，微電網能夠進行備份,，并自動進行重新配置。
圖1 Oncor校園微電網
參考一個校園微電網的實例：
概況：超過100英畝的系統(tǒng)運營服務設施
挑戰(zhàn)：
1.提升電網容量和可靠性
2.利用現(xiàn)有資源
3.利用靈活的動態(tài)微電網技術
4.監(jiān)測和優(yōu)化分布式能源（DER）
5.運營兩組太陽能光伏陣列,、一臺微型渦輪機,、兩個儲能系統(tǒng)以及四臺現(xiàn)有發(fā)電機
解決方案：Oncor的創(chuàng)新型系統(tǒng)包括四個相互連接的微電網，并使用九個不同的DER,，其中包括基于逆變器的資源和非基于逆變器的資源,，這些資源可以與主公用電網斷開，也可以重新連接到主公用電網上,。微電網控制器和運營軟件可以提供信息,、通信和控制，通過優(yōu)化協(xié)調負載,、發(fā)電和存儲,，將能源靈活性的價值轉化為經濟價值。
結果：
在從并網模式切換到離網模式時,，控制器可以保護操作,，并方便切換，以確保關鍵負載能夠獲得可靠的電源,。
它能夠根據需要,，實現(xiàn)從單微電網到多微電網協(xié)同工作配置的無縫過渡。
通過采用容錯方法,，設備可以儲存來自電網饋電或設施的任一發(fā)電來源的電力,。
基于云的用于經濟負荷分配和DER預測的平臺，進一步優(yōu)化了供電并提高了供電的智能水平,。支持多種用例,，并且還使用行業(yè)標準通信協(xié)議，創(chuàng)建了微電網與公用電網之間的連接,。
圖2米拉馬爾海軍陸戰(zhàn)隊航空站關鍵任務微電網
參考一個關鍵任務微電網的實例：
概況：占地3,500英畝的米拉馬爾海軍陸戰(zhàn)隊航空站運行和維護設施
挑戰(zhàn)：
1.該航空站的關鍵設施必須持續(xù)不間斷運行,，即使公用電網被危害或受損時也不能受到影響。
2.設計必須具有可擴展性，以便在用電高峰期間為設施供電和進行電力管理,。
3.設計必須納入可再生資源,、采用先進的智能電網控制系統(tǒng)并具備需求響應能力。
4.該航空站努力成為一個“凈零能源設施”,，也就是說,，其在一年中生產的能源要與消耗的能源一樣多。
解決方案：米拉馬爾的創(chuàng)新型系統(tǒng)包括現(xiàn)有的能源資源（如垃圾填埋氣,、太陽能光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng)）以及一座升級后的7兆瓦發(fā)電廠（主要使用垃圾填埋氣發(fā)電）,。微電網控制器和運營軟件可以提供態(tài)勢感知、通信和控制,，通過優(yōu)化協(xié)調負載,、發(fā)電和存儲，將能源靈活性的價值轉化為經濟價值,。該系統(tǒng)包括對電力控制系統(tǒng)的升級和集成,。
預期結果：
該項目計劃于2018年7月前完工。
屆時,，微電網將能夠在與電網分離的情況下為設施供電,。在與主電網連接時，微電網將通過需求響應與電網智能交互,。
微電網將增強和擴展現(xiàn)有現(xiàn)場可再生能源的功能：1.6MW太陽能光伏發(fā)電和3.2MW垃圾填埋沼氣發(fā)電,。
目前，該航空站目前所使用的可再生能源比例為50％,，而目標是到2019年達到75％,，且最終目標是達到凈零能源狀態(tài)。
能源易獲取
在無法接入主電網時,，以合理的成本獲得能源,。
微電網可以大大加快智能電網的部署，并增加發(fā)展中國家民眾獲取能源的機會,。
實施智能電網是一項復雜的工程,，需要對電網基礎設施進行大量的調整。這既需要時間,，也需要投入大量的資金,。微電網可以作為一個簡單的替代方案,，用來展示規(guī)模更小但經濟性更好的智能能源系統(tǒng)的潛力,。
在沒有能源網絡的發(fā)展中國家，實施大規(guī)模分散化本地可再生能源的靈感,，可能來自移動電話業(yè)務,，因為此業(yè)務克服了大型基礎設施投資的障礙。與之類似，在短期內,，低功率微電網可以為生產和輸送能源提供切實的解決方案,。
參考湯加的一個鄉(xiāng)村電氣化項目的例子：
概況：60個偏遠的離網村莊，每個村莊有80-520戶居民無法獲得電力
挑戰(zhàn)：
1.以可持續(xù)方式獲得電力
2.消除對柴油的依賴
3.消除燃料和發(fā)電機維護帶來的高運營成本（OPEXcosts）
解決方案：借助離網太陽能和電池存儲系統(tǒng),，可日夜獲取能源
結果：
可以通過完全可再生能源獲得電力,，而不依賴柴油。
這60個地點已經成為自主發(fā)電廠（15kW至75kW）
圖3湯加群島鄉(xiāng)村電氣化項目
能源獨立
通過整合更多可再生發(fā)電來減少化石燃料消耗,。
例如,，湯加群島除了面臨提高能源可及性的挑戰(zhàn)外，還必須努力實現(xiàn)能源獨立,。通過進口石油能夠滿足該國的能源需求,，為四個較大島嶼的15,000個客戶供電，其中90%以上的客戶居住在湯加塔布島上,。2012年,，湯加群島用于發(fā)電的柴油量達到1200萬升。目前,，湯加的總發(fā)電量約有97%來自柴油發(fā)動機,，其余為太陽能發(fā)電。
湯加能源路線圖（TERM）是一個為期十年的工作計劃（2010-2020年）,，旨在減少石油進口和石油價格波動對湯加的嚴重影響,。該計劃還有一個目標，那就是以環(huán)境可持續(xù)的方式增加獲得現(xiàn)代能源服務的機會,，并滿足國際社會減少碳排放的要求,。
能源成本優(yōu)化
利用能源靈活性優(yōu)化能源結構和電網平衡。
微電網的一個目標是實現(xiàn)地方可再生綠色能源的自給消費,，以便能夠部分或全部取代主電網提供的能源,，從而有助于減少與能源有關的溫室氣體排放。增加地方能源儲存量可以進一步推進最大限度地利用可再生能源,。
另一個目標是將現(xiàn)場分布式發(fā)電作為靈活的能源資源,，以優(yōu)化需求響應程序的參與情況，即使用地方發(fā)電或負載管理來應答負荷削減請求,。在一些地區(qū),，通過實施電網回購，客戶能夠通過將可再生能源饋送回電網而獲得補償,，通常無需進行自給消費,。
例如，請參考莫爾比昂省立能源協(xié)（SDEM）,，法國布列塔尼地區(qū)的公用事業(yè)公司
圖4 SDEM：法國莫爾比昂省立能源協(xié)會
SDEM總部的總建筑面積為3200平方米,，共有大約80名工作人員,。
SDEM建立了一個微電網系統(tǒng)，以便在用電高峰期優(yōu)化電力需求,，以及平滑總部的負荷曲線,。
其微電網與公共低壓配電網絡相連，因此可作為網絡的補充,，并增加能源的可用性,。在電力需求高，或由于網絡或發(fā)電故障導致的電網功能降低的情況下,，現(xiàn)場可以通過為自身負載供電來減輕電網的壓力,。
其微電網包括以下組成部分：
連接到公共低壓配電網絡
額定功率為110kW的光伏陣列
額定功率為2kW和3.6kW的風力發(fā)電機組
由鋰離子電池和電子電源轉換器組成的儲能系統(tǒng)
放置在低壓服務入口處的UPS可保障電源安全，并且可以在離網模式下,，穩(wěn)定建筑電網的電壓和頻率
電氣負載：某些電負載是可控的,，因此有助于實現(xiàn)生產和消費的均衡
總結
能源分散化是一個重要發(fā)展方向，可以幫助應對21世紀能源挑戰(zhàn),。
在一系列重大技術和經濟進步的推動下,，太陽能和能量儲存等分散性能源取得了實質性的進展，物聯(lián)網等推動新合作和優(yōu)化能力發(fā)展的技術也取得了重大發(fā)展,。
微電網是實現(xiàn)能源轉型的催化劑,。
微電網的優(yōu)勢包括：彈性更好；通過可以更快實施的較低資本密度,、模塊化,、可擴展的解決方案，更為輕松地獲取能源,；提供更多與電網進行交互的時間和方式選擇,；以及優(yōu)化能源成本微電網已經成為現(xiàn)實，擁有許多成功的交鑰匙解決方案案例,。