[编者按:作为智能建筑管理负责人Jim Sinopoli讨论了使用微电网发电的好处。]

集中式发电厂从19世纪80年代就已经出现了。一个多世纪后，我们开始看到微电网的发展——在单个建筑上分散或分布式发电，主要通过太阳能电池板或风力涡轮机等可再生资源。通过微电网，房地产开发商、建筑业主或当地社区为他们的大型开发、工业园区、校园甚至整个社区建设电网。微电网不再只是一个新概念，它已经超越了试验阶段，现在已经商业化，全世界大约有300个微电网在运行。

概述

在微电网中有小型发电机，如传统化石燃料发电机、光伏、风能和燃料电池。不同来源的发电提高了微电网的可靠性。微电网可以独立运行(如在偏远的村庄或军事基地)，也可以连接到更大的公用事业电网，在这种情况下，微电网作为一个客户出现在更大的电网中。微电网的组织和管理可以是一个社区的合作安排，由开发商协调，也可以只是一个拥有一个所有者的大型校园。

微电网提高了旧电网和整个电力系统的可靠性。本地发电减轻了集中发电和相关输配电系统的负担。输电过程中的能量损失在大电网中是非常重要的，而在微电网中则可以忽略不计。

潜在的好处

微电网将很快成为我们每一个参与建筑设计、建造、运营和管理的人的现实。那么，为什么开发商或建筑业主会对微电网感兴趣呢?以下是一些令人信服的理由:

·微电网提高了电力的可靠性。多电源微电网提供了多样性，因此可靠性更高。将微电网连接到更大的电网意味着增加电力的可靠性。

·微电网在降低能源成本方面有更大的潜力。虽然集中式发电厂生产廉价电力是事实，但微电网仍有机会进一步降低成本。例如，如果一个微电网连接到一个更大的电网，当价格低于微电网时，运营商可以使用该电网的电力。相反，当较大电网的电价较高时，运营商可以最大限度地利用微电网。考虑到诸如分时电价、需求费用、天气、潜在需求响应事件和减负荷场景等变量，可以使用一些分析来优化何时使用更大的电网或微电网。这最终将使能源成本最小化，甚至可以通过向更大的电网出售电力来赚钱。拥有微电网为业主管理能源成本提供了更大的灵活性。

·微电网是节能的。一个典型的燃煤电厂可能只有38%左右的效率，这意味着62%的原始能源没有转化为电力。再加上7%的传输和分配损失。拥有多个发电源的微电网可能通过可再生能源提高效率，消除输电和配电的能量损失，并有能力在当地回收和利用热量。其结果是更高的能源效率和更低的碳产量。

劳伦斯伯克利国家实验室最近的一项研究着眼于加拿大的一个微电网，其峰值负荷为10兆瓦，平均负荷为6.2兆瓦。这项研究名为“微电网成本和效益评估框架”(A Framework for The Evaluation of The Cost and Benefits of microgrid)，发现通过微电网用户的平均电力成本每兆瓦时降低了5美元。负荷减少给电网运营商带来了与投资延期相关的好处，这意味着公用事业公司可以推迟或不需要在发电、基础设施和土地上进行资本投资。减少温室气体对社会也有很大的好处。最后，该研究将与增加电力可靠性相关的收益货币化，这些收益主要为客户，也包括微电网运营商和大型电网。

这项研究的结论是，虽然微电网的大部分收益与客户有关，但每个人都受益。

发展商及业主

微电网可以以更低的成本提供更可靠的电力服务，为物业增值。研究表明，租户会为获得LEED认证的空间支付稍高的价格。微电网最终可能也是如此，由于其明显的好处，甚至可能更加如此。

建筑业主也可以通过部署基本的微电网，并在微电网“共同定位”区域为租户提供空间或收取费用，以安装他们自己的发电设备。这种方法类似于向多个用户出售位置内空间的数据中心公司。

现在有一个国际微电网标准，反映了这种方法的可行性、可信性、兴趣和动力。2011年制定的IEEE标准提供了设计、运行和集成微电网电力系统的最佳实践。这包括在向微电网提供电力的同时，从更大的公用事业电网分离并重新连接到部分电网的能力。该标准解决了微电网的工程问题，特别针对可靠性、偶发性和互连要求。

根据Pike Research的数据，到2015年，单个业主的机构微电网将以53%的部署比例增长，其次是多业主商业微电网，部署比例为39%。

宏观与微观

关于微电网的一个问题是大型电网公用事业——“遗留”供应商的角色。一般认为，微电网将由非公用事业开发商部署，可能为房地产开发商、建筑业主或社区工作。这些微电网企业家和开发者可以提供更好的电力质量和可靠性，并为特定的客户定制服务。

一些公用事业公司出于安全考虑反对微电网，而另一些公司则支持微电网，只要大型公用事业公司拥有、运营并向客户收费，这种方式不一定能引起微电网供应商和建筑业主的共鸣。一些公用事业公司，如萨克拉门托市政公用事业区已经接受了这个概念——SMUD正在他们自己的公司总部部署微电网架构。

公用事业电网和微电网的潜在差异可能会像电信行业在20世纪80年代和90年代所做的那样，当时电信公用事业被重组和分散。然后，由于技术进步，一切都发生了根本的变化，电信公司的主要业务和最大的收入来源——家庭固定电话——随着移动电话和智能手机的出现而消失。

分散一些能源生产是一个重要的趋势。你可以在使用可再生能源的单个建筑中看到它，以及为实现零能耗而做出的巨大努力。然而，微电网是这一加速发展趋势中最可靠的入口:它们有良好的效益和财务指标，而且比净零建筑更容易部署。