中国储能网讯：如今，企业对微电网的兴趣日益增加，此外，要用更好、更强大的数字工具来运营和维护资产，这必将导致微电网设计领域的创新。

如果能源行业在2017年获得了什么样的经验和教训，那就是能源系统非常容易受到飓风、野火和其他自然灾害的影响和损害，电网运营商应该努力使电网更具弹性。

微电网这个概念已经存在了几十年，但现在人们才开始承认它可以提供的全部优势。由于它们可以连接到规模较大的电网，能够作为小型电网运行。微电网可以部署在全球各地的城市或村庄，也可以部署在医院、学校、警察局等关键基础设施周围。

电力公司在电网中采用更多的分布式发电（DER），其中包括太阳能、风能、储能。图中的圆圈代表微电网

如果市电电网发生停电，电网的运营商可以首先恢复微电网的电力，在需要时为关键设备提供电力。一旦微电网正常工作，机组人员就可以恢复市电电网的供电。

除了提供更多的弹性以外，微电网还带来许整合更多的可再生能源的好处。

“如果你想让可再生能源以高渗透率进行，那么在微电网上做到这一点就容易多了。”微电网建模软件制造商HOMER能源公司首席执行官兼创始人Peter Lilienthal说，“大型公用事业公司在整合20-30％的可再生能源方面做得很好，但在微型电网上，可以轻松做到80％。”

Lilienthal将微电网设计过程描述为三个阶段。第一个阶段是所有存在的东西是一个想法。他说：“我认为提供这个创意真的很有价值。微电网早期开发过程就对系统提出了一些具体的概念，但效果并不好，因为他们可能是错误的。”

HOMER能源公司的软件已被193个国家的客户所广泛使用。 Lilienthal解释说，这是他在1992年在美国国家可再生能源实验室（NREL）工作时创建的软件，然后于2009年创立HOMER能源公司，并将软件实现私有化。其主要客户包括世界银行、通用电气、卡特彼、ABB，以及特斯拉。

HOMER Pro电力负载配置文件界面

Lilienthal补充说：“HOMER Pro的优点在于提供一个折衷的方案。用户的可再生能源或储能空间越多，其所需要的备份发电机越少，而促成其折衷的因素就是经济性。该软件结合了技术模拟，并用经济学进行优化，以便用户可以评估这些折衷的解决方案。”

“一旦用户确定了自己的设计，就开始为其微电网选择元件。”Lilienthal说，“这是软件发挥其重要作用的地方。我们称之为细节设计，用户可以缩小选择范围，并能够自行选择特定的组件。”

Lilienthal表示，HOMER能源公司正在与市场上所有主要的分布式能源（DER）供应商合作，而该软件可帮助用户选择组件。Lilienthal表示，虽然供应商的产品能够在组件列表中优先安排，但该软件不偏向于某些公司。

他说：“人们总会听到，销售人员需要花费时间来教育潜在顾客。很多时候，这些客户根本就不是潜在客户，因为他们可能认为并不能提供他们正在寻找的服务。我们需要通过教育潜在客户为他们提供帮助。”

Lilienthal说，在第二阶段，用户将需要采和不同的软件公司的产品，开始考虑其他事项目，如适用的电缆，需要多少线缆，需要什么样的保护设备等。

第三步也是最后一步，是施工阶段，当设计完成时，工程图已经制定出来，并且已经聘请了一家公司进行施工。而这个软件不是该过程的一部分。

就完成微电网的运行和维护（O＆M）而言，HOMER Pro软件还没有将其纳入其中，尽管系统确实将计算维护因素考虑在内。

“运行和维护（O＆M）是软件分析的一部分，因为我们正在努力降低总体拥有成本。”他说，“我们可以安排一整套维护计划，微电网在工作一定的工作时间之后，需要进行调整或大修。所以这是一个重要的考虑因素。”他表示，集成设计和运维软件是该公司未来想要做的事情。

用户可以购买该软件的月度或年度许可证。Lilienthal说，他们将提供一个3年的执照。尽管一些公用事业公司使用这款软件（例如澳大利亚的Horizon Power公司和美国夏威夷的Kauai Electric Coop公司），但这些软件主要应用于工程公司、设备供应商、项目开发商。

“我们发现，提供大型公用事业服务的公司对于创建小型公用事业并没有什么兴趣。”Lilienthal说，“例如，一些岛屿的公用事业部署被人忽视，所以我们将为他们提供更多的帮助。”

提供更大的规模

尽管HOMER公司的最佳选择是100千瓦到10兆瓦之间的微电网，但现在与西门子电力系统仿真套件（PSS）集成的OpenUtilities应用程序可用于任何规模的电网。

位于宾夕法尼亚州埃克斯顿市的Bentley系统公用事业公司业务发展总监Ton De Vries表示，如果微电网项目是一次性的小型系统，最好是进行外包。

“如果微电网项规模真的很小，用户最好将其外包给一家工程公司，但如果经常实施或者是建设一个混合的微电网，并且用户想继续定期扩展电网并修改或更换电网中的设备的话，那么应该配备这个工具。”他解释说。

公用事业运营商可以使用Bentley公司的OpenUtilities等软件来创建其电网基础设施的模型。该技术可用于在现有电网内创建微电网，并提供决策支持工具，从而使分布式发电（DER）更有效地添加到现有电网。De Vries解释说，总体而言，传统方法的过程可能会相当漫长。

他解释说：“这个过程需要一定时间，其中包括计划部门进行计算。我们提供给OpenUtilities的一个组件是一个决策支持工具，可以即时支持基于用户技术参数的决策。”

De Vries解释说，“用户可以为电网上的组件设置公用事业的参数，然后在项目寻求许可时，通过提供拟议的分布式发电（DER）的地址，许可人将提供一个响应。”

“如果太阳能电池阵列或存储系统等分布式发电项目的参数没有超过公用事业的预定界限，那么项目就会向前发展。但是如果超过了，那么就必须到规划部门或者工程部门进行调查，以确定需要什么样的修改。”De Vries说。而这就是西门子公司发挥其作用的地方。

西门子和Bentley公司去年宣布，将Bentley公司在基础设施资产建模和GIS方面的专业知识与西门子公司在能源系统规划和模拟方面的知识和经验相结合。

De Vries解释说：“西门子带来的是电力质量。通过在OpenUtilities应用程序中包含这些功能，我们从成本的角度为设计人员和工程师提供了服务，西门子从电源质量的角度来优化他们的设计。”

这是使用微电网的典型案例。每个园区都有独立的电源供应，两个园区都由一个主控制器控制，将它们从主电网中分离出来，并在这些电网内部或之间直接供电

这些应用程序让公用事业公司不仅可以对整个电网进行建模，还可以进行仿真，看看电网边缘的电力将如何整合到整个电网中。

De Vries表示：“分布式能源对电网边缘的影响要求公用事业公司对电网边缘的组件和电源更加谨慎。”

随着微电网的设计并最终建成，为了查看使用OpenUtilities构建的物理微电网的效果，工程师可以通过运行仿真来优化和确定，例如，他们如何能提高微电网的功率输出，优化检修计划，或优化系统性能。

采用的障碍

De Vries承认，尽管电力公司开始接受数字化工具，但仍有一段路要走。他说：“这是一个由需求驱动的进化过程，如今，电力公司需要管理很多事物，而一些公司正在采用数字化工具，但这些工具的结果往往是一个静态模型，所以在数字化过程中，并不是创建一个数字化的资产表示管理和维护的形式。”

Bentley公司致力于让这个过程变得更加简单。De Vries 说，“我们开始提供完全托管于云端的这些功能，这意味着内部IT工作和成本可以实现最小化，使公用事业部门能够快速部署这些系统，并且快速获得投资回报。”（中国储能网独家编译，转载请注明来源）