微电网：高可靠性的小型电源系统

微电网通常是一个小环境中的可靠电源。微电网通常聚集了多种分布式能源，形成一个小型电网，为小区域供电。主电网覆盖大面积用户，为千家万户供电。一旦出现故障，它也会使成千上万家庭失去电力。例如，1996年，俄勒冈州的一条电力线下垂，与一棵树刮蹭，在几分钟内8个州的1200万用户失去了电力。如今的主干电网确实如此脆弱[2]。

为了应对这些弱点，伯克利实验室的科学家们正在研发一种为办公楼、工业园区和住宅区供电的新型小集群就地发电方式。这种叫做微电网的系统有助于解决全国范围的电力紧缺。预计在2025年会激增至400GW，从而避免了过载带来的输电线路老化问题，也不用为了满足电力需求而新建1000座发电厂。此外，它也许可以避免整州范围内的停电事故，至少能保证关键设备的运行。

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图3-1 微电网能量管理系统（MG-EMS）

微电网还拥有其他很多优势，高可靠性无疑是其中最重要的。这一概念的先驱是电力可靠性技术方案协会（Consortium for Electric Reliability Technology Solutions）。它是一个1999年由美国能源部组建，以探索提高供电可靠性为目标的一组国家实验室、高校和产业。该协会在加州能源委员会的支持下，以伯克利实验室（Berkeley Lab）为核心研发微电网之外的革新性策略，包括实时电网管理以及探究新兴开放电力市场对电网可靠性的影响。协会在2004年初进行了第一次微电网台架试验，其中三个微电机和多个终端负载通过公用电网级测试设备相连。接着在2004年底，以伯克利实验室为核心的研发团队选择了进行现场实验的最佳地点，图3-1所示的微电网能量管理系统（MG-EMS）的研究即是在新加坡南洋理工大学（Nanyang Technological University，NTU）实验室中进行的。