微電網(wǎng)（局域電網(wǎng)）正如其名稱(chēng)所示，指的是小規(guī)模電力網(wǎng)絡(luò)。不經(jīng)由現(xiàn)有輸電網(wǎng)，直接連結(jié)太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備及蓄電池等能源供給源與能源消費(fèi)設(shè)施。雖說(shuō)統(tǒng)稱(chēng)為“小規(guī)模”電網(wǎng)，但尺寸也是各不相同。從大廈一角到島嶼等整個(gè)地區(qū)，應(yīng)用對(duì)象不一而足。
太陽(yáng)能發(fā)電等可再生能源由于會(huì)受到天氣等的影響，因此難以預(yù)測(cè)發(fā)電量。并且，由于需求也在隨時(shí)發(fā)生變化，因此難以調(diào)節(jié)供求平衡。要穩(wěn)定地運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)，必須充分利用信息通信技術(shù)。
富士通公司從2012年5月起，在川崎工廠主樓5樓進(jìn)行著微電網(wǎng)實(shí)證實(shí)驗(yàn)。通過(guò)在主樓屋頂?shù)忍幵O(shè)置太陽(yáng)能電池板，在地下設(shè)置蓄電池，可滿(mǎn)足該樓層約2成的電力需求。
備有1萬(wàn)多個(gè)方案
在太陽(yáng)能發(fā)電量較多、電力有剩余時(shí)，將電能存儲(chǔ)在蓄電池中，在電力不足時(shí)加以利用。并且，在預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)陰天及下雨天時(shí)，事先利用電價(jià)較低的夜間電力蓄電，在白天電力需求較大時(shí)加以利用。
富士通新一代技術(shù)計(jì)算開(kāi)發(fā)本部應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)統(tǒng)管部高級(jí)經(jīng)理仲尾由雄說(shuō)：“僅采用太陽(yáng)能電池板是不夠的。因?yàn)楸竟臼怯?jì)算機(jī)公司，因此還計(jì)劃利用信息通信技術(shù)，高效率利用硬件。”“微電網(wǎng)實(shí)證實(shí)驗(yàn)”力爭(zhēng)在提高業(yè)務(wù)效率的同時(shí)，減輕環(huán)境負(fù)荷，是富士通在全公司推進(jìn)的“環(huán)境參考項(xiàng)目”的一環(huán)。
太陽(yáng)能發(fā)電的輸出功率變動(dòng)較大，難以預(yù)測(cè)。2007年的研究結(jié)果顯示，如果以1小時(shí)為單位對(duì)前一天的電力輸出進(jìn)行預(yù)測(cè)，其誤差高達(dá)35％左右。即使在當(dāng)天白天利用實(shí)際數(shù)據(jù)及氣象預(yù)報(bào)對(duì)預(yù)測(cè)進(jìn)行修正，誤差也僅能縮小到30％左右。
于是，富士通決定以東京都的氣象數(shù)據(jù)等為基礎(chǔ)，計(jì)算出太陽(yáng)能電池板上的日照量。在計(jì)算機(jī)上安裝制定運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃的系統(tǒng)，以過(guò)去的耗電量及發(fā)電量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，輸入1萬(wàn)多個(gè)方案。
制定運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃的“控制系統(tǒng)”對(duì)太陽(yáng)能電池板上的日照量、蓄電池剩余電量及微電網(wǎng)上的電表進(jìn)行監(jiān)控。并將這些實(shí)測(cè)值發(fā)送給“運(yùn)用計(jì)劃制作系統(tǒng)”。 運(yùn)用計(jì)劃制作系統(tǒng)將實(shí)測(cè)值與1萬(wàn)多種預(yù)測(cè)方案進(jìn)行對(duì)照，選出最相近的方案，并將該運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃送回控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)基本上會(huì)根據(jù)計(jì)劃，對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備及蓄電池等設(shè)備進(jìn)行控制。以往利用類(lèi)似的系統(tǒng)，通常是決定使用蓄電池的時(shí)間，由定時(shí)器進(jìn)行啟動(dòng)，而此次富士通率先采用了嶄新的方式，就是根據(jù)模擬來(lái)決定充放電。
一天內(nèi)可多次通過(guò)這種優(yōu)化模擬進(jìn)行修正控制。首先，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)設(shè)想清晨的日照量，以此為基礎(chǔ)設(shè)定最佳運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃，并開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。事先確定修正計(jì)劃的時(shí)間。從開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間到預(yù)定修正計(jì)劃的時(shí)間，根據(jù)這段時(shí)間內(nèi)的狀況變化，事先制定多個(gè)可供選擇的運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃方案。等到了修正計(jì)劃的時(shí)間，則根據(jù)這時(shí)的日照量及蓄電池的剩余電量，選出最佳運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃方案。此時(shí)還將設(shè)定下次修正計(jì)劃的時(shí)間，制定下一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃方案。通過(guò)多次調(diào)整計(jì)劃，以取得最大運(yùn)用效果。
高峰用電量削減23％
富士通的微電網(wǎng)實(shí)證實(shí)驗(yàn)每小時(shí)修正一次運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)劃，截至2012年12月，已取得了高峰用電量平均削減23％的效果。為了削減高峰用電量，多是采用預(yù)測(cè)當(dāng)天日照量最低值的方法，但現(xiàn)已確認(rèn)，采用富士通在實(shí)驗(yàn)中實(shí)施的反復(fù)模擬法，偏差小。
川崎工廠主樓5樓從電網(wǎng)接受的電力削減了7％左右。這是因?yàn)?，雖然太陽(yáng)能電池板的發(fā)電量為用電需求的20％左右，但充放電控制裝置等造成的電力損失卻占13％左右。
對(duì)于在中小規(guī)模樓宇中安裝能源管理系統(tǒng)（BEMS），通過(guò)云計(jì)算等，利用集中管理系統(tǒng)提供支援服務(wù)的“建筑物能源管理系統(tǒng)集成商”（BEMS Aggregator），日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省提出了予以扶植的方針，截至2012年4月，已選定21家企業(yè)。富士通也是其中之一。該公司高級(jí)經(jīng)理仲尾表示：“我們希望將川崎工廠微電網(wǎng)實(shí)證實(shí)驗(yàn)取得的成果，也應(yīng)用于以地區(qū)為單位對(duì)能源進(jìn)行預(yù)測(cè)及控制的集成商。”（日經(jīng)能源環(huán)境網(wǎng) 供稿）
