近日，被譽為“新世界七大奇跡”的北京大興國際機場成了首都新晉的“網(wǎng)紅”打卡地。機場并不新鮮，但大興機場在創(chuàng)造了多項世界之最外，還運用了諸如刷臉登機、問路，AR眼鏡旅客識別等多項“黑科技”，以及富有中國文化元素的銅方磚浮雕圖案等，這是吸引市民紛紛前往的主要原因。
而在多項世界之最、現(xiàn)代化科技應(yīng)用背后，這座超大型航空綜合交通樞紐的安全、高效運轉(zhuǎn)勢必將消耗大量的能源資源，為此大興機場打造了綜合能源服務(wù)系統(tǒng)，在高效利用各種能源的同時，還搭建了綜合能源管理平臺，實時感知、測量能源生產(chǎn)和消耗量，對能耗進行全過程管控，推進機場全面節(jié)能增效。
數(shù)字化時代，基于大數(shù)據(jù)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的滲透融合，正在讓包括建筑行業(yè)在內(nèi)的各行業(yè)的能源管理正在變得更加主動、靈活、可視化，真正實現(xiàn)生產(chǎn)、生活場景供電、供水、供氣、供熱等設(shè)備運行狀態(tài)的無盲區(qū)、全參數(shù)實時監(jiān)測，為用戶提供能源數(shù)據(jù)管理與分析、節(jié)能降耗方案等需求，為能源規(guī)劃與控制提供準(zhǔn)確依據(jù)，提高效率、節(jié)省成本、提高運營等可持續(xù)發(fā)展能力。
大興機場的能源管理部署，也是現(xiàn)代建筑實施能源管理的最新趨勢。當(dāng)前，國內(nèi)外建筑在規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)階段的管理已日趨成熟，但由于運營階段的標(biāo)準(zhǔn)管理體系尚不完整，運營成本過高、運維人員嚴(yán)重不足等因素，使得大部分建筑陷入“有建無護”的窘境，造成整體建筑效率、效益低下，建筑可持續(xù)性發(fā)展堪憂。
為了進一步解決上述問題，近年來微網(wǎng)系統(tǒng)日益與建筑配用電系統(tǒng)相互連接，成為主動式能源管理的重要發(fā)力方向。微網(wǎng)，是電能與現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的一種網(wǎng)絡(luò)控電結(jié)構(gòu)，由分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷、監(jiān)控和保護裝置等組成。基于數(shù)字化技術(shù)，微網(wǎng)可以實現(xiàn)對建筑電氣配用電系統(tǒng)的自我控制、自我保護及自我管理，從而有效地實現(xiàn)功率的平衡與控制、系統(tǒng)運行優(yōu)化、分布式能源裝置故障檢測與維護等功能，減少能源資源消耗，降低整體建筑的運營、用電成本。
行業(yè)專家指出，微網(wǎng)在建筑配用電系統(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用有著獨特的優(yōu)勢：微網(wǎng)系統(tǒng)中的各組件容量較小，在供電過程中不會產(chǎn)生較大的能源損耗，且需量峰值還將被控制在合理的范圍內(nèi)，還可以有效地延長電力線路的使用壽命，延長設(shè)備維修維護的周期，確保建筑電氣的運行安全；微網(wǎng)采用建筑區(qū)域內(nèi)的電力資源為整個建筑提供電能資源，無論是獨立還是與主網(wǎng)并聯(lián)運行，都可以有效地提高供用電的安全性、連續(xù)穩(wěn)定性，同時具備系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)與分擔(dān)電網(wǎng)運行壓力的作用。
據(jù)了解，微網(wǎng)分為離網(wǎng)型和并網(wǎng)型，而不同微網(wǎng)類型具有不同的適用場景及價值。離網(wǎng)公共設(shè)施型微網(wǎng)（目前全球范圍內(nèi)最常見的微網(wǎng)類型）及離網(wǎng)社區(qū)型微網(wǎng)，可提高能源供給的可靠性，整合低碳可再生能源，優(yōu)化成本和環(huán)境，適用于傳統(tǒng)電網(wǎng)無法觸及的偏遠(yuǎn)地區(qū)，如偏遠(yuǎn)的軍事基地、礦場或工業(yè)基地，海島以及度假村、社區(qū)等。
并網(wǎng)公共設(shè)施型微網(wǎng)需連接主網(wǎng)，當(dāng)主網(wǎng)輸送功率不足或者需要隨電力市場價格信號來調(diào)整微網(wǎng)自身功率需量時，可盡量縮減能源支出、整合更多可再生能源并確保其電力系統(tǒng)彈性，如高可用性的獨棟商業(yè)樓宇，公司、醫(yī)院、數(shù)據(jù)中心等研究或商業(yè)園區(qū)；并網(wǎng)社區(qū)型微網(wǎng)，或作為可管理單元進行托管，可優(yōu)化與公共事業(yè)主網(wǎng)之間的電力交換，多服務(wù)于多個生產(chǎn)者和消費者（具有分布式發(fā)電能力的用戶）的城市商業(yè)園區(qū)、綠色村莊、生態(tài)區(qū)，甚至小型市區(qū)。
據(jù)Navigant Research發(fā)布的微網(wǎng)研究報告，截止2018年第四季度，全球微網(wǎng)累計規(guī)模達(dá)到19.575GW（包括已經(jīng)安裝和計劃中的）。其中，遠(yuǎn)程微網(wǎng)占全球微網(wǎng)容量的40%左右，總計7604.4MW；其次為商業(yè)/工業(yè)和公用事業(yè)建筑，分別為5542.9MW和2307.9MW。
在微網(wǎng)發(fā)展歷程中，美國、歐洲、日本引領(lǐng)了全球市場的發(fā)展步伐。我國雖然起步較晚，但近年來微網(wǎng)發(fā)展勢頭比較強勁。全球微網(wǎng)技術(shù)和解決方案已進入應(yīng)用階段且成功案例不在少數(shù)（以北美居多），然而微網(wǎng)在建筑領(lǐng)域的大規(guī)模推廣還面臨諸多挑戰(zhàn)，如微網(wǎng)控制系統(tǒng)的功能分析和設(shè)計、能源管理優(yōu)化設(shè)置和穩(wěn)健性分析、動態(tài)穩(wěn)性研究等。因此，還需要數(shù)字化、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)的加持，以加強微網(wǎng)系統(tǒng)與建筑配用電系統(tǒng)的融合發(fā)展。
對此，施耐德電氣曾指出，微網(wǎng)的部署強調(diào)新技術(shù)的應(yīng)用，使分布式能源圍繞共同目標(biāo)進行協(xié)作，并幫助運營方制定可優(yōu)化互聯(lián)系統(tǒng)的運營和管理的分析戰(zhàn)略，以及緩解雙向電力系統(tǒng)的設(shè)計局限。微網(wǎng)通過對安全和可靠的運營、分布式能源控制以及優(yōu)化能源控制等方面的技術(shù)完善，從而達(dá)到通過高效分布式能源集成，靈活的控制，有效降低本地可再生能源成本，符合經(jīng)濟、低碳、安全等全球能源轉(zhuǎn)型的愿景。
據(jù)了解，在全球范圍內(nèi)施耐德電氣已經(jīng)實踐了多個成功的微網(wǎng)項目。如澳大利亞凱恩頓屠宰場大型微網(wǎng)項目。如遇電網(wǎng)故障，施耐德電氣可提供關(guān)鍵冷鏈過程的連續(xù)性操作，以降低能源消耗，同時充分利用可再生能源；在2.5MW太陽能發(fā)電系統(tǒng)中嵌入一個單一的2MW/2MWh電池存儲系統(tǒng)和兩個400kW柴油發(fā)電機組，以形成一個彈性的微網(wǎng)系統(tǒng)，并集成原有的CITECT過程控制系統(tǒng)等。
作為EcoStruxure Grid架構(gòu)應(yīng)用、分析與服務(wù)層的四大“金剛”之一，施耐德電氣EcoStruxure Microgrid Advisor微網(wǎng)管理顧問以調(diào)度綜合能源網(wǎng)絡(luò)的形式進行分布式能源/可控負(fù)荷耦合運行，以集中管理提供整體顧問，改善能源結(jié)構(gòu)，優(yōu)化用能成本，參與電力輔助服務(wù)，提高配用電系統(tǒng)的資產(chǎn)收益。
據(jù)Markets andMarkets發(fā)布的報告顯示，全球微網(wǎng)市場將從2018年的222．2億美元增長到2023年的391億美元，期間復(fù)合年增長率為11.97%。到2023年，大學(xué)校園、工/商業(yè)區(qū)、城市和公用事業(yè)單位、醫(yī)療保健等建筑微網(wǎng)將以最高的年復(fù)合增率增長。
未來的機遇與挑戰(zhàn)并存。通過數(shù)字化技術(shù)、現(xiàn)代建筑技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)融會貫通，以中低壓一體化、強弱電一體化為核心，重新定義能源管理、微網(wǎng)管理，讓整體建筑能源數(shù)據(jù)可視化、系統(tǒng)可監(jiān)測、變化可預(yù)測，全面提升建筑電能的穩(wěn)定、連續(xù)、高效，將成為建筑運營者的普遍追求，并以此助力建筑節(jié)能增效、智慧可持續(xù)發(fā)展。
