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)代化科技應用背后，這座超大型航空綜合交通樞紐的安全、高效運轉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、物聯(lián)網等新技術的滲透融合，正在讓包括建筑行業(yè)在內的各行業(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、生活場景供電、供水、供氣、供熱等設備運行狀態(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。當前，國內外建筑在規(guī)劃、設計、建設階段的管理已日趨成熟，但由于運營階段的標準管理體系尚不完整，運營成本過高、運維人員嚴重不足等因素，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，是電能與現(xiàn)代化網絡技術相結合的一種網絡控電結構，由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、負荷、監(jiān)控和保護裝置等組成。基于數(shù)字化技術，微網可以實現(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，微網在建筑配用電系統(tǒng)領域應用有著獨特的優(yōu)勢：微網系統(tǒng)中的各組件容量較小，在供電過程中不會產生較大的能源損耗，且需量峰值還將被控制在合理的范圍內，還可以有效地延長電力線路的使用壽命，延長設備維修維護的周期，確保建筑電氣的運行安全；微網采用建筑區(qū)域內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)網絡調節(jié)與分擔電網運行壓力的作用。
據(jù)了解，微網分為離網型和并網型，而不同微網類型具有不同的適用場景及價值。離網公共設施型微網（目前全球范圍內最常見的微網類型）及離網社區(qū)型微網，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)電網無法觸及的偏遠地區(qū)，如偏遠的軍事基地、礦場或工業(yè)基地，海島以及度假村、社區(qū)等。
并網公共設施型微網需連接主網，當主網輸送功率不足或者需要隨電力市場價格信號來調整微網自身功率需量時，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)；并網社區(qū)型微網，或作為可管理單元進行托管，可優(yōu)化與公共事業(yè)主網之間的電力交換，多服務于多個生產者和消費者（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)布的微網研究報告，截止2018年第四季度，全球微網累計規(guī)模達到19.575GW（包括已經安裝和計劃中的）。其中，遠程微網占全球微網容量的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。
在微網發(fā)展歷程中，美國、歐洲、日本引領了全球市場的發(fā)展步伐。我國雖然起步較晚，但近年來微網發(fā)展勢頭比較強勁。全球微網技術和解決方案已進入應用階段且成功案例不在少數(shù)（以北美居多），然而微網在建筑領域的大規(guī)模推廣還面臨諸多挑戰(zhàn)，如微網控制系統(tǒng)的功能分析和設計、能源管理優(yōu)化設置和穩(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)、云計算等新技術的加持，以加強微網系統(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，微網的部署強調新技術的應用，使分布式能源圍繞共同目標進行協(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)的設計局限。微網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完善，從而達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，符合經濟、低碳、安全等全球能源轉型的愿景。
據(jù)了解，在全球范圍內施耐德電氣已經實踐了多個成功的微網項目。如澳大利亞凱恩頓屠宰場大型微網項目。如遇電網故障，施耐德電氣可提供關鍵冷鏈過程的連續(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系統(tǒng)，并集成原有的CITECT過程控制系統(tǒng)等。
作為EcoStruxure Grid架構應用、分析與服務層的四大“金剛”之一，施耐德電氣EcoStruxure Microgrid Advisor微網管理顧問以調度綜合能源網絡的形式進行分布式能源/可控負荷耦合運行，以集中管理提供整體顧問，改善能源結構，優(yōu)化用能成本，參與電力輔助服務，提高配用電系統(tǒng)的資產收益。
據(jù)Markets andMarkets發(fā)布的報告顯示，全球微網市場將從2018年的222．2億美元增長到2023年的391億美元，期間復合年增長率為11.97%。到2023年，大學校園、工/商業(yè)區(qū)、城市和公用事業(yè)單位、醫(yī)療保健等建筑微網將以最高的年復合增率增長。
未來的機遇與挑戰(zhàn)并存。通過數(shù)字化技術、現(xiàn)代建筑技術、現(xiàn)代通訊技術和現(xiàn)代控制技術融會貫通，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。
