Quality infrastructure for smart mini-grids

• 目前，全球离网可再生能源微电网的装机容量已超过4GW，其中生物能的工业应用占总装机的67%。水电微电网正在快速发展，服务于社区和工业，而光伏微电网主要用于商业、社区和农业。100%可再生能源的微电网与化石燃料微电网相比已经具有成本竞争力，LCOE为0.39-0.75美元/千瓦时，2035年有望降低到0.2美元/千瓦时。

  
  

• 可再生能源微电网的核心用途是发电、储能、转换和消费，以及控制、管理和测量（CMM）。物联网平台将构成未来CMM功能的骨干，储能科技的进步将有力推进微电网的应用。

  
  

• QI包括全面的计量、标准、认证认可、检验检测。有效的QI可以降低微电网发展的风险，改善项目融资，减少法规和性能上的不确定性，扩大微电网市场，降低电力成本。

  
  

• 系统及测试是可再生能源微电网QI开发的主要挑战。微电网作为复杂的系统，不能被视为各部分的简单总和，必须找到一种全面的方法开发QI。物理组件与模拟的结合可以降低测试成本且更易于调整。

• 基于智能电表和物联网(IoT)解决方案的发展和广泛使用，以及可再生能源发电数据可用性和预测能力的提高，未来可再生微型电网将拥有更先进的CMM操作。微型电网具备固有的智能和数据收集能力。基于物联网的平台将成为未来CMM功能的支柱。

  
  

• 储能技术的创新也将影响未来的微型电网，包括从电池到电解槽技术，应用各异。电动汽车(EVs)的集成对微型电网有很多好处，因为它们可以被视为间歇性可再生发电的存储。然而，这也带来了一系列挑战，这些挑战与在国家电网基础设施中电动汽车集成所涉及的挑战不同。

  
  

• 在消费者方面，传统的消费者到产消者的过渡伴随着各种各样的技术创新，从本地发电、存储和控制到创新的交易技术。此外，如图5所示，微型电网是点对点电力交易的良好环境，它有助于消费者之间更好地利用本地产生的电力。

• QI的各组成部分应能够对微型电网的各个方面确定适当的标准，规范其正确应用，并有效验证微型电网的一致性。

  
  

• 主要的标准化工作是重点面向各个功能，而不是整个微型电网系统。需要做出进一步努力，在系统层面制定标准。为了实现这一目标，必须首先填补各个微型电网功能的当前空白。将涉及安全、设计和运行等方面的标准汇集在一套文件中，全面描述可再生微型电网的开发和/或整体运行，将大大降低微型电网质量保证的复杂性。

  
  

• 微型电网的主要挑战在于系统级测试。微型电网测试的主要目标是使在不同的环境中复制微型电网系统变得容易和安全。标准化的测试程序允许微型电网CMM设备在不同的条件和不同的配置下进行测试，这是实现其目标的关键。目前，微型电网系统级测试通常是在系统构建和调试过程中，甚至在微型电网部署结束时通过物理测试完成的。这使利益相关者的风险更高。

  
  

• 更灵活和更具成本效益的测试方法将减少与微型电网相关的风险。将物理组件与模拟相结合，可以在无需构建完整的微型电网的情况下测试微型电网的控制功能，同时限制了测试成本，并易于调整。

  
  

• 微型电网的运行质量不仅取决于组件和设计的质量，还取决于安装和维护。目前还没有针对如针对光伏安装和其他可再生能源的认证机构一样的微型电网安装商(和运营商)的合格认证机构，这主要是因为缺乏相关标准。如果已经存在许可证要求，例如针对光伏安装商的标准，则扩展现有的许可证培训，使其包括存储和系统控制，可能是一种很好的解决方案。
  

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