以“小”制“大”：美国电力网络中的微电网相比传统系统，智能微电网可以令分布式发电设施的运行更可靠高效。西门子正在参与一项纽约州的社区能源弹性基金项目，并为加州的一个印第安保留地优化发电。

西门子正与美国客户携手合作，让发电设施靠近用电场所。这一举措增加了电网中分布式能源所占比例。许多主要用电客户，如军事基地、大学、大型商业场所等，都希望投资建设现场发电设施。对这些客户来说，拥有距离较近且能由供电方独立控制的发电设施能够带来更高的供应弹性和能源安全性。而微电网设计和控制软件可以轻松集成并优化现有的能源基础设施、可再生能源发电及用电场所的功能，为未来电网扩张提供了具有延展性的基础设施布局。

西门子致力于分布式能源和微电网的开发，并已在纽约州的微电网基金项目中获得了17个奖项。纽约州州长科莫已拨出3000多万美元的专款用于该州的社区能源供应弹性微电网项目。在项目阶段，西门子携手合作伙伴咨询公司Booz Allen Hamilton以及软件公司Power Analytics对微电网的技术及商业可行性开发进行投资。对这些智能电力网络进行评估将有助于相关方为社区提供更清洁、可靠和经济的电能。

更灵活且易调控的微电网

美国拥有总长约1060万公里的电力线，其中一些已有近百岁“高龄”。这些电力线路的总长是德国电力线路总长（约180万公里）的5倍以上。因此，监控并确保大型电网的稳定性不仅非常耗时，而且成本高昂。这些成本终将由用户承担。相比传统系统，独立的微电网更为灵活且易于调控，因为它们不会受到附近电网波动的影响。

利用美国Xebec公司的变压吸附系统将沼气升级为纯氢的设施。图片由Blue Lake Rancheria提供。

纽约州能源研究和开发署（NYSERDA）负责管理该州的微电网项目。项目共分为三个阶段：可行性研究阶段、详细设计阶段和项目实施阶段。阶段旨在评估微电网解决方案的技术可行性以及商业可行性。在此阶段，项目小组将会提出发电方式与装机容量，确定必要的电网基础设施升级，列出供电方扮演的角色及微电网解决方案的成本。这一阶段的研究将讨论微电网中分布式可再生能源（如光伏和生物气设施）的使用与优化管理，这也将有助于提升分布式能源在电网中所占比例。阶段的可行性研究预计将在2016年季度完成。

适用于所有社区的智能微电网

2016年秋季，一套微电网将在美国的一块印第安保留地内投入运营。这块微电网位于加州的Blue Lake Rancheria，由西门子与同在加州的洪堡州立大学Schatz能源研究中心和电力公司Pacific Gas & Electric合作开发。该微电网很快将向保留地内的建筑物供电，覆盖建筑包括酒店、赌场和占地0.4平方公里的红十字会紧急避难所。

为了生产环保电力，该微电网将加入一套输出为0.5 MW的光伏阵列、一套生物质设施、柴油发电机和工作容量为950 kWh的电池储能系统。该光伏阵列是加州洪堡县的光伏阵列，每年将能够减少约150吨的二氧化碳排放。

西门子主要负责指导保留地内微电网的电力和热能供应系统的系统架构设计。西门子充分考虑了场地内不同的需求及特殊要求，包括地理位置和不同负载规模等。系统架构将支持可再生能源发电及对电力基础设施组件的控制。

在Blue Lake Rancheria，西门子将提供为关键的微电网系统组件之一——控制软件。西门子充分利用了它在电力设施控制中心软件领域的知识，开发出的微电网控制解决方案以满足微电网客户的特定需求。该软件负责系统的管理和控制，并可以实现预期益处。

无需全天候值守人员

西门子Spectrum Power Microgrid Management软件解决方案的一大优势是令微电网运行无需全天候值守人员。微电网内的所有基础设施（包括发电和电网组件）都通过该软件的SCADA平台进行监控和控制。SCADA平台是一套计算机系统，它能够快速整合、储存、通信并实时提供所有数据。简而言之，该网络控制系统能够执行控制任务并优化微电网的能源管理。控制功能（如天气和负载预测）可以完成对发电和用电情况的预测，实现以降低成本或减排为主的系统平衡。西门子先进的微电网软件提供了一个灵活、可扩展的平台，以动态、节能的方式控制分布式发电和储能系统。该软件可使系统快速应对干扰并与当地电力公司进行通信，降低保留地的停电风险。

对电网来说，先进的控制系统非常重要，因为风能和太阳能等可再生能源在电网中所占比重的不断提升正在带来更大的电网波动，并提高了用于确保可靠电力供应的成本。另外，“产销合一者”越来越多。“产销合一者”包括在使用电力的同时也向电网输送电力的楼宇或电动车等。它们需要作为分散的单元被整合到电网内。尽管能源结构日趋复杂，西门子正在开发微电网，以确保能源得到高效的传输和分配。