隨著全社會碳中和要求的提升以及能源價格的增長，今天的醫院管理者正越來越多地面臨與能源有關的商業和技術挑戰。目前，這些挑戰主要包括三個方面：面對突發情況時的能源彈性、來自醫院用能的成本壓力以及日益迫切的可持續發展目標。

當然，這些新的挑戰，不僅僅來自外部能源市場和政策要求的變化，也來自醫院自身對醫療設備和環境的升級需求。與以往相比，今天的醫院往往會采用更多性能先進的設備，但它們往往也對電能質量提出了更高的要求；此外，更完善的護理環境要求的照明、供暖、制冷等條件也需要更多的能耗，例如手術室和重癥監護室等場所需要高頻率換氣，其帶來的暖通空調能耗不可小視。在此基礎上，醫院還要進一步實現低碳的可持續發展目標，的確面臨著不小的難度。

不過，面對這些挑戰，創新的電力能源技術和應用也在不斷涌現。醫院如何找到一條“一舉三得”的途徑，同時改善供電彈性、用能成本和可持續性？施耐德電氣認為，高度成熟且具有智能化特征的微網，可以為這一難題帶來解決之道。

適用于醫院的智能微電網具備哪些特征？

今天，一個完整的微網解決方案可以智能地協調各種現場分布式能源資產，優化成本和電力穩定性，這樣的綜合收效足以使醫院受益匪淺。此外，自 2014 年以來，安裝微電網的整體成本下降了25％至30％，預計這一趨勢還將繼續保持。這些有利因素，都使得醫院采用微電網的意愿逐年上升。那么，一個適用于醫院的智能微網通常應具有怎樣的特征呢？

從組成上看，微網是一個與公用電網交互的本地能源系統，包含一臺或多臺發電機以及必要的能源管理控制器，可以在本地為消費者提供安全靈活的電力。今天，許多醫院已經采用了熱電聯產 (CHP) 或冷熱電聯產 (CCHP) 系統，結合本地負荷和儲能，構建了一個微網體系。更全面的微網解決方案則包括了多種分布式能源，比如屋頂光伏、垂直風機、燃料電池。

從結構上看，新型微網系統可視為擁有三層架構。第一層包括所有互聯互通的產品，包括監測設備、分布式能源資產等。在中間邊緣控制層，微網控制器與相關軟件相結合，可以監控所有資產、做出關鍵決策并采取措施來控制發電資產和用電設備，增強彈性，最大程度地利用可再生能源。頂層則包括進一步增強微網經濟調度的智能策略、分析工具和輔助服務。微網能源顧問通常托管在云端，有助于從經濟性的角度優化生產、消耗和存儲能源的時間和方式，從而最大程度地降低成本，提高可持續性。

 

微網架構的三個功能層

善用微網提升能源彈性、優化成本和可持續性

微網如何幫助醫院實現能源供應的彈性？在這方面，微網系統擁有出色的速度和性能，能夠通過平衡負載需求和分布式能源資產的可用發電量，來幫助確保設施的電力穩定性。在此基礎上，為微網控制系統提供冗余設計，則可以進一步保障任何條件下的可靠運行。

在突發情況下，如果外部主網不穩定，微網將自動脫離外部主網，以保護設施的電能質量，并持續為所有關鍵負載供電。最先進的微網解決方案還提供離網預備功能。根據天氣數據和警報，微電網系統可以“預見”即將到來的情況，并在暴風雨來臨前做好脫離主電網的準備，為設施工作人員留出足夠的時間來采取預防措施。

微網不僅可以幫助醫院提高彈性，更好地抵御電網停電或電力不穩定，還有助于優化能源成本，并最大程度地利用可再生能源，以幫助醫院實現其可持續發展目標。以往，受到技術進展的制約，可再生能源的發電成本仍普遍高于從電網購電的成本，微網在成本上的效應或許尚不明顯。但今天，這一情況正從根本上發生扭轉，可再生能源發電成本日益降低，結合電價體系的改革，更進一步促進了醫院等行業通過采用微網、可再生能源發電以及儲能等路徑降低用能成本的意愿。

在此基礎上，微網還提供了許多額外的節省成本的機會。最先進的微網解決方案能夠提供整合外部數據的分析智能，例如結合對天氣預報、太陽能和風能的可用性、能源市場定價的變化以及設施占用率預測和活動時間表（如電動汽車充電）的分析，確定生產、使用、存儲或出售能源的最佳時間和方式。同時，微網分析應用與設施 BMS（樓宇管理系統） 系統的整合，可以讓微電網成為智能建筑的一個組成部分，優化設施的能源狀況。微電網在現場發電、儲能和可控負載方面的柔性越大，醫院可以利用的優化機會就越多。

 

先進的微網能源分析整合了內外部數據，以支持決策和自動化控制方案

可見，微網系統為醫院提供了一種智能、透明的方式來管理分布式能源，使醫院可以作為能源的“產消者”來參與智能電網計劃，實現可持續發展目標。在這方面，施耐德電氣推出了題為《新型微電網設計如何幫助醫院提高彈性、降低成本并改善可持續性》的白皮書，為此類實踐提供了更多的分析和指導。