隨著全社會(huì)碳中和要求的提升以及能源價(jià)格的增長(zhǎng)，今天的醫(yī)院管理者正越來越多地面臨與能源有關(guān)的商業(yè)和技術(shù)挑戰(zhàn)。目前，這些挑戰(zhàn)主要包括三個(gè)方面：面對(duì)突發(fā)情況時(shí)的能源彈性、來自醫(yī)院用能的成本壓力以及日益迫切的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
當(dāng)然，這些新的挑戰(zhàn)，不僅僅來自外部能源市場(chǎng)和政策要求的變化，也來自醫(yī)院自身對(duì)醫(yī)療設(shè)備和環(huán)境的升級(jí)需求。與以往相比，今天的醫(yī)院往往會(huì)采用更多性能先進(jìn)的設(shè)備，但它們往往也對(duì)電能質(zhì)量提出了更高的要求;此外，更完善的護(hù)理環(huán)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(shù)室和重癥監(jiān)護(hù)室等場(chǎng)所需要高頻率換氣，其帶來的暖通空調(diào)能耗不可小視。在此基礎(chǔ)上，醫(yī)院還要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低碳的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，的確面臨著不小的難度。
不過，面對(duì)這些挑戰(zhàn)，創(chuàng)新的電力能源技術(shù)和應(yīng)用也在不斷涌現(xiàn)。醫(yī)院如何找到一條“一舉三得”的途徑，同時(shí)改善供電彈性、用能成本和可持續(xù)性?施耐德電氣認(rèn)為，高度成熟且具有智能化特征的微網(wǎng)，可以為這一難題帶來解決之道。
適用于醫(yī)院的智能微電網(wǎng)具備哪些特征?
今天，一個(gè)完整的微網(wǎng)解決方案可以智能地協(xié)調(diào)各種現(xiàn)場(chǎng)分布式能源資產(chǎn)，優(yōu)化成本和電力穩(wěn)定性，這樣的綜合收效足以使醫(yī)院受益匪淺。此外，自 2014 年以來，安裝微電網(wǎng)的整體成本下降了25%至30%，預(yù)計(jì)這一趨勢(shì)還將繼續(xù)保持。這些有利因素，都使得醫(yī)院采用微電網(wǎng)的意愿逐年上升。那么，一個(gè)適用于醫(yī)院的智能微網(wǎng)通常應(yīng)具有怎樣的特征呢?
從組成上看，微網(wǎng)是一個(gè)與公用電網(wǎng)交互的本地能源系統(tǒng)，包含一臺(tái)或多臺(tái)發(fā)電機(jī)以及必要的能源管理控制器，可以在本地為消費(fèi)者提供安全靈活的電力。今天，許多醫(yī)院已經(jīng)采用了熱電聯(lián)產(chǎn) (CHP) 或冷熱電聯(lián)產(chǎn) (CCHP) 系統(tǒng)，結(jié)合本地負(fù)荷和儲(chǔ)能，構(gòu)建了一個(gè)微網(wǎng)體系。更全面的微網(wǎng)解決方案則包括了多種分布式能源，比如屋頂光伏、垂直風(fēng)機(jī)、燃料電池。
從結(jié)構(gòu)上看，新型微網(wǎng)系統(tǒng)可視為擁有三層架構(gòu)。第一層包括所有互聯(lián)互通的產(chǎn)品，包括監(jiān)測(cè)設(shè)備、分布式能源資產(chǎn)等。在中間邊緣控制層，微網(wǎng)控制器與相關(guān)軟件相結(jié)合，可以監(jiān)控所有資產(chǎn)、做出關(guān)鍵決策并采取措施來控制發(fā)電資產(chǎn)和用電設(shè)備，增強(qiáng)彈性，最大程度地利用可再生能源。頂層則包括進(jìn)一步增強(qiáng)微網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的智能策略、分析工具和輔助服務(wù)。微網(wǎng)能源顧問通常托管在云端，有助于從經(jīng)濟(jì)性的角度優(yōu)化生產(chǎn)、消耗和存儲(chǔ)能源的時(shí)間和方式，從而最大程度地降低成本，提高可持續(xù)性。
微網(wǎng)架構(gòu)的三個(gè)功能層
善用微網(wǎng)提升能源彈性、優(yōu)化成本和可持續(xù)性
微網(wǎng)如何幫助醫(yī)院實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)的彈性?在這方面，微網(wǎng)系統(tǒng)擁有出色的速度和性能，能夠通過平衡負(fù)載需求和分布式能源資產(chǎn)的可用發(fā)電量，來幫助確保設(shè)施的電力穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上，為微網(wǎng)控制系統(tǒng)提供冗余設(shè)計(jì)，則可以進(jìn)一步保障任何條件下的可靠運(yùn)行。
在突發(fā)情況下，如果外部主網(wǎng)不穩(wěn)定，微網(wǎng)將自動(dòng)脫離外部主網(wǎng)，以保護(hù)設(shè)施的電能質(zhì)量，并持續(xù)為所有關(guān)鍵負(fù)載供電。最先進(jìn)的微網(wǎng)解決方案還提供離網(wǎng)預(yù)備功能。根據(jù)天氣數(shù)據(jù)和警報(bào)，微電網(wǎng)系統(tǒng)可以“預(yù)見”即將到來的情況，并在暴風(fēng)雨來臨前做好脫離主電網(wǎng)的準(zhǔn)備，為設(shè)施工作人員留出足夠的時(shí)間來采取預(yù)防措施。
微網(wǎng)不僅可以幫助醫(yī)院提高彈性，更好地抵御電網(wǎng)停電或電力不穩(wěn)定，還有助于優(yōu)化能源成本，并最大程度地利用可再生能源，以幫助醫(yī)院實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。以往，受到技術(shù)進(jìn)展的制約，可再生能源的發(fā)電成本仍普遍高于從電網(wǎng)購電的成本，微網(wǎng)在成本上的效應(yīng)或許尚不明顯。但今天，這一情況正從根本上發(fā)生扭轉(zhuǎn)，可再生能源發(fā)電成本日益降低，結(jié)合電價(jià)體系的改革，更進(jìn)一步促進(jìn)了醫(yī)院等行業(yè)通過采用微網(wǎng)、可再生能源發(fā)電以及儲(chǔ)能等路徑降低用能成本的意愿。
在此基礎(chǔ)上，微網(wǎng)還提供了許多額外的節(jié)省成本的機(jī)會(huì)。最先進(jìn)的微網(wǎng)解決方案能夠提供整合外部數(shù)據(jù)的分析智能，例如結(jié)合對(duì)天氣預(yù)報(bào)、太陽能和風(fēng)能的可用性、能源市場(chǎng)定價(jià)的變化以及設(shè)施占用率預(yù)測(cè)和活動(dòng)時(shí)間表(如電動(dòng)汽車充電)的分析，確定生產(chǎn)、使用、存儲(chǔ)或出售能源的最佳時(shí)間和方式。同時(shí)，微網(wǎng)分析應(yīng)用與設(shè)施 BMS(樓宇管理系統(tǒng)) 系統(tǒng)的整合，可以讓微電網(wǎng)成為智能建筑的一個(gè)組成部分，優(yōu)化設(shè)施的能源狀況。微電網(wǎng)在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電、儲(chǔ)能和可控負(fù)載方面的柔性越大，醫(yī)院可以利用的優(yōu)化機(jī)會(huì)就越多。
先進(jìn)的微網(wǎng)能源分析整合了內(nèi)外部數(shù)據(jù)，以支持決策和自動(dòng)化控制方案
可見，微網(wǎng)系統(tǒng)為醫(yī)院提供了一種智能、透明的方式來管理分布式能源，使醫(yī)院可以作為能源的“產(chǎn)消者”來參與智能電網(wǎng)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。在這方面，施耐德電氣推出了題為《新型微電網(wǎng)設(shè)計(jì)如何幫助醫(yī)院提高彈性、降低成本并改善可持續(xù)性》的白皮書，為此類實(shí)踐提供了更多的分析和指導(dǎo)。
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