新型微电网模型考虑到了分散式能源系统的公平设计

Josiah02 · 发表于 2024-7-29 07:58:56

　　本地分散能源系统，即微电网，可以使城市基础设施更具弹性，并降低人口风险，例如因自然灾害或网络攻击造成的大规模停电。
　　在《自然可持续性》杂志上，卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT) 的研究人员提出了微电网的设计标准，该标准允许公平对待不同的社会群体以及技术因素。该研究展示了城市如何塑造向安全、更可持续和公平的能源供应的转变。
　　气候变化增加了极端事件发生的概率，正如我们在 6 月份德国南部大部分地区遭受的大规模洪水一样。面对这样的危机，城市和市政当局如何才能使电力供应更具弹性和更安全的问题，让所谓的微电网成为关注的焦点。
　　分散式能源发电、储存和分配系统，例如联网的光伏发电系统和热电联产厂，旨在降低整个城市地区发生大规模停电的可能性，并确保提供公共服务的关键基础设施继续运转。
　　由卡尔斯鲁厄理工学院热能技术与安全研究所 (ITES) 系主任 Sadeeb Simon Ottenburger 博士领导的一组德国和美国研究人员开发了一种微电网空间设计模型。
　　他们的研究为城市规划者提供了一个规划流程模板，该模板整合了各个方面，包括社会经济因素以及与规划流程中的社会参与相关的问题。参与人员包括 ITES、KIT 技术评估与系统分析研究所 (ITAS) 以及美国北卡罗来纳大学能源生产和基础设施中心 (EPIC) 和科罗拉多州国家可再生能源实验室 (NREL) 的员工。
　　“能源划分不公”：谁有权获得能源供应？
　　“我们的方法的一个特点是，我们不将技术参数或成本问题视为孤立的因素，而是研究微电网设计在公平能源分配方面发挥什么作用，”奥滕伯格解释道。
　　“将城市想象成一个拼图。拼图块的大小和排列方式各不相同。能源网络的边界是经过深思熟虑的决定的结果，会对人口产生影响。一旦发生危机，医疗、安全和食品供应服务在各个微电网内以及整个城市地区的分布方式都会产生影响。”
　　该研究使用“自由度”一词来强调设计灵活性的重要性。为了指代不考虑社会公平问题的选区划分可能带来的负面影响，作者使用了“能源选区划分不公”一词，类似于美国的“政治选区划分不公”，即选区划分有利于某些群体。
　　因此，微电网区域的定义方式可能会造成资源和利益分配不公平。强势和富裕群体可能会受到青睐，而社会弱势群体和弱势群体可能会被抛在后面。“弹性还包括如何为不同人群设计接入方式的定义，”奥滕伯格说。
　　评估幸福感的指标
　　该研究重点关注社会经济群体的不同脆弱性与公平获取能源和其他服务之间的关系。
　　为此，研究人员利用现有的脆弱性指数制定了指标，将人口福祉作为可测量的变量来描述，并显示电力中断如何影响社会和经济弱势群体，特别是：病人或老人、有孩子的家庭和低收入者。
　　飓风过后的案例研究数据
　　该研究评估了 2018 年 9 月北卡罗来纳州新汉诺威县飓风佛罗伦萨造成停电后进行的综合案例研究的数据。
　　数据由美国项目合作伙伴提供。研究人员利用这些数据分析关键基础设施、其脆弱性与社会弱势家庭地理分布的关系，以及他们获得基本服务的途径。
　　项目团队利用这些数据开发了一种通用设计，可以全面评估每个城市的城市弹性，并提出微电网设计建议，同时考虑到技术和社会方面。
　　每个城市有多个微电网
　　作者的一项具体建议是，一个城市不应该只有一个微电网，而应该有多个微电网，以确保关键服务（如健康和安全结构）的公平分配和可访问性。
　　在供给网络分区规划方面，城市管理部门应积极吸收医疗卫生、保障等领域的机构、不同社会群体的代表、教育机构、社会服务机构等参与规划和决策，公平考虑各社会群体的需要。
　　奥滕伯格说：“寻找优化的微电网设计非常复杂，需要新的算法来根据现有数据开发可行的模型。”
　　“关键在于，弹性解决方案不一定需要更多投资，最重要的是需要周密的规划。我们应该确保所有群体都有发言权，并能参与这些进程。”

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