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施耐德电气:让微网为医院电力保障打造一道“新屏障”
(发布日期:2022-6-28) 来源: 施耐德电气
 

近年的疫情,让人们越来越关注医疗机构在面对突发挑战时的应对能力。事实上,对于医院而言,需要全力应对的突发挑战并不仅仅包括疫情、疾病高发期导致的医疗资源紧张这一种情况,极端天气、计划外故障等因素造成的电力保障中断,同样会为医院带来“不可承受之痛”。

微网:为医院电力保障打造一道“新屏障”

面对这一挑战,备用电源系统已经是当今医院的标配,但从以往案例来看,突发状况下因备用电源系统发生故障或供电能力不足导致医院停止运作仍不无先例。考虑到连续、稳定的电力供应对患者救治“不容有失”的重要性,我们仍然有必要为医院的电力供应考虑更多的额外措施。

在这方面,微网正有望成为助力医院电力不间断供应的一道“新屏障”。早在2017年的哈维飓风中,美国得克萨斯医疗中心就创造了凭借微网在灾害环境中保持全面运营的成功案例。不仅如此,当前医院消耗的能源水平,是其他同等规模的商业建筑的 2.5 倍;因此,除了进一步降低电力中断风险的目的之外,来自能源成本的因素同样促使越来越多的医院开始考虑采用微网。

其好处在于,当电网突发停电时,医院可以增加独立运行支撑的时间;当电网能源成本上升时,微网也可以增加对分布式可再生能源或储能的消耗,助力降低用能成本;此外,提升对可再生能源的消耗比例,也有助于实现更多减排,让用能密集的医疗行业进一步提升自身的可持续性。

数字化工具助力微网可行性分析及规划

那么,医院应该如何规划和打造适合自身需求且具备经济效益的微网系统呢?施耐德电气认为,医院在规划微网时,首先应开展可行性研究;其次应结合医院的能源管理目标,合理规划微网纳入分布式可再生能源的规模;此外,可以采用模块化、预封装的微网设计,以简化安装、运行和维护的过程;最后,还应关注并选择最优的微网融资和运营方案,以使微网系统在可靠性、能源效率及经济效益等多个方面达到预期水准。

在可行性研究阶段,医院可以利用一些采用了高级建模算法的设计工具,助力进行针对设计方案的可行性分析。这些设计工具不仅可以在综合考虑现有设备、成本、功能、项目执行等制约因素的基础上创建微网模型,还能够采用高级控制算法分析并优化分布式可再生能源的规模、类型和组合。此外,建议在规划微网项目时,就采用与最终微网控制系统相同的算法,保持这样的兼容性有助于确保实现最佳的微网性能。

施耐德电气:让微网为医院电力保障打造一道“新屏障”

          某建模示例中,微网安装前后,电网电力和燃气能源的模拟消耗量

利用模块化、可扩展的微网架构,实现全程简化

在利用数字化设计工具进行可行性分析后,医院宜选用基于标准化、预封装系统组件的新型微网解决方案,以简化微网安装、运行和维护等各个环节的工作。

其中,预制式的微网控制中心允许在制造过程中预先安装选定的组件,以提供即用型解决方案;预封装的微网控制中心除了模块化的开关设备设计外,还包括预先设计的算法,可以为所有重要的决策和控制应用提供支持。

这种模块化、可扩展的微网软硬件架构带来了令人称道的简单性和可靠性,从而为医院微网建设带来种种好处。例如,模块化架构易于设计和安装,部署成本更低;标准化组件支持即插即用式替换,降低了维护成本,也更易得到供应商的技术支持;经过测试和验证的系统架构更加可靠;此外,具有可扩展性的设计还能够为未来更创新的能源技术留出升级空间。因此,对医院团队而言,提供模块化方案的供应商无疑是更值得考虑的优势之选。

善用融资及运营模式,优化经济效应

在确定更具优势的微网技术架构和解决方案之后,选择更适合自身情况的融资和运营模式也很重要。在这方面,目前主要有“客户投资”和“能源即服务(EaaS)”两种常见的模式可供选择。“客户投资”模式是指医院采用自有资金或银行贷款建设微网,并拥有对系统的完全控制权。在这种情况下,医院可以直接享有微网产生的财务回报,但所有的财务、技术和运营风险也都由医院自身承担。

此外,医院还可以采用“能源即服务”(EaaS)的模式,这种模式提供了灵活的所有权结构,以及可以利用股权和债务融资结构的购电协议模式,参与项目的各方可以灵活利用设备租赁/贷款、购电协议、节能绩效合同、节能收益共享协议或能源资产特许协议等多种创新形式来确立收益分配及协作模式。这种模式有利于让医院在受益于专业知识和技术的同时,降低医院管理部门的财务和运营风险。

施耐德电气:让微网为医院电力保障打造一道“新屏障”

                         “能源即服务”融资和运营模式下的典型价值链

当然,医院在选择融资和运营模式时,除了基于对自身情况和需求的考量,还应该适当考虑到当地的政策激励因素。例如,一些当地政府可能在现时或一段时期内推出对微网、可再生能源和储能的地区性激励措施,这类因素也能够影响医院实施微网所获得的经济效应,值得仔细考量。

相信随着“双碳”目标在各个领域深入推进,全社会利用可再生能源的比例不断提升,今后会有更多医院通过实施微网系统,在为医院电力供应打造更多保障的同时,实现更具经济性、更低碳的能源使用及管理。在这方面,施耐德电气也推出了题为《为医院建设有弹性的高效微电网:从设计到融资》的白皮书,意在为更多医院用户打造微电网系统提供有益的指导。




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