用于月球大本营的弹性微电网的艺术渲染图

桑迪亚国家实验室的研究人员正在与美国宇航局合作，为未来的月球基地设计可靠且有弹性的微电网，微电网将处理从月球基地到各种生活和支持设施的配电。

美国宇航局的Artemis月球基地概念计划包括一个居住单元——最多可容纳四名宇航员——以及单独采矿和燃料加工的潜力，称为就地资源利用设施。早期的Artemis任务将包括在大本营短暂停留，目标是一次停留两个月。它必须坚持运行14天，这意味着太阳能电池板不是一个实用的选择。

采矿和加工设施可以生产火箭燃料、水、氧气和其他材料，以扩大月球表面的探索，同时减少来自地球的供应需求。该设施将远离大本营。因此，在那里进行的其他科技活动不会受到干扰，但两个单元的电网将在紧急情况下连接起来，以提高弹性和稳定性。

桑迪亚团队的一部分正在为采矿和加工中心的微电网设计电气系统控制器，另一部分正在开发一个连接两个月球微电网的系统，并正在研究两个微电网之间的电力流动和运行。提议的月球微电网，每个设施都有一个并相互连接，将与国际空间站的直流电力系统非常相似。

桑迪亚电气工程师Jack Flicker说：“像国际空间站型微电网这样的东西与具有月球基地程度的东西之间存在一些非常重要的区别。” “其中一个差异是地理大小，这可能是个问题，尤其是在低直流电压下运行时。另一个是当你开始扩展这些系统时，将有更多的电力电子设备以及更多的分布式能源存在于整个基地。长期以来，桑迪亚一直在研究具有大量分布式能源的微电网。”

此外，桑迪亚电气工程师团队自 2021 年初夏以来一直在设计该软件来调节采矿和加工中心的电力，因此即使需求在从毫秒到整个季节的时间尺度上发生变化，电压水平也会保持不变。为此，桑迪亚开发了一种专门的安全可扩展微电网设施和控制系统设计方法，以确定基本需要多少能量存储及其要求的规范。

桑迪亚研究人员的主要关注点是开发一个系统，该系统将连接采矿设施和居住单元微电网，以实现可调节性和稳定性。在微电网中获得弹性的主要方法有两种——一种是能够灵活地将电力路由到需要的地方，另一种是加大所有设备的尺寸，以确保即使多台设备出现故障也能提供足够的电力。