美國(guó)電網(wǎng)公布了一項(xiàng)新計(jì)劃——在保持電網(wǎng)穩(wěn)定和可靠方面提供合作伙伴關(guān)系。這對(duì)于消費(fèi)者和公用事業(yè)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)可能是雙贏的。
  以德州電網(wǎng)為模型得出的結(jié)論是（這也是有史以來(lái)規(guī)模最大的同類(lèi)模擬），通過(guò)與公用事業(yè)公司合作，消費(fèi)者每年可以節(jié)省約 15% 的電費(fèi)。在這個(gè)系統(tǒng)中，消費(fèi)者將與他們的電力運(yùn)營(yíng)商協(xié)調(diào)，以動(dòng)態(tài)控制大能源用戶(hù)，如熱泵、熱水器和電動(dòng)汽車(chē)充電站。
  這種對(duì)能源供應(yīng)和使用模式的靈活控制被稱(chēng)為“交易式”，因?yàn)樗�依�?lài)于消費(fèi)者和公用事業(yè)之間的協(xié)議。但是一個(gè)能量交互系統(tǒng)從來(lái)沒(méi)有大規(guī)模部署過(guò)，還有很多未知數(shù)。這就是為什么能源部電力辦公室要呼吁國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的交易能源專(zhuān)家研究這種系統(tǒng)在實(shí)踐中如何運(yùn)作。
  PNNL 交易能源專(zhuān)家和技術(shù)顧問(wèn) Hayden Reeve 組織了一個(gè)由工程師、經(jīng)濟(jì)學(xué)家和程序員組成的團(tuán)隊(duì)，他們?cè)O(shè)計(jì)并執(zhí)行了這項(xiàng)研究。
  “由于德克薩斯州的電網(wǎng)非常代表美國(guó)的能源系統(tǒng)，它不僅能夠?qū)�交易概念進(jìn)行建模和模擬，而且還為更廣泛的美國(guó)電網(wǎng)和客戶(hù)提供了可靠的結(jié)果推斷。”他說(shuō)。
  模擬表明，如果在德克薩斯州電力可靠性委員會(huì) (ERCOT) 電網(wǎng)上部署交互能源系統(tǒng)，峰值負(fù)載將減少 9% 至 15%。僅在德克薩斯州，這種節(jié)省就可以轉(zhuǎn)化為每年高達(dá) 50 億美元的經(jīng)濟(jì)效益，如果部署在整個(gè)美國(guó)大陸，每年可以轉(zhuǎn)化為高達(dá) 500 億美元的經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)省的費(fèi)用相當(dāng)于全國(guó) 180 座燃煤電廠的年產(chǎn)量。
  避免電網(wǎng)的大規(guī)模波動(dòng)
  到目前為止，大多數(shù)人已經(jīng)經(jīng)歷或目睹了極端天氣或自然災(zāi)害如何對(duì)我們當(dāng)前的配電系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。我們對(duì)集中式電源和電網(wǎng)系統(tǒng)的依賴(lài)放大了這種脆弱性。此外，電網(wǎng)的脫碳意味著越來(lái)越多的電力將來(lái)自不同種類(lèi)的可再生能源，如風(fēng)能和太陽(yáng)能。因此，避免突然的尖峰或驟降、電力褐變或停電，變得至關(guān)重要。
  研究結(jié)果表明，交互能源系統(tǒng)可將每日負(fù)載波動(dòng)減少 20% 至 44%。隨著越來(lái)越多的電動(dòng)汽車(chē)投入使用，該研究可能與直覺(jué)相悖，因?yàn)橹悄芷��?chē)充電站可提供更大的電力峰值負(fù)載減少，因?yàn)樗鼈冊(cè)陬A(yù)定充電時(shí)間和功耗方面提供了額外的靈活性。
  “智能電網(wǎng)可以起到減震器的作用，平衡供需之間的不匹配�！崩锓蛘f(shuō)，“通過(guò)我們的研究，我們?cè)噲D了解電網(wǎng)的有效協(xié)調(diào)對(duì)國(guó)家、公用事業(yè)和客戶(hù)的價(jià)值。與商業(yè)建筑業(yè)主和消費(fèi)者合作以自動(dòng)調(diào)整能源使用是邁向在不影響參與的家庭和企業(yè)的舒適性和安全性的情況下，實(shí)現(xiàn)電氣、建筑和交通部門(mén)的脫碳。”
  該戰(zhàn)略的一個(gè)關(guān)鍵組成部分是采用智能電器和負(fù)載控制。這些動(dòng)態(tài)資源可以學(xué)習(xí)如何更有效地消耗能源，在短時(shí)間內(nèi)調(diào)整它們的使用以釋放電力以滿(mǎn)足其他需求。例如，與在能源需求和價(jià)格高的傍晚為電動(dòng)汽車(chē)充電不同，交易能源參與者將依靠智能負(fù)載控制來(lái)延遲充電，直到需求低且電價(jià)便宜為止。這種方法不僅減輕了現(xiàn)有電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的壓力，還讓公用事業(yè)公司有更多時(shí)間來(lái)規(guī)劃目前正在開(kāi)發(fā)的下一代儲(chǔ)能和配電基礎(chǔ)設(shè)施。
  交易能源：一個(gè)核心組件
  在一個(gè)交互能源系統(tǒng)中，電網(wǎng)、家庭、商業(yè)建筑、電器和充電站是不斷聯(lián)系的。智能設(shè)備接收一天中不同時(shí)間的能源價(jià)格預(yù)測(cè)，并制定滿(mǎn)足消費(fèi)者偏好的策略，同時(shí)降低成本和總體電力需求。反過(guò)來(lái)，當(dāng)?shù)亓闶凼袌?chǎng)與更大的批發(fā)市場(chǎng)協(xié)調(diào)整體需求。各方在動(dòng)態(tài)定價(jià)方案中協(xié)商能源采購(gòu)和消耗水平、成本、時(shí)間和交付。
  雖然這個(gè)概念看起來(lái)很超前，但它很好實(shí)現(xiàn)，并且已經(jīng)在斯波坎市生態(tài)區(qū)的一個(gè)示范項(xiàng)目中部署。研究團(tuán)隊(duì)同時(shí)在此開(kāi)發(fā)和測(cè)試一個(gè)交易能源協(xié)調(diào)方案和零售市場(chǎng)。