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2021-12-13 04:44:28

通过多种发电形式让电力系统面向未来

导读 Marija Ilic是麻省理工学院数据、系统与社会研究所的子公司,信息与决策系统实验室高级研究科学家,麻省理工学院林肯实验室能源系统组高

Marija Ilic是麻省理工学院数据、系统与社会研究所的子公司,信息与决策系统实验室高级研究科学家,麻省理工学院林肯实验室能源系统组高级职员,卡内基梅隆大学名誉教授。使命:让电力系统面向未来。

由于电车和公共事业的早期阶段,电力系统具有相当标准的结构:对于给定的区域,几个大型铸造厂为客户生产和分配电力。它是单向结构,电厂是许多最终用户的唯一电源。

然而,今天,电力可以从各种来源产生,并从多个方向通过系统。电力系统可以包括,例如,捕捉风的巨型涡轮机的机架。可能有功率为100兆瓦或更高的太阳能农场,或者屋顶装有太阳能电池板的房屋。有些日子,发电量超过了居民的需求,有些日子则少得多。还有电动汽车。他们的电池整夜储存能量。用户可以同时从一个或多个来源获取电能,或者将其反馈给系统。此外,还有开放电力市场的趋势,终端用户(如家庭用户)可以根据自己的需求选择购买的电力服务。系统运营商应该如何整合所有这些功能,同时保持电网稳定,确保电力到达需要的地方?

电力系统,甚至传统的电力系统,一开始都是复杂的、异构的。它们覆盖广泛的地理区域,并有法律和政治障碍,如国界和能源政策。此外,所有电力系统都有固有的物理限制。例如,电力不会在电网中以设定的路径流动,而是沿着连接供需的所有可能路径流动。为了维护电网的稳定和服务质量,系统必须控制互联的影响:系统某一点的供需变化会改变系统其他点的供需关系。这意味着管理要复杂得多,因为有时会出现供应不可预测的新能源(更多的互联互通)(如风能或太阳能)。