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通过多种形式的发电使电能系统面向未来
Marija Ilic是麻省理工学院数据,系统和社会研究所的附属机构,信息与决策系统实验室的高级研究科学家,麻省理工学院林肯实验室能源系统小组的高级职员,卡内基梅隆大学的名誉教授。使命:使电能系统面向未来。
由于有轨电车和公共事业的初期,电动动力系统已经有一个相当标准的结构:对于给定的区域,几个大的代工厂生产,为客户分配电力。它是一种单向结构,发电厂是许多最终用户的唯一动力来源。
但是,如今,电力可以从多种多样的来源产生,并在多个方向上通过系统。电力系统可以包括例如捕获狂风的巨型涡轮机的机架。可能有太阳能农场100兆瓦或更高的功率,或者屋顶上装有太阳能电池板的房屋,有些日子发电量超过了居住者的需求,有些日子则少得多。而且有电动汽车,它们的电池储存着整夜的能量。用户可以同时从一个或多个来源取电,或将其反馈回系统。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。系统运营商应如何整合所有这些功能,同时保持电网稳定并确保电力到达需要的地方?
电力系统,甚至是传统的电力系统,一开始都是复杂且异构的。它们覆盖广泛的地理区域,并具有法律和政治上的障碍,例如国家边界和能源政策。另外,所有电力系统都具有固有的物理限制。例如,电力不会在电网中的设定路径中流动,而是会沿着将供需连接起来的所有可能路径流动。为了保持电网的稳定性和服务质量,系统必须控制互连的影响:系统某一点的供求变化会改变系统其他点的供求关系。这意味着管理的复杂性要大得多,因为有时会有不可预测的供应(例如风能或太阳能)的新能源(更多互连)出现。
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