美國電網公布了一項新計劃——在保持電網穩定和可靠方面提供合作伙伴關系。這對于消費者和公用事業運營商來說可能是雙贏的。
  以德州電網為模型得出的結論是（這也是有史以來規模最大的同類模擬），通過與公用事業公司合作，消費者每年可以節省約 15% 的電費。在這個系統中，消費者將與他們的電力運營商協調，以動態控制大能源用戶，如熱泵、熱水器和電動汽車充電站。
  這種對能源供應和使用模式的靈活控制被稱為“交易式”，因為它依賴于消費者和公用事業之間的協議。但是一個能量交互系統從來沒有大規模部署過，還有很多未知數。這就是為什么能源部電力辦公室要呼吁國家實驗室的交易能源專家研究這種系統在實踐中如何運作。
  PNNL 交易能源專家和技術顧問 Hayden Reeve 組織了一個由工程師、經濟學家和程序員組成的團隊，他們設計并執行了這項研究。
  “由于德克薩斯州的電網非常代表美國的能源系統，它不僅能夠對交易概念進行建模和模擬，而且還為更廣泛的美國電網和客戶提供了可靠的結果推斷。”他說。
  模擬表明，如果在德克薩斯州電力可靠性委員會 (ERCOT) 電網上部署交互能源系統，峰值負載將減少 9% 至 15%。僅在德克薩斯州，這種節省就可以轉化為每年高達 50 億美元的經濟效益，如果部署在整個美國大陸，每年可以轉化為高達 500 億美元的經濟效益。節省的費用相當于全國 180 座燃煤電廠的年產量。
  避免電網的大規模波動
  到目前為止，大多數人已經經歷或目睹了極端天氣或自然災害如何對我們當前的配電系統造成嚴重破壞。我們對集中式電源和電網系統的依賴放大了這種脆弱性。此外，電網的脫碳意味著越來越多的電力將來自不同種類的可再生能源，如風能和太陽能。因此，避免突然的尖峰或驟降、電力褐變或停電，變得至關重要。
  研究結果表明，交互能源系統可將每日負載波動減少 20% 至 44%。隨著越來越多的電動汽車投入使用，該研究可能與直覺相悖，因為智能汽車充電站可提供更大的電力峰值負載減少，因為它們在預定充電時間和功耗方面提供了額外的靈活性。
  “智能電網可以起到減震器的作用，平衡供需之間的不匹配。”里夫說，“通過我們的研究，我們試圖了解電網的有效協調對國家、公用事業和客戶的價值。與商業建筑業主和消費者合作以自動調整能源使用是邁向在不影響參與的家庭和企業的舒適性和安全性的情況下，實現電氣、建筑和交通部門的脫碳。”
  該戰略的一個關鍵組成部分是采用智能電器和負載控制。這些動態資源可以學習如何更有效地消耗能源，在短時間內調整它們的使用以釋放電力以滿足其他需求。例如，與在能源需求和價格高的傍晚為電動汽車充電不同，交易能源參與者將依靠智能負載控制來延遲充電，直到需求低且電價便宜為止。這種方法不僅減輕了現有電網基礎設施的壓力，還讓公用事業公司有更多時間來規劃目前正在開發的下一代儲能和配電基礎設施。
  交易能源：一個核心組件
  在一個交互能源系統中，電網、家庭、商業建筑、電器和充電站是不斷聯系的。智能設備接收一天中不同時間的能源價格預測，并制定滿足消費者偏好的策略，同時降低成本和總體電力需求。反過來，當地零售市場與更大的批發市場協調整體需求。各方在動態定價方案中協商能源采購和消耗水平、成本、時間和交付。
  雖然這個概念看起來很超前，但它很好實現，并且已經在斯波坎市生態區的一個示范項目中部署。研究團隊同時在此開發和測試一個交易能源協調方案和零售市場。