国家可再生能源实验室熨斗校区的研究人员研究风能、水力以及将可再生能源并网的过程。 照片由 NREL 的 Joshua Bauer 拍摄

想象一个由清洁、可再生能源供电的电网。现在想象一下，这个电网提供了消费者所期望的所有舒适和便利，以及类似于或优于传统电厂的电网可靠性和弹性服务。这就是 FlexPower 项目的承诺。

在美国能源部电网现代化实验室联盟的支持下，FlexPower 将国家可再生能源实验室 (NREL) 的研究人员与其他国家实验室联合起来，在 NREL 的 Flatirons Campus 开发一个配备能量存储的并置可变混合发电站。参与者包括爱达荷州国家实验室 (INL) 和桑迪亚国家实验室 (Sandia)。

随着可再生能源取代传统发电，混合可再生能源发电厂与储能相结合，可以将风能和太阳能光伏 (PV) 等可变资源转化为完全可调度且灵活的能源。这些混合发电厂将能够在日前和实时能源市场中运行，并为电网提供必要的可靠性和弹性服务。

重新思考可再生能源

NREL 总工程师 Vahan Gevorgian 表示：“这项研究将通过展示混合技术如何平滑向清洁能源的过渡，帮助加快公用事业规模的可变风能和光伏资源的采用。” “为了让电网经济可靠地整合大量可变可再生能源发电，需要强大的储能能力，并重新思考可再生能源资产给电网带来的价值。”

为支持这一转变，研究人员将测试各种储能系统，包括抽水蓄能水电、电池、氢气、液流电池、动能和超级电容器储能。此外，该项目将侧重于先进的控制策略和资源预测技术。复杂的控制可以通过利用风能和光伏资源的互补性以及增加可再生能源项目的容量系数来提高可变发电的可调度性和可用性，同时最少或在某些情况下不需要额外的输电建设。

通过将混合电厂的发电、存储、先进控制和改进预测相结合，运营商可以通过共享基础设施以及选址和许可成本来实现规模经济。这些电厂还可以提供全方位的现有基本可靠性服务以及新的、不断发展的电网可靠性服务。例如，混合电站可以提供自黑启动以及电力系统黑启动，可以在孤岛模式下运行，并且可以参与电力系统恢复计划。混合电站是可扩展的，从小型微电网到大型互连电力系统。

FlexPower 项目引起了广泛的利益相关者的极大兴趣，包括监管机构、可靠性组织、系统运营商、公用事业、工厂所有者和运营商、设备供应商以及岛屿电力系统所有者和运营商。

“混合可再生能源发电厂可以将国家和全球能源部门引入一种新的、具有潜在破坏性的电力系统，”Gevorgian 说。“FlexPower 项目将展示可再生能源资产的价值，并提出更有效地使用它们的策略，以减少限电、增加能源生产和平滑可变性。结果可能是高价值的电网服务和更安全、更有弹性的电力供应。”

分享调查结果

FlexPower 研究结果将以公共领域信息和其他资产的形式免费提供给所有利益相关者。具体而言，利益相关者将可以访问 FlexPower 控制器架构；NREL、INL和Sandia为工业控制平台开发的控制代码；杂交潜力评估图和数据库；区域影响研究的结果；和报告、出版物、区域网络研讨会、会议演示和其他外展材料。

NREL 的 Flatirons Campus 电网规模混合系统将为公司和研究人员提供一个测试平台，以验证和展示他们的混合工厂概念和策略。全面运行的多兆瓦混合发电厂将能够展示所有类型的可调度性、可靠性和弹性服务。它还将提供一个电网规模的测试台，为一系列利益相关者提供混合系统演示，控制和设备供应商有机会测试新的混合控制和硬件，一个劳动力教育和新国际合作的场所，以及一个验证平台标准化混合技术。