Phần mềm có thể giải phóng công suất 300 GW trên lưới điện Hoa Kỳ mà không cần xây dựng một nhà máy điện nào

trong nhiều thập kỷ, việc lập kế hoạch công suất cho lưới điện vẫn dựa trên sự phỏng đoán thận trọng. Để duy trì độ tin cậy, các công ty điện lực lên kế hoạch về cách vận hành nếu có bất kỳ hai thành phần chính nào của hệ thống bị hỏng đồng thời, trong một quy trình được gọi là tiêu chí dự phòng N-2. Trên một hệ thống có mười nghìn bộ phận tạo ra hàng trăm triệu khả năng kết hợp, gánh nặng toán học trong việc lập kế hoạch tiện ích truyền thống thực sự không thể tính toán được.

Vì vậy, các kỹ sư đã xây dựng lưới một cách thận trọng cho trường hợp-xấu nhất. Sự thận trọng quá mức đó là lý do tại sao lưới điện của Mỹ chỉ hoạt động với khoảng một phần ba công suất trong hầu hết thời gian trong năm, khiến cơ sở hạ tầng không hoạt động.

Vấn đề cốt lõi cản trở việc triển khai năng lượng sạch ở Hoa Kỳ không phải là thiếu nguồn năng lượng vật chất mà là vấn đề sử dụng không đúng mức trầm trọng, như đã đề xuất trong một tập của podcast Energy Empire do Jigar Shah tổ chức.

Amit Narayan, người sáng lập và Giám đốc điều hành của GridCARE, với tư cách là khách mời nổi bật trong podcast của Shah, cho biết: Việc chuyển từ mô hình lập kế hoạch thận trọng, truyền thống sang giám sát dựa trên phần mềm có thể giải phóng 300 GW công suất trên cơ sở hạ tầng hiện có một cách an toàn trong vòng 3 đến 5 năm mà không cần đường truyền hoặc nhà máy điện mới.

Dữ liệu từ phân tích của Đại học Duke do Tyler Norris dẫn đầu cho thấy đòn bẩy tiềm ẩn trong công suất nhàn rỗi. Nếu phụ tải lớn chấp nhận cắt giảm chỉ 0,25% trong năm, khoảng hai giờ mỗi lần trong những thời điểm cao điểm căng thẳng nhất, thì lưới điện hiện tại có thể đáp ứng gần 100 GW nhu cầu mới.

Đối với các nhà phát triển-bộ lưu trữ năng lượng và năng lượng mặt trời ở quy mô tiện ích, khả năng hiển thị-được điều khiển bằng phần mềm này là một cứu cánh quan trọng. Hàng đợi kết nối trên khắp đất nước đã tăng lên đến mức phải chờ đợi nhiều-năm, trong đó chi phí nâng cấp mạng trị giá hàng-triệu-đô la thường xuyên giết chết các dự án năng lượng mặt trời khả thi.

Các công ty khởi nghiệp như GridCARE của Narayan đang chuyển mô hình này từ mô hình lý thuyết sang các quy tắc vận hành bằng cách chạy hàng triệu triệu kịch bản để xác định công suất gần{0}}. Khi những giờ hạn chế cụ thể, rất khó xảy ra đó được lập bản đồ, các tiện ích có thể cho phép kết nối ngay lập tức được hỗ trợ bởi mức giá linh hoạt, không bị gián đoạn hoặc điều phối lưu trữ theo cặp. Thay vì buộc một dự án năng lượng mặt trời phải chờ cả thập kỷ mới có trạm biến áp mới, phần mềm sẽ xác định chính xác thời điểm và địa điểm mà hệ thống hiện tại có chỗ để hoạt động.

Phần mềm này cho thấy sự mất kết nối về mặt cấu trúc bên trong trụ sở công ty điện lực. Hiện tại, các bộ phận lập kế hoạch dài hạn{1}}đang tính toán công suất sẵn có bằng cách sử dụng các mô hình tĩnh hoàn toàn bỏ qua các tài nguyên lưới linh hoạt. Tuy nhiên, trong cùng một công ty, các nhóm vận hành theo thời gian thực-thường xuyên gửi pin, đáp ứng nhu cầu và các nhà máy điện ảo để giữ cho hệ thống ổn định. Hướng dẫn bên lập kế hoạch cách sử dụng các công cụ mà bên vận hành đã sử dụng là một phần quan trọng của việc mở khóa.

Hiệu quả đạt được sẽ hiển thị theo tuần thay vì theo năm:

Lưới điện Quốc gia (New York): GridCARE đã xác định được hơn 650 MW công suất vô hình trước đây.

Portland General Electric (Oregon): Phần mềm đã khai thác hơn 400 MW ở Hillsboro, cho phép PGE kết nối sáu trung tâm dữ liệu trước thời hạn nhiều năm.

Kết nối PJM: Nhà điều hành lưới điện lớn nhất quốc gia đã sử dụng hệ thống AI để xem xét 811 ứng dụng thế hệ có công suất 220 GW trong vòng chưa đầy một giờ, một quá trình thường mất vài tuần.

Phần mềm này sẽ không loại bỏ nhu cầu xây dựng hạng nặng. Việc kết nối các trung tâm dữ liệu quy mô lớn-gigawatt mới hoặc các trung tâm năng lượng mặt trời trong khu vực sẽ vẫn yêu cầu xây dựng các trạm biến áp vật lý và đường dây truyền tải hạng nặng. Tuy nhiên, việc thu được nhiều giá trị hơn từ những người trả phí theo mạng lưới sẽ làm giảm chi phí chung của toàn bộ hệ thống. Khi bạn chạy nhiều điện hơn qua các dây dẫn hiện có, chi phí để duy trì các dây đó sẽ được chia cho một lượng điện năng lớn hơn nhiều, điều này cuối cùng giúp giảm hóa đơn tiền điện cho người tiêu dùng hàng ngày.

Rào cản trước mắt là niềm tin về thể chế, Narayan nói. Việc kích hoạt năng lực tiềm ẩn này đòi hỏi các tiện ích, cơ quan quản lý và nhà phát triển phải căn chỉnh trên cùng một dữ liệu.

Khung thời gian 90-ngày để đánh giá lưới điện buộc các công ty tiện ích bảo thủ phải đưa ra lựa chọn: xác định đường dẫn ngay lập tức để kết nối thế hệ mới hoặc tạo ra dữ liệu cứng chứng minh chính xác vị trí của dây vật lý bị hạn chế. Mặc dù các mục tiêu-điện khí hóa dài hạn vẫn yêu cầu tăng gấp ba lần diện tích vật lý của mạng lưới truyền tải của Mỹ, nhưng phần mềm tiên tiến sẽ cung cấp giải pháp ngay lập tức cho tình trạng tồn đọng hàng đợi nhiều năm hiện nay.