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。