如果您是中大陆独立系统运营商(该组织负责管理美国和加拿大中部地带的高压电力流动，从曼尼托巴省、密歇根州和明尼苏达州经爱荷华州一直到路易斯安那州)，您需要能源供应满足4500万人的能源需求。
“我们确保产生适量的电力并将其传输给我们的成员公用事业公司，”该地区电网运营商的网站上说。
如今，平衡电力供需变得很复杂。电力不再完全由使用煤炭或天然气驱动的涡轮机的发电厂产生，这些涡轮机以已知的容量旋转，并根据客户需求增加或减少。
现在有不同类型的发电厂发电。例如，爱荷华州的所有风电场目前生产该州64%以上的电力。还有太阳能业务，例如爱荷华州立大学的新AlliantEnergy太阳能发电厂、艾姆斯以南的一个新发电机和农业研究项目。
所有这些由可再生能源驱动的发电厂给电网运营商和公用事业公司带来了新的挑战。
“你无法控制阳光;“你无法控制风速。”爱荷华州立大学电气与计算机工程系诺斯罗普·格鲁曼公司副教授王兆宇说，他隶属于该大学电力研究中心。“但电力系统需要确定性。”
王的研究专长是致力于电网现代化，以实现更好、更可靠的能源流动。事实上，他领导的最新项目被称为“MODERNISE”，意为“现代化操作和决策工具，在随机环境中实现资源管理”。
美国能源部(DOE)上个月宣布，已选择为该项目提供为期三年、价值300万美元的拨款，有待最终谈判。项目合作者将额外分摊110万美元的费用，包括劳动力和设备的实物捐助。
机构合作者包括阿贡国家实验室、国家可再生能源实验室、PJMInterconnection(宾夕法尼亚州地区输电组织)、AESIndiana和AESOhio(公用事业公司)、西门子公司和日立美国有限公司ISONewEngland(地区性输电组织)。输电组织)和田纳西河谷管理局(联邦政府拥有的公用事业和开发公司)是项目顾问。
除了王之外，参与该项目的其他爱荷华州立大学电气工程师还包括助理教授兼项目联合负责人BaiCui和博士后研究员SalishMaharjan。
根据机构公告，MODERNIZE项目是美国能源部太阳能技术办公室3400万美元投资的一部分，该办公室支持11个新项目，开发“推进风能和太阳能清洁、可靠电网运行的工具”。
“如果我们不能将可再生能源接入电网，我们就无法部署清洁能源，”美国能源部长詹妮弗·M·格兰霍姆(JenniferM.Granholm)在公告中表示。
王表示，现代化将产生计算算法，使电网运营商能够利用可再生能源——从屋顶太阳能电池板到多英亩的太阳能发电场——并将它们结合起来以实现更好的电网运营。
“我们正在将小型、分布式的能源资源聚集到更大的能源资源上，”王说。“我们正在利用这种聚合能力来改善输电网。”
崔说，这些聚合可以帮助电网运营商调节频率、电压、峰值需求，更重要的是，实时平衡供需。
“通过聚合这些可再生资源，我们能够帮助运营商更好地了解供应的不确定性，”王说。“将大量可再生能源放在一起可以消除不确定性。更有可预测性。”
崔说，研究人员还将开发其他算法，帮助大容量电力系统运营商整合聚合可再生能源的供应。这可以使电网运行更加可靠和高效。
王和崔表示，新工具将有助于创建一个足够智能和灵活的现代电网，以利用来自四面八方的可再生电力，并随时随地为客户提供电力。