文章来源：加州大学圣地亚哥分校官方网站
加州大学圣地亚哥分校校园内的十几栋建筑。所有校园的太阳能电池板。所有电动汽车充电器。超过 2,400 个灯具。超过 800 个智能插头。
这些是美国国家科学基金会资助的电网测试平台DERConnect将能够在加州大学圣地亚哥分校校园内控制的一些资产。该团队于 2024 年 7 月 11 日在加州大学圣地亚哥分校的全新总部举行了剪彩仪式。
DERConnect的目标是由美国国家科学基金会（NSF）提供4200万美元的赠款支持，旨在帮助行业和学术研究人员更好地了解如何将太阳能电池板、风力涡轮机、智能建筑和电动汽车电池等分布式能源整合到电网中。
“我们正在一个校园内复制整个加州电网，”加州大学圣地亚哥雅各布斯工程学院机械与航空航天工程系教授、该项目的首席研究员Jan Kleissl说。
DERConnect总部包括电池，这些电池可以存储太阳能电池板产生的电力，以便以后在电网上使用，足以为几座校园建筑供电。一个房间专门用于服务器和计算机，能够模拟整个城市和整个州的电网。其中一个房间专门用于小型 Raspberry Pi 计算机，这些计算机控制加州大学圣地亚哥分校校园麦克风 rogrid 上的各个设备，例如电动汽车充电站、打印机、电视、智能插头等。另一个房间里装有像巨型断路器盒一样的设备，可以打开和关闭所有这些资产。
将这些设施连接在一起的粘合剂是 DERConnect 团队，该团队正在努力完成这个硬件和软件电网技术沙盒，该沙盒将可供现场和远程研究人员使用。
事实上，来自工业界和学术界的工程师将能够使用 DERConnect 提出一系列必须在现实世界环境中探索的重要问题，以创建未来的弹性脱碳电网。
像这样的问题：在电网压力大的热浪中，什么样的算法最适合平衡太阳能电池板的可变能量输入和电动汽车充电人员的能量输出请求？
或者：当能源需求激增，但风却意外停止吹时，可以部署什么样的自主控制系统来保持电网稳定，同时满足电网所服务人员的所有需求？
一项利用 DERConnect 控制校园设备能力的初步研究表明，在工作时间之外关闭控制建筑物房间空气流动的设备可以将能源成本降低一半。研究人员估计，在不使用时关闭打印机和电视可以实现同样的节省。
DERConnect测试平台的创建满足了国家对大学、国家实验室、工业、公用事业公司和独立系统运营商的大规模测试能力的突出需求，以在实际场景中验证自主电网的未来技术。事实上，在现实世界的能源系统运行中采用许多先进技术的一个主要障碍是开发相关规模的现实测试用例。
“美国电网是世界上最大的人造机器之一，”DERConnect的首席研究工程师Keaton Chia说。“这就是我们正在运营的规模。”
大多数公用事业公司都在努力应对这样一个事实，即可再生能源和分布式能源不如天然气发电厂等传统能源稳定。太阳能电池板的输出取决于天气，风力涡轮机也是如此。在电网的另一端，电动汽车每天只需要充电一定时间，不使用时可以用作临时电池来储存可再生能源的能量。
因此，虽然电网上分布式能源的数量和多样性正在迅速扩大，但由于对安全性、可靠性和成本的担忧，这些资源在电网平衡中的采用受到阻碍。
“现实情况是，没有人确切知道未来的电网会是什么样子。能源行业瞬息万变，与此同时，能源需求也在不断上升，我们可以使用的电网控制工具，包括包含人工智能的工具，正在快速发展，并可能改变电网格局。我们将 DERConnect 设计为一个灵活的研究平台，使研究人员能够深入研究与未来分布式电网相关的一些最困难的硬件、软件和控制问题，“Kleissl 说。“我很高兴看到我们的平台将以多种不同的方式用于创造我们需要的脱碳能源未来。”
为公用事业公司、工业界和学术界的研究人员以及其他实体提供一个应对现实世界通信和控制挑战的测试平台，对于解决这些问题和开发新的分布式控制理论、算法和应用至关重要。
除了首席研究员Kleissl外，研究团队还包括加州大学圣地亚哥分校机械与航空航天工程系的联合PI教授Sonia Martinez，担任副主任的Jorge Cortes和Raymond de Callafon;加州大学圣地亚哥分校哈利西奥格鲁数据科学研究所所长Rajesh Gupta教授;以及加州大学圣地亚哥分校的 DER Connect 员工团队，包括 Kohei Murakami、Sayed Sadat、Jesse Wolf、Shivangi Shakya 和 Anthony Cho。
其他高级人员包括加州大学圣地亚哥分校全球政策与战略学院的David Victor教授和Joshua Zivin教授;加州大学圣地亚哥分校能源研究中心的迈克·费里（Mike Ferry）;加州大学圣地亚哥分校圣地亚哥超级计算中心首席数据科学官 Ilkay Altintas;和 DERConnect 项目科学家 Adil Khurram。
