從大型傳統發電廠向可再生能源的轉變帶來了一些非常有趣的挑戰，涉及新的資源組合如何滿足需求以及如何保持電網可靠性 - 這是幾個ESIG工作組關注的技術挑戰。主要工作領域包括輸電規劃-將太陽能和風能從最佳資源潛力帶到將要消耗的地方-混合資源，可以配對發電和存儲，以及可再生能源在電力市場中發揮不可或缺的作用所需的市場和運營變革，并承擔更大的責任來支持電網可靠性。ESIG及其成員最近采取的舉措概述如下，并在IEEE電力和能源雜志11月/12月刊的一系列文章中進行了討論，其中ESIG執行董事Charlie Smith和副主任Debra Lew擔任
客座編輯。

擴大全國輸電基礎設施，以跨地區共享太陽能和風能生產

隨著美國走向脫碳，在偏遠地區正在建設大量的風能和太陽能資源，這些地區具有最大的資源潛力，但遠離城市中心。由于缺乏將這種廉價和清潔能源輸送到需要的地方的傳輸能力，導致互連隊列很長，超過600吉瓦的發電和儲能項目需要數月或數年才能實現互連。ESIG的白皮書《100%清潔電力的輸電規劃》綜合了關鍵研究，并制定了一個概念設計，通過積極的輸電規劃和開發，更快、更經濟地實現美國的清潔能源目標。本技術簡介概述了ESIG的建議，并總結了改進設計和支持美國宏觀電網建設所需的工程分析。Macrogrid 設計研究的范圍開發描述了整個研究工作的一般輪廓，并提供了有關各個研究元素的其他詳細信息。

利用混合資源提升太陽能提供的價值

混合資源結合了多種類型的發電和/或負載，這些發電和/或負載在一個點上連接到電網 - 今天，這通常意味著太陽能加存儲。在太陽能發電廠中增加電池存儲提高了太陽能資源的價值，使其能夠在全區域太陽能產量高的時候為電池充電，并將能源供應轉移到傍晚時分。雖然太陽能+儲能是當今最常見的混合動力類型，但最終，市場設計和監管要求應該允許許多新型資源和技術的混合。ESIG的報告《解鎖混合資源的靈活性》描述了什么是混合資源，討論了為什么該行業看到跨技術類型的混合化程度越來越高，并為系統規劃人員、市場設計師和政策制定者提供了建議，因為他們定義了管理混合資源使用的市場規則和要求。

確定高級（成網）逆變器所需的功能

用于目前幾乎所有部署的太陽能、風能和電池存儲資源的逆變器需要穩定的電網頻率和電壓，而這些頻率和電壓目前由傳統發電廠維持。但隨著可再生能源水平的上升和傳統工廠的退役，一些逆變器將需要具有新的高級控制（稱為“電網形成”），以維持自身的系統穩定性。然而，
這些高級控制的具體要求尚未定義，導致系統操作員、設備所有者和制造商面臨先有雞還是先有蛋的問題：對能力的要求還是能力本身？電網運營商如何知道新設備的性能如何？是什么驅使制造商在沒有市場強制要求或以其他方式激勵的情況下投資新技術？未能打破這一循環將阻礙我們實現能源轉型目標的能力并增加成本。ESIG關于電網形成技術在能源系統集成中的作用的報告討論了需要哪些高級控制，并描述了定義和激勵適當功能的前進道路。

將分布式能源資源整合到批發市場

分布式能源（DER），如屋頂太陽能，電動汽車充電或連接到配電系統的電池，可以提供一系列電力系統優勢;然而，為了實現這一目標，需要更密切地協調配電和輸電系統。如果沒有這種協調，電力系統就有可能被過度或建設不足，并且運行起來將越來越具有挑戰性，從而導致高成本和潛在的可靠性降低。朝著這種更加協調的電網發展將需要更好地將DER整合到批發市場和運營以及分銷系統運營中。ESIG的報告《DER整合到批發市場和運營中》研究了實現這一目標所需的法規、市場規則和運營實踐的變化。

重新定義資源充足性

電力系統規劃者、政策制定者和監管機構必須繼續平衡電力系統規劃的三大支柱：可負擔性、可持續性和可靠性。每一項
對于確保平穩、清潔的能源轉型都至關重要。電網可靠性的一個方面是資源充足性：系統運營商有足夠的資源來滿足預計的未來負荷，同時考慮到發電和負荷的不確定性。風能、太陽能、儲能和負載靈活性的作用越來越大，這要求行業重新思考可靠性規劃、資源充足性方法和分析方法。變化的融合需要新的數據、方法和指標來更好地描述不斷變化的可靠性風險。ESIG的報告《重新定義現代電力系統的資源充足性》確定了現有資源充足性評估方法和指標中的差距，并提出了改進分析的建議。ESIG還制定了COP26政策簡報“資源充足性與公共政策的交集”，總結了供政策制定者使用的建議。

關于作者
Julia Matevosyan是能源系統集成集團（ESIG）的總工程師，在電力行業擁有20多年的經驗。在加入ESIG之前，Matevosyan是德克薩斯州電力可靠性委員會（ERCOT）的首席規劃工程師。