编者按：本文来源于Enel，鸣谢自主研制NTC芯片的特普生储能CCS集成温度采集母排的技术支持，感谢特普生海外技术翻译官林博女士！

随着能源格局的发展，能源灵活性对电网变得越来越有价值。了解为什么电网运营商愿意向在需要时提供灵活性的能源用户付费，以及您的组织如何通过需求响应和能源存储等解决方案从这一重要的运营原则中获取价值。

在单个站点层面，能源灵活性是指根据外部因素（例如电网运营商的请求）减少能源使用或将能源使用转移到一天中不同时间的能力。灵活性请求和信号可以有多种形式，例如，作为需求响应等计划中的直接请求，或通过使用时间费率等价格信号隐式提出，组织可以通过将能源使用转移到较低的水平来利用这些信号。具有自动能量存储等解决方案的定价时间 。

利用能源灵活性的组织可以赚取新的收入和/或减少能源费用，无论是通过避免在高价时段使用能源还是利用电网计划和激励措施。通过释放组织的能源灵活性可以显着减少能源支出。 

随着电网的发展，利用能源灵活性的机会越来越 多。电网运营商正在提供更多的财政激励措施，以鼓励能源用户提供帮助他们应对这些新挑战所需的灵活性。

为什么电网运营商需要灵活性

在电网中，电力供应和需求必须始终匹配——这对于电网运营商来说是一项非常复杂的工作。这种供需平衡是确保电网安全可靠运行的必要条件。如果出现不平衡，可能会发生局部甚至大范围的限电或停电。 

传统上，平衡是通过调整供应侧的发电量来实现的，即通过增加或减少工业规模的发电厂。然而，需求侧的多种技术（例如太阳能、电池存储、电动汽车和智能电表）现已可用，使客户所在地的资源或“分布式能源”（DER）能够与当今的电网集成。由于电网建设时并未考虑到这些技术，因此分布式能源可能会给电网运营商带来平衡挑战，尽管这些必要的技术有助于美国能源格局的电气化和脱碳。电网是为化石燃料设计的，而不是这种多样化的能源组合，因此分布式能源的增长需要电网运营商改变一些方法。

分布式能源也可以成为解决方案的一部分，帮助电网保持平衡，同时支持强大技术的扩展，从而帮助国家能源格局脱碳。例如，分布式能源可以帮助解决著名的“鸭子曲线”问题。由于可再生能源发电的间歇性，电网上的大量太阳能导致了“鸭子曲线”——其中“净负荷”或考虑太阳能发电后的需求据说类似于鸭子的轮廓，白天太阳能发电较强时，腹部较深；晚上净负荷较高时，头部较高。 

在美国大部分地区，在净负荷急剧变化期间确保供需平衡是一项日益严峻的挑战，因为现有的供应资源并非全部能够立即重新调整。事实上，“鸭子曲线”可能不再是正确的名字——净负荷下降现在如此陡峭，一些人开始称其为“峡谷曲线”。此时，加州独立系统运营商 (CAISO) 的净负载可能会达到零，甚至有时会在中午变为负值。虽然鸭子曲线曾经主要是加利福尼亚州的问题，但其他州现在也有类似的问题（一些观察家将德克萨斯州的净负荷变化称为“犰狳曲线”）。

这一挑战在未来只会加剧，因为间歇性太阳能和风能预计将占 2023 年新增产能的 53%，这是多年来趋势的延续。可靠、负责任地运营电网需要采用 相互补充的技术 ——因为在许多情况下，这些分布式能源在提供电网可靠性措施的同时支持清洁能源的扩张。

电网运营商如何确保能源平衡

从历史上看，电网运营商通过调整电力供应以满足全天变化的需求来实现电力供需平衡。例如，想象一下炎热的夏日，在太阳升起和气温上升后的几个小时内，冷却需求会增加。随着电力需求的增加，越来越多的资源被调度来满足这种需求——您可以在下图中看到这些资源调度的典型顺序。其中一些资源是依赖天气的不可调度的可再生能源发电资产（如太阳能和风能），还有一些是始终运行的核电厂和燃煤电厂。最终，这些资源将包括快速响应的天然气“峰值”工厂，即在电力需求高时（即需求“峰值”时）运行的发电厂。

电网各种能源成本

但 这些专为满足系统峰值而设计的调峰发电厂 通常需要大量化石燃料，建设和运营成本高昂，而且已接近使用寿命。因此，电网运营商正在关注能源灵活性，将其作为平衡供需的一种更具成本效益和环保的方式。

能源灵活性是一种帮助电网运营商在需求侧平衡供需的解决方案，而不是在供应侧增加更多发电量。当电网压力较大时，电网运营商不会增加电网的电力供应来满足消费者的需求，而是依靠能源用户来减少电力需求，确保供需平衡。为了激励能源用户提供所需的能源灵活性，电网运营商为组织提供利润丰厚的付款（以需求响应付款的形式）或节省账单，以减少或将其能源使用转移到当地电网压力最高的时段。 

电网运营商如何鼓励灵活性

当供需难以满足时，电网运营商最需要灵活性。在这种情况下，电网运营商可以通过多种方式鼓励客户改变用电时间。例如，在典型的一天中，许多电网运营商使用分时费率向客户收取更多费用，以在全电网需求较高时使用能源。在高需求日或出现频率失衡时，会利用需求响应来确保供需保持平衡。公用事业公司向愿意在短时间内减少或修改其使用量的客户付费，以在降低成本的同时保持平衡。 

下面考虑电网运营商如何采用一些重要的能源灵活性解决方案来激励能源削减或转移，以及需要采取哪些行动。了解并遵循激励行动的组织可以  通过利用这些解决方案来释放能源灵活性，从而获得巨大的经济价值。

电力负荷曲线：利用灵活性的常见时间

1. 需求响应 (DR)在高需求期间，例如在炎热的天气，冷却需求使电网超载，系统运营商会调用供需资源来重新平衡电网。要求参与组织减少其努力并获得报酬。

2. 需求管理在高峰时段，当大型能源用户的运营与电网的峰值负载重叠时，他们的公用事业公司会收取额外的使用费用 - 组织可以通过将其使用转移到价格较低的时段来节省资金。

3. 能源套利在鸭子曲线的“晚间坡道”时段，当使用量仍然很高但太阳能发电放缓时，组织可以通过将使用量转移到价格较低的时段来节省资金。

能源灵活性变得越来越重要——充分利用它

当组织灵活地使用能源时，电网运营商可以更轻松地克服他们面临的挑战。这在世界各地变得越来越明显——当联合国政府间气候变化专门委员会发布 2023 年第六次评估报告综合报告 时，特别强调了需求方措施对于防止灾难性气候变化的重要性。

能源灵活性对于个体组织来说是有利可图的，对于电网运营商来说至关重要，并且对地球有益。但许多组织可能仍然犹豫不决，因为他们认为利用灵活性会对他们的运营造成太大破坏。有些人可能不知道他们是否具有可以利用的灵活性。但无论如何，能源的灵活性在当今储能领域变得越来越重要，也引起各大国际储能组织的兴趣。