本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
上周，一个专家小组在华盛顿特区举行的 ARPA-E 能源创新峰会上讨论了电网级储能的未来。Avista 的 Heather Rosentrater 是小组成员之一。Avista 是一家位于华盛顿州农村地区的中型公用事业公司，在过去的 10 个月中，该公司一直在其电网上测试大型钒液流电池，以了解该系统的潜在价值。
Avista 自 1889 年以来一直是一家投资者拥有的公用事业公司，目前为华盛顿州东部、爱达荷州北部和俄勒冈州东部的 150 万人口提供服务。他们的系统总共覆盖 30,000 平方英里，包括电力和天然气服务。
Avista 最近花费了 8000 万美元来改造其电网，包括他们自己的投资以及来自美国能源部通过《美国复苏与再投资法案》(ARRA) 提供的三笔赠款的配套资金。他们对电网现代化的持续投资包括 Avista 在华盛顿州普尔曼市的 700 万美元储能项目，该项目包括一个 1 兆瓦 (MW)、3.2 兆瓦时 (MWh) 的钒液流电池系统，能够为 750 个家庭供电 3.2 小时。它是北美或欧洲安装的同类产品中最大的。
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作为一名在行业内拥有近 20 年经验的电气工程师，Rosentrater 负责监督这个储能项目以及其他项目。她最初是在冈萨加大学作为电气工程专业的学生在 Avista 工作。她现在担任 Avista 的能源输送副总裁。在这个职位上，她致力于了解技术如何帮助她的公司更好地服务于不断变化的客户群。
Heather Rosentrater，Avista 能源输送副总裁
以下是我与 Rosentrater 讨论的编辑和浓缩版本，内容涉及最初是什么将她带到近 20 年前的 Avista、她的团队目前正在关注的最大问题，以及自他们的电池储能项目上线 10 个月以来吸取的一些教训。
Melissa C. Lott：最初是什么将您带入公用事业行业，并让您认为 Avista 会是您想工作的地方？
Heather Rosentrater：最初，真正吸引我的是这家公用事业公司所展现的创新，包括在其燃料电池子公司 ReliOn（最近已出售给 Plug Power）中的创新。我最初是作为一名电气工程专业的学生在当时的 Avista Labs 工作，后来成为了 ReliOn。然后，我曾在公用事业公司担任技术工程师，之后晋升为电力和天然气业务部门的领导。
当我还在燃料电池子公司工作时，站在可再生能源的最前沿真的让我感到兴奋。当我后来转到公用事业部门担任技术工程师，然后晋升为领导职位时，我看到公司在公用事业部门也真正支持同样的创新文化。
Lott：您认为这种创新精神在过去 20 年中增长了吗？还是 Avista 已经偏离了这种文化？
Rosentrater：我会说这种创新文化已经融入我们的基因中。Avista 作为一家公司已经存在了近 127 年，我们创立了许多创新技术公司。作为员工，我们被鼓励去识别需要解决的机会和问题。我们一直在关注新技术以及如何访问更多数据来尝试解决这些问题。
例如，我们在 20 世纪 80 年代创立了 Itron，目的是弄清楚如何更快地将能源账单送到客户手中。最初的目标是利用新技术读取现场的电表，然后在读取电表后立即向客户提供账单。然后，随着时间的推移，它演变成今天的先进计量基础设施，该基础设施更侧重于以更实时的方式向客户提供数据，并获得运营效率，而无需先将数据带回中央位置再发送给客户。
另一个例子是 Ecova——我们拥有一家大约 20 年的公司，去年我们将其出售，该公司真正专注于推进数据在客户中的使用。他们拥有星巴克等大型客户，他们会查看哪些门店在公用事业成本方面表现最佳，他们可以从这些表现最佳的门店中学到什么，并弄清楚他们可以做些什么来优化他们的业务。
我会说，总的来说，创新是我们基因的一部分。但是，整个行业都存在影响事物的潮起潮落——我们在 21 世纪初看到了这一点，当时一切都回归到行业的基础，我们没有像过去那样持续的创新重点，而现在我们又重新拥有了这种重点。
Lott：您现在正在努力解决或在过去几年中关注过的一些最大挑战和问题是什么？
Rosentrater：就问题而言，我们现在真正关注的类别有三个。
其中一个类别是客户参与——我们如何利用技术来增强客户参与度？
我们在这里真正发现的是，这关乎根据客户的偏好提供不同的服务。因此，有些客户只想收到账单，而另一些客户则希望能够参与电网，并将其多余的发电量出售给邻居。因此，我们问自己，如何为所有这些客户提供服务，并了解他们未来的期望。
我们关注的另一个领域是电网运行的更技术方面——进行大量的技术试点，并利用美国能源部的《美国复苏与再投资法案》(ARRA) 赠款资金，例如。
我们关注的第三个领域是劳动力发展——我们能做些什么来鼓励公司内的创新文化。我认为，仅仅通过在 Avista 开展许多这些大型项目，我们就真正激励和鼓舞了我们的员工。
Lott：在技术方面——您能否详细介绍一下您的一些试点项目？
Rosentrater：在 2009 年，我们构建了一个中央配电管理系统，我们可以继续在此基础上进行构建。我们将自动化技术应用于我们的电网，从智能变压器到可切换变压器组，然后我们在此基础上构建了我们的储能和社区太阳能项目。
我们还组建了一个电网团队，负责研究技术的不同用例，例如我们的储能项目，我们可以将这些电池用于电压支持、管理峰值负载、优化管理市场价格差异以及支持可靠性等应用——更侧重于社区规模而不是客户规模。
我们认为，通过利用所有这些不同的用例，我们将能够提供优于第三方或客户管理储能技术的优势。我们称之为“范围经济”——为一个设备利用这些不同的用例。
Lott：您如何使用 10 个月前上线的钒液流电池项目来弄清楚如何优化其使用？到目前为止，电池的运行情况如何？有什么意外吗？
Rosentrater：这个项目对我们自身的学习非常有益。对于与电网集成的电池，这些技术在充电速度和放电方式方面具有不同的特性。我们一直专注于不同的测试案例，并了解电池在每个测试案例中的响应方式，其中包括以下内容：
解决间歇性可再生能源的挑战——在能源充足时储存能源，以便在需要时使用
根据一天中的时间和消费者需求，确定尽可能高效地充电和放电的最佳时间
检查电池储能在高峰期如何增强电网灵活性
探索电池储能如何提高可靠性——例如，如果馈线发生故障
探索电池储能如何为电力质量保持恒定的电压水平
去年夏天，我们有几周预测会出现非常炎热的天气。因此，我们知道我们的系统很可能会出现峰值，并进行了一项分析，以确定我们可以为电池充电的时间以及我们希望何时为电池放电。我们不仅能够通过使用电池来抵消峰值，从而降低我们电路上的峰值，而且我们还能够了解在这种情况下，每小时输送能源和接收能源的美元价值。
电池的运行情况正如我们所希望的那样，我们对电池在系统中的工作方式有了更多的了解。我们现在正在为其安装智能逆变器，以便也为电网提供无功功率支持。我们正在努力测试每个用例的价值。
价格套利的价值可能是最容易估值的。我们也在尝试寻找创新的方法来评估可靠性和降低峰值负载的机会，以及电压和频率支持的机会。