研究人员咨询了PJMInterconnection-一家为14个州的6000多万人供电的电网运营商-开发了一种计算机模型，模拟电网如何响应东海岸沿海风电场的风电注入在五个扩建级别，7到70千兆瓦的装机容量。这项由两部分组成的研究发表在可再生能源期刊上。

电网运营商面临的一个障碍是如何将越来越多的自然波动的海上风电集成到必须为客户提供可靠电力的网络中，24-7。UD和普林斯顿团队保守地表示，通过对输电线路进行一些升级但不需要增加存储空间，PJM电网可以处理超过35千兆瓦的海上风电-即350亿瓦特-足以为估计的1000万户家庭供电。他们还发现，随着风力预测的改善，PJM电网未来可以处理两倍的量，高达70千兆瓦，使电力运营商能够更好地预测和利用更多的风。

“我们的目标是在各种情景下复制这种人造能源系统，”特拉华大学物理海洋科学与工程副教授CristinaArcher说。“如果您认为今天风很大而且不是，或风暴到达的时间早于预期，那么您作为电网运营商会做什么?我们模拟整个PJM电网，每个发电厂和每个风电场在它，新旧，每五分钟。据我们所知，这是第一个这样做的模型。“

在她位于UD的Harker跨学科科学与工程实验室的办公室中，Archer带领团队根据陆基系统的真实风电场数据生成逼真的海上风力预报，然后普林斯顿的同事将其纳入他们的PJM电力系统模型中。。该团队使用随机建模，在条件下运行数百个预测并进行各种调整，以逼真地表示风的波动和有时不可预测的行为。

PJM的模型，称为Smart-ISO，在普林斯顿创建，旨在处理海上风能增长投入的变化和不确定性，模拟在超过60,000英里传输线的广泛电网上发生的事情。

“风的不确定性要求我们制定策略，以尽量减少对旋转储备的需求，”普林斯顿负责SMART-ISO模型的教授和首席研究员沃伦鲍威尔说，他指的是需要保持“旋转”的发电机。并为任何电力短缺做好准备。“尽管我们发现需要储量-占70千兆瓦风力发电量的21%-但随着未来风力的增加，有许多策略可以通过调查来更好地应对变化。”

五年前研究人员开始研究时，第一个美国海上风电场由罗德岛布洛克岛的五个风力涡轮机组成，发电量为30兆瓦。本研究中模拟的70千兆瓦海上风电几乎等于2016年底陆地上安装的美国风电总容量。

Archer表示，通过更换煤炭和天然气发电厂，增加更多的海上风电场将降低消费者的电力成本并减少污染。

“我们看到碳排放和二氧化碳排放量减少了50%，最高建筑水平的氮氧化物排放量减少了40%，这是一个70千兆瓦的风电场。此外，电力成本将会降低除了7月空调处于高峰时，每个月都会下降，“阿切尔说。“风能是一个非常好的主意-为了人们的健康和钱包。