事实上，在某些情况下，风能比传统发电厂更好，更经济地提供这些服务，而在其他情况下，传统发电机目前更经济地提供这些服务。现在，桑迪亚国家实验室与贝勒大学合作的一份新报告强调了风能帮助电网运营商保持灯光的方式。

利用风的旋转能量

新报告展示了风力涡轮机利用存储在旋转风力涡轮机叶片和动力传动系统中的动能提供这些基本电网可靠性服务的能力。利用现有文献以及斯堪达风电场技术(SWiFT)设施中维斯塔斯V27风力涡轮机的运行数据，研究人员证明风力涡轮机每兆瓦的可达到存储能量明显高于同步发电机。

获得这种存储的旋转动能使得风力涡轮机能够为电网提供调节，频率稳定和其他频率管理服务。频率调节用于平衡在几秒到几分钟内发生的电力供应和需求的波动。频率稳定服务，如主要频率响应，用于在电网干扰后的几秒内稳定系统的供需平衡，这通常是大型传统发电机或传输中断的故障。

研究人员解释说，风力涡轮机基本上是两种资源-风力涡轮机和飞轮存储装置。飞轮是一种机械装置，其存储旋转能量，其中存储的能量的量与其旋转速度的平方成比例。通过加速或减慢风力涡轮机，可以访问所存储的旋转能量以提供上述的电网服务。

然而，这需要付出代价。获得旋转能量必然意味着风力涡轮机产生能量的效率降低。虽然该研究没有考虑使用风力涡轮机的飞轮能力来提供电网服务的经济性，但直接足以理解当电网服务的价值超过能源价值时，它对于涡轮机具有经济意义提供服务。

风力发电项目运营商可以通过涡轮机调制获得存储的旋转能量，即改变涡轮机的转子速度。与传统的同步发电机不同，风力涡轮机与电网系统的频率分离，这意味着它们需要电力控制器来确定何时访问存储的能量。同步发电机以与电网相同的频率旋转，因此它可以自动检测由于电力需求的突然增加或减少而导致的频率变化。

这种解耦提供了机会，因为控制器可以设计为既能快速响应又能有效释放能量。实际上，风电厂在响应运营商或市场信号时改变其输出的速度至少比传统发电厂快10倍，并且它们的响应更加准确。

可再生资源的快速响应对于在大型常规发电厂损失后的毫秒和秒内抑制频率下降以及防止电力系统陷入级联中断特别有价值。

例如，由于其快速和准确的响应，德克萨斯州的风力发电厂在系统频率较高时已经提供了大部分的向下频率响应。并且当风力涡轮机由于传输拥塞和其他原因而已经缩减时，它们通常提供向上的频率响应。因此，北美电力可靠性公司已经证明，当风力输出很高时，德克萨斯州电力系统的频率响应要好得多。

控制器还可以编程为优化存储的动能的释放。部分地由于这种效率，并且因为风力涡轮机的旋转速度不受同步发电厂的电网频率的限制，所以风力涡轮机中的“可接近”存储能量的量显示为六倍于风力涡轮机。传统的发电机，基本上没有效率损失，效率损失10%时高达75倍。

市场改革需要正确评估风的可靠性属性

重要的是，该研究表明，风力涡轮机可以获得一部分储存的动能并提供电网服务而不会牺牲能源生产。因此，该研究得出的结论是“风电行业正在将钱留在桌面上，美国正在忽视灵活性和弹性的重要来源。”

问题的一个关键部分是市场设计-许多电网可靠性服务根本就没有市场。或者，正如报告所指出的那样，市场“固有地偏向某些资源。”在许多地区，市场规则阻止风电厂甚至参与市场销售这些服务。开发合适的价格信号和参与模型有助于确保以经济高效的方式获得这些服务。这可能是精心设计的市场向消费者提供最实惠和可靠电力的另一种方式。

在某些情况下，风电厂牺牲一些能源生产以提供电网可靠性服务也是有意义的，特别是随着可再生资源的增长以提供更大的发电组合份额。例如，在科罗拉多州，公用事业公司XcelEnergy多年来一直使用风力发电厂提供频率调节，特别是当风力输出无论如何都会受到限制时。

Sandia-Baylor研究是风能够提供电网可靠性服务的另一个证据-通常比传统资源更好，成本更低。该研究还强调需要重新思考市场设计，以适当地激励这些服务的提供，并开放市场以充分参与。