Usinas virtuais enfrentam novo teste de rede

Em 1950, o matemático inglês Alan Turing inventou o que chamou de “jogo da imitação”. Mais tarde apelidado de Teste de Turingo experimento pede a um participante humano que conduza uma conversa com um parceiro desconhecido e tente determinar se é um computador ou uma pessoa do outro lado da linha. Se a pessoa não consegue descobrir, a máquina passa o Teste de Turing.

Rede elétrica os operadores estão agora se preparando para sua própria versão do jogo. Digital usinas de energiaque concatenam pequenos, energia distribuída recursos, são cada vez mais utilizados para equilibrar a oferta e a procura de electricidade. A questão é: elas podem fazer o seu trabalho tão bem quanto as usinas convencionais?

Os operadores de rede agora podem descobrir operando essas usinas por meio de um teste semelhante ao de Turing, chamado Huels. Para passar no teste de Huels, o desempenho de um usina digital deve ser indistinguível daquele de um convencional usina. Um operador de rede humano atua como juiz.

Desenvolvedor de usina digital EnergyHubcom sede em Brooklyn, NY, desenvolveu o teste e o descreveu em um papel branco lançado hoje. “O que estamos realmente tentando fazer é enganar os operadores fazendo-os sentir que essas usinas virtuais podem agir, sentir e cheirar como usinas convencionais”, diz Paulo Hinescientista-chefe do EnergyHub. “Este é uma espécie de primeiro teste decisivo.”

O que são usinas virtuais (VPPs)?

A questão da usina digital versus convencional é oportuna. Usinas de energia virtuais, ou VPPs, são redes de dispositivos como energia photo voltaic no telhado painéis, casa bateriase termostatos inteligentes que se unem por meio de software program para fornecer ou conservar eletricidade coletivamente.

Ao contrário do convencional geração de energia sistemas, que podem acionar uma grande usina de gás quando a demanda por eletricidade atingir o pico, os VPPs recorrem a equipamentos pequenos e amplamente desembolsados. Por exemplo, um VPP pode aproveitar a eletricidade de centenas de veículos elétricos ou telhado painéis solares. Ou pode direcionar termostatos inteligentes em residências ou empresas para desligar os sistemas de aquecimento ou resfriamento para reduzir a demanda.

A tecnologia está a surgir num momento em que as preocupações com a procura de electricidade dos centros de dados estão a atingir um nível febril. A consultoria BloombergNEF estimativas demanda de energia do knowledge heart no Estados Unidos atingirá 106 gigawatts até 2035–um salto de 36 por cento em relação ao que havia sido projetado há apenas sete meses.

A forma como os serviços públicos e os operadores de rede irão satisfazer a procura crescente não é claro e enfrenta desafios em muitas frentes. Turbinas para gás pure as plantas estão em espera e novos reatores nucleares ainda estão a anos de distância. A energia eólica e photo voltaic, embora baratas e rápidas de construir, não produzem a eletricidade 24 horas por dia, 7 dias por semana que centros de dados demanda e enfrentará uma difícil batalha política sob a administração Trump.

Tudo isso junto criou um abertura para VPPso que poderia adicionar gigawatts à rede sem aumentar significativamente as tarifas de eletricidade. “É uma questão política. Se você disse que vai conseguir controlar os custos de eletricidade, esta é literalmente a única maneira de fazer isso em 12 meses”, diz Jigar Shahum energia limpa investidor em Multiplicador em Washington, DC, que liderou o Escritório de Programas de Empréstimos do Departamento de Energia dos EUA sob a administração Biden.

Os VPPs também poderiam reduzir a necessidade das concessionárias de investir em equipamentos de distribuição, evitando cadeia de mantimentos escassez e custos inflacionados, diz Shah. “Não há outra ideia que possa ser implementada em 12 meses e que tenha um impacto tão grande”, diz ele.

De acordo com um relatório dos EUA de 2024 Departamento de Energia relatórioos VPPs poderão fornecer entre 80 e 160 gigawatts de capacidade nos EUA até 2030 – o suficiente para satisfazer entre 10 e 20 por cento da procura máxima da rede.

Como os VPPs podem ganhar a confiança do operador de rede?

Mas primeiro, os desenvolvedores de VPP precisam conquistar os desenvolvedores de grid. Benchmarks como o teste Huels são cruciais para construir essa confiança. “Para que possamos confiar nos VPPs, eles precisam passar no teste de Huels e as operadoras precisam poder contar” com os VPPs fornecendo energia quando solicitados, disse Lauren Schwisbergdiretor do grupo de pesquisa sem fins lucrativos Instituto das Montanhas Rochosas que foi coautor de um recente relatório em VPPs e não esteve envolvido no desenvolvimento do teste.

Matias Huelsum engenheiro que passou mais de quatro anos na EnergyHub, teve a ideia do teste pela primeira vez em 2024. Depois de discutir a ideia com colegas e, um tanto ironicamente, Bate-papoGPTHuels apresentou o conceito à empresa.

Huels projetou o teste subjetivamente. Atualmente, em sua primeira iteração, parece seguir uma diretriz semelhante à “Eu sei quando vejo”teste para o que distingue pornografia da arte erótica. Ou seja: passar na prova depende de quem está julgando. Se um operador de rede considerar que a energia de um VPP é tão confiável quanto a eletricidade de uma usina actual que queima gás para produzir elétronsentão o VPP foi aprovado.

Existem quatro níveis no teste de Huels. Para atingir o nível 1, um VPP deve ser capaz de reduzir a demanda da rede, por exemplo, programando com sucesso termostatos inteligentes para diminuir quando a rede enfrenta demanda máxima. Para atingir o nível 2, um VPP deve ser capaz de responder aos dados do mercado e da rede e reduzir a procura quando os preços atingem um determinado nível ou utilizar painéis solares ou baterias quando for necessária energia. Os decisores humanos estão envolvidos nestes níveis.

A aprovação no teste de Huels chega ao nível 3. É quando um VPP pode funcionar automaticamente porque é comprovadamente confiável o suficiente para ser indistinguível de uma usina de pico de gás – o tipo de usina de energia que fica on-line como backup apenas quando a rede está sob estresse. Passar o nível 4 envolve VPPs agindo de forma totalmente autônoma para ajustar a produção com base em uma série de variáveis ​​que mudam ativamente ao longo do dia.

“O jogo de imitação que Alan Turing criou foi: um computador pode enganar um interrogador fazendo-o pensar que é realmente humano, mesmo sendo um computador”, diz Hines. “Propomos esta ideia de teste que nos permitiria dizer: podemos enganar um operador de rede fazendo-o pensar que o que está realmente a resolver os seus problemas é esta agregação de muitos dispositivos em vez de uma grande central de gás?”

Os VPPs podem imitar plantas de pico de gás?

As usinas Peaker geram energia apenas cerca de 5% do tempo durante sua vida útil. Isso os torna mais fáceis de serem imitados pelos VPPs porque, como nas plantas de pico, a quantidade limitada de energia que pode ser disponibilizada pelos resposta à demanda ou colhido de baterias fornece apenas explosões de energia que duram algumas horas por vez.

Muito mais difícil é chegar a uma central de gás em grande escala, que funciona 65% do tempo ou mais, ou a uma central nuclear, que normalmente funciona pelo menos 95% do tempo. Chegar lá envolveria equipar uma rede VPP com armazenamento de longa duração que poderia ser ligada durante o dia, quando os painéis solares estão no pico de produção, e descarregada durante toda a noite. “Você começa a falar sobre VPPs com grandes quantidades de baterias que podem funcionar 365 dias por ano”, diz Hines. “Esse é um caminho que podemos seguir.”

A EnergyHub tem submetido seus sistemas VPP ao teste de Huels. No ano passado, EnergyHub testes executados com sucesso com o Serviço Público do Arizona, Duque Energia na Carolina do Norte, e Rede Nacional em Massachussets. No Arizona, o software program do EnergyHub ligou-se às casas com painéis solares e termóstatos inteligentes e ligou aparelhos de ar condicionado para “pré-resfriar” as casas durante o dia, quando o sol gerava muita eletricidade. Isso permitiu que a maior empresa de serviços públicos do estado reduzisse a demanda durante os horários de pico, quando os residentes normalmente voltavam para casa do trabalho para ligar televisões e liguem seus aparelhos de ar condicionado.

“Você tem muita energia no meio do dia por causa da energia photo voltaic, então chega o início da noite e as pessoas aumentam suas cargas noturnas exatamente quando a energia photo voltaic está diminuindo”, diz Hines. “Você precisa de algo que possa cumprir esse cronograma. Criamos algo que pode fazer isso.”

Isso coloca a empresa em algum lugar entre 2 e 3 na escala de testes de Huels. Passar do nível 3 “vai levar alguns anos”, diz Hines.