大数据”在可再生能源行业和国家电网的转型中扮演着越来越重要的角色，没有任何单一实体能够提供比能源部位于校园内的能源系统集成设施(ESIF)更好的工具。国家可再生能源实验室(NREL)。由预见到高性能计算(HPC)可能性的NREL领导者想象，ESIF的HPC数据中心正在实现处理超出传统数据库流程的大型复杂数据集的目标。
“随着行业向前推进以整合所有这些可再生能源，大数据是这个难题的关键部分，”ESIF业务发展经理Martha Symko-Davies说。“建模和模拟，硬件，好的，坏的和聚合的数据之间的联系 - 整个难题的所有部分 - 都是通过大数据在ESIF上捕获的。” 这就是ESIF的Peregrine超级计算机于2013年9月由能源部长欧内斯特·莫尼兹(Ernest Moniz)致力于如此重要的原因。作为世界上最节能的HPC数据中心的一部分，它每秒可以进行超过千万亿次的计算。
问大问题
“Peregrine提供急需的计算能力来模拟复杂的系统，如网格，让我们可以询问'假设'问题，并优化这些系统的设计和部署方式，对其效率和稳健性有更高的信心，”NREL计算科学中心主任史蒂夫哈蒙德说。
越来越多的那些“假设”涉及在太阳照射和风吹来时向电网输送分布式能量的挑战，同时使其比当电网是基于化石燃料的能量的单向输送系统更可靠。“通过专注于整个能源基础设施的能源系统集成和优化，我们可以更好地了解和利用潜在的共同利益，提高可靠性和性能，降低成本，并最大限度地减少对环境的影响，”NREL能源系统集成总监( ESI)Ben Kroposki说。
这一重点将有助于确定NREL将成为能源部门的先驱，以实现国家电网的现代化。ESIF“将成为DOE的一个主要焦点，帮助我们将能源系统转变为我们在2030年所需的能源系统，”Moniz在ESIF的奉献中告诉观众。他说，ESIF是“提升能源系统集成所需的一步”。
由于ESIF和Peregrine的能力，NREL正在努力推进商业规模的研究和开发以及测试。2014年1月，NREL开始组建从ESIF到NREL国家风能技术中心和其他国家实验室和大学的虚拟链路。“我们正在建立这个虚拟网络，以便我们可以利用其他资源和知识，而不是尝试在NREL重建它，”NREL助理实验室主任ESI Bryan Hannegan说。
Symko-Davies指出，NREL不是单独工作的。“这里的研究人员，加上能源部的努力，以及外部合作伙伴 - 大型和小型公司，公用事业，学术界，政策制定者和其他人 - 都在帮助集体解决问题。”
ESIF和NREL的合作伙伴共同努力
协作是关键，它与ESIF的核心紧密相连。NREL与惠普(HP)和英特尔合作开发了创新的温水，液冷Peregrine超级计算机。
HP Apollo液冷超级计算平台为数值建模和模拟提供了基础，使科学家们能够获得对各种主题的新见解。然而，随着HPC系统按比例增加，能量消耗和散热会对支撑系统及其所在的设施造成压力。借助NREL的HPC数据中心，90%或更多的计算机废热被捕获并重新用作ESIF办公室和实验室空间的主要热源。
ESIF真正是为合作伙伴设计的 - 而NREL及其世界一流的设施让人们知道它们是开放的。NREL主任Dan Arvizu说：“我们已经知道，行业渴望像ESIF这样的地方，它允许公用事业公司和投资者看到技术实时和大规模地工作。”
例如，Advanced Energy Industries正在访问ESIF的电力系统集成实验室，以使用该设施的硬件在环系统和兆瓦级网格模拟器来测试其新的太阳能光伏(PV)逆变器技术。该公司的逆变器将有助于支持智能电网，该电网可以处理双向电力和通信流，同时降低硬件成本。
鉴于全球气候变化的性质，ESIF具有长期影响力至关重要。在美国海军和实验室最近的联合倡议中，NREL成功展示了一种新的定制设计能源管理系统，以最大限度地提高夏威夷海军基地的太阳能光伏发电量，同时通过充电和放电电池来平滑可变太阳能光伏发电的影响。
随着对ESIF的需求的扩大，它有助于另一个关键的增长领域：商业化。“当工业和NREL紧密合作时，伟大的事情就会发生.ESIF的能力使制造商，工业和清洁能源部门能够将新想法推向市场，”NREL创新，合作和外展实验室主任Bill Farris说道。 。
并且看起来ESIF及其HPC功能在未来几年可能会增加需求。这个已经有一年历史的实验室设施已经出现了，这个设施是200名科学家和工程师的所在地 - 研发杂志的编辑们将其命名为2014年度实验室。
毫不奇怪，超高效的HPC数据中心成为人们关注的焦点。它帮助NREL获得了2013年美国能源部可持续发展奖，因为其在绿色信息技术方面的领导地位，包括实验室的电子管理实践和世界一流的HPC数据中心。
ESIF和Peregrine模拟了电网和能源系统的未来，同时帮助行业和合作伙伴找到了实现转型所需技术商业化的途径。
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