合理協調智能家電和電動汽車的用電可以在電網中更好地平衡用電供給和需求。

在電網中，用電供給和需求需要精確匹配。如果供不應求，或者供過于求，將造成電力短缺或電力浪費的情況。

為了應對可能的電力需求突然增加，供電部門通常需要保持水力發電渦輪機組持續運轉，或者在火力發電中準備備用的燃煤發電機。但這些方法既不經濟，也會污染環境。

理論上，在電網中可以通過引入一個電池來保證供給的平衡，但現有電池技術在提高產能的同時并沒有降低成本。盡管如此，在一篇新發表的文章中，麻省理工的研究人員聲稱，家中和辦公室中的智能家電，例如能夠被遠程調控的恒溫調節器，還有能夠被連入電網的電動汽車，能夠共同地充當一個巨型電池，提供低成本的，低排放的備選方案來支持電網備用發電。

盡管如此，要讓電池生產廠商信賴虛擬電池，需要嚴格地定量虛擬電池的容量和充放電速率。在這篇文章中，研究人員在上述方面采取了一些初步措施。

MIT信息與決策系統實驗室（LIDS）的博士后Daria Madjidian說，我們有很多這樣的合適的電氣負載，但它們太小，種類繁多，并且遍地分散。目前，它們仍是一個不被很好理解的能源。問題是我們能否開發算法來安排這些負載的電力消耗，來滿足各種限制，同時讓它們作為一個電池出現在電力系統中，這個電池可以存儲一定量的電量，并且以一定速率吸收和釋放電量？

Madjidian和他的兩位同事，首席研究科學家Mardavij Roozbehani和電子工程和計算機科學William Coolidge教授和MIT數據、系統和社會研究所所長Munther Dahleh，在電氣與電子工程師協會決策與控制會議上陳述了上述問題的初步答案。

在將電氣負載的集合當作一個單一電池處理方面，研究人員確定了在電池容量和充放電速率之間一個基本的權衡。

這個權衡能夠在每天或每小時的基礎上重新設置。如果有一天，一個發電商期望強勁但不穩定的風，為了捕捉其風力渦輪機的輸出，他可能想要特權快速充電。而在另一天，它希望幾乎所有的客戶在晚上打開他們的家庭空調，為了應對需求激增，他可能要特權的容量。

對于具有靈活充電率的設備，Madjidian說，常規電池不能這樣做，但這些電池可以。他們開辟了設計控制政策的途徑，來為特殊目的定制規格。

為了感知一下負載的集合如何用作一個電池，參考在大型辦公樓的智能溫控器。對于任何給定的溫度設置，建筑的居民可能能忍受半度的擺動，而在任何方向沒有不適。撥動溫控器半度，以便大樓的溫度控制系統消耗更多的能量，這個過程等效充電虛擬電池。朝相反的方向撥動它，以便系統消耗更少的能量，相當于釋放電池的電量進入電網。

類似地，一輛停在辦公樓里的電動車需要讓電池充電，但充電速度可快可慢，并且充電可能發生在任何時間，例如一個四小時的窗口。對于一組汽車，減緩充電速率或者延遲充電時間減少了對電網的需求（等效于從電網電池放電）。這個虛擬電池的充電率受限于汽車自身電池的可用容量和他們個人最高充電速率。

LIDS的研究人員首先開發了一個非常簡單的負載網格模型，在這個模型中，所有負載都具有相同的尺寸，并且來自線上，等效于電動車被植入。這個模型暗示了虛擬電池容量和它的充放電速率的權衡。但在調查權衡的原因時，研究人員確定了一個基本原則，他們相信，幾乎可以容納任何靈活的負載集合。

例如，假設你有兩個電池，一個可以快速充電或放電，而另一個較慢。現在假設你在處理這兩個真正的電池作為一個單一的虛擬電池，并且虛擬電池是半滿。你如何通過兩個真正的電池分配虛擬電池的充電？

如果想使半滿的虛擬電池的充電速率最大化，需要使快速充放電的真實電池比慢速充放電電池消耗更多；這樣，它可以處理大量的任何傳入的電荷。反之亦然，如果你想最大限度地提高放電率，那么，你需要使更快充電的電池比其它電池更滿，以便可以處理任何大量放電。

為了查明充電速率如何權衡電池容量，假設兩個真正的電池是空的。為了最大限度地提高虛擬電池的充電率，你需要使用兩個真正的電池。

在論文中，LIDS研究人員能夠對于他們的簡單模型表征這一組的權衡。在正在進行的工作中，他們正在開發更逼真的模型，在其中大小和負載的時間都會變化。