加州的Natel能源公司正在努力开发一种低水头、低影响的水力发电方法，以解决新部署对自然水流的影响这一主要问题。
当然，如果环境缓解战略对财政收入的影响太大，那么这种努力是不可能成功的。与此同时，该公司热衷于将对环境的影响降到最低，并在理想情况下为恢复和保护当地生态系统做出贡献。
为了应对这一挑战，国家可再生能源实验室(NREL)帮助Natel重新思考水力发电。前NREL研究工程师迈克尔·克雷格和NREL水电技术经理格雷格·斯塔克与Natel首席执行官Gia Schneider和她的同事一起研究了一系列假想的小型级联水电装置的收入和下游流量的权衡。这个由36个设施组成的系统旨在保护河流与水、鱼、沉积物和人的连接。NREL的分析表明，如果系统以协调的方式控制，对自然水流的影响可以忽略不计。
Schneider说:“NREL通过建立一个模型，帮助我们量化和理解收入和下游流量影响之间的权衡，在经济和生态可持续性这两个方面都取得了进展。”“这项工作表明，为实现我们的环境目标而进行的操作变革带来的收入减少很小，不到4%。”
如果大规模使用，特别是与其他可再生能源和存储策略相结合，可持续的分布式水电装置可以提供许多具有经济价值的生态系统服务。资料来源:纳特尔能源公司
从NREL的分析中获得的见解也促使Natel考虑将新的水电项目合并成更大的虚拟发电厂(VPPs)。通过利用分布式能源管理、微电网和电池方面的进步，这些水电vpp可以提供对环境影响最小、无碳排放的电网可靠性服务。
有了现代电力电子和控制技术，梯级每个节点上的小电厂和池塘可以与其他节点协调管理，以满足能源需求。这种灵活性使电厂能够通过可调度的能源存储生产可靠的可再生能源，并使系统运营商能够将更多变、更不灵活的可再生能源如风能和太阳能整合到电网中。
除了保护自然河流流动，这些设施还有助于重新连接河流与漫滩，恢复栖息地和河流生物多样性，减轻洪水，并加强地下水补给。
Schneider说:“Natel提供硬件和软件解决方案，旨在减缓气候变化，建立气候弹性，并最终开发100%的可再生能源电网。”“我们与NREL合作的工作使我们能够进一步推进电网规模的分布式可持续水电。”
