Çerçeve, daha güvenilir elektrik enerjisi dağıtım sistemlerini destekleyebilir
Elektrik şebekesinden evlere elektrik dağıtma sürecinin, bir trene binen gezginler gibi olduğunu hayal edin.
Nihai hedeflerine ulaşmadan önce atmaları gereken çok sayıda adım vardır. İlk olarak, bilet gişesinden bir bilet almaları gerekir – burası gücün üretildiği yerdir. Daha sonra istasyondan ayrılan bir trene binerler – güç, iletim hatları kullanılarak mesafeler boyunca iletilir. Son olarak, tren yolcuları (elektrik) nihai varış yerlerine götürür. Evlere ve işyerlerine güç göndermenin bu son adımı dağıtım sistemi olarak adlandırılır ve güvenilir kalması çok önemlidir.
Texas A&M Üniversitesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü’nden Chanan Singh ve doktora öğrencisi Arun Karngala, dağıtım sistemi için bir güvenilirlik çerçevesi geliştirmeye çalışıyorlar, böylece kamu hizmeti şirketleri ortaya çıkabilecek belirsizliklere daha iyi hazırlanabilirler.
Elektrik şebekesinin dağıtım seviyesinin analizini gerçekleştirmek için bu modelleri ve yöntemleri geliştirerek, yerel hava olaylarının veya ekipman arızasının olumsuz etkileri potansiyel olarak önlenebilir.
Araştırmacıların çerçevesi, dağıtım sistemindeki müşteriler tarafından çatıda güneş enerjisi ve enerji depolaması kurmanın sistem genelindeki etkisini test etmek için de kullanılabilir.
Karngala, “Müşterilerin % 40’ının güneş enerjisi kapasitesi kurmasıyla, bunun ilgili hanelerin en yüksek talebinin 1,5 katı olduğunu bulduk” dedi. “Yeterli enerji depolama sistemleri ile, güvenilirlik endeksleri önemli iyileştirmeler ölçtü. Örneğin, sistem ortalama kesinti sıklığı endeksi % 50, sistem ortalama kesinti süresi endeksi % 70 iyileştirildi ve % 45 müşteri ortalama kesinti süresi endeksi iyileştirildi. ”
Karngala, bu çerçevenin aynı zamanda güneş enerjili çatı kurulumunun kapasitesine karar vermek için de kullanılabileceğini söyledi: “Kurulu güneş enerjisi kapasitesi bir defada en yüksek talebin iki katına çıkarılırsa, güvenilirlik endeksleri istikrarlı bir iyileşme gösterir. Kurulu güneş enerjisi kapasitesi, tepe talebin 2,5 katından fazla artırıldıktan sonra azalır. ”
Güvenilirlik çalışmaları yapmak, bu tür depolamayı satın almak için iş senaryoları oluşturmaya yardımcı olabilir ve depolama teknolojileri üzerine devam eden araştırmalar, daha uygun maliyetli ve güvenilir alternatifler sağlamaya yardımcı olur.
Araştırma ekibi, güç dağıtımının tüm aşamalarının en savunmasız olduğu ve bu nedenle müşteriler için en fazla soruna neden olabileceği için dağıtım düzeyinde analiz ve güvenilirliğe odaklanmıştır. Ayrıca, belirli düzeylerdeki belirsizliklerin varlığında güvenilirliğin korunmasını sağlamak için mevcut analiz yöntemlerine ve prosedürlere sahip olan güç şebekesinin üst düzey sektörlerinden farklı olarak dağıtım düzeyi genellikle bunu yapmaz. böyle standartlara sahip.
Çoğu bağımsız sistem operatörü (ISO), toplam yükün beslenmemesiyle sonuçlanan beklenmedik bir sorun (örneğin, iletim hattı arızası, jeneratör arızası, yükün tahmin edilenden daha yüksek olması vb.) Ortaya çıkması durumunda, yeterli güç üretim rezervine sahip olmalarını sağlar. yük, tüm müşteriler için tamamen kaybolmayacak şekilde ayarlanabilir. Çoğu ISO, ortalama olarak bu yük azaltmanın 10 yılda bir günden fazla olmamasını sağlayan kriterler kullanır. Bu tür standartlar tipik olarak dağıtım düzeyinde kullanılmaz.
Singh, “Teksas’ta son zamanlarda meydana gelen kış fırtınası olayı, tüm eyaleti kapsayan farklı bir doğaya sahipti,” dedi. “Ancak aşırı hava çeşitli şekillerde olabilir. Örneğin, etkinin eyalet çapında olmadığı, bunun yerine daha sınırlı alanların etkilendiği kasırgalar veya kasırgalar olabilir. Bu durumlarda bu modellerin ve sağladıkları araçların olduğuna inanıyoruz. sistemi yönetmemiz, dağıtım sisteminin güvenilirliğini artıracaktır çünkü yalnızca şebekeden gelen güce değil, aynı zamanda güneş ve belki rüzgar gibi diğer yerel kaynaklardan gelen güce de güvenmek zorunda kalmazsınız.”
Ekibin karşı karşıya kaldığı zorluklardan biri, hesaba katılması gereken birçok farklı türde üretim sisteminin dağıtım sistemlerine entegre edilmesidir. Karngala, dağıtım sistemlerinin daha önce tek enerji tüketicisi olarak kabul edildiğini, ancak günümüzde güneş panelleri, rüzgar üretimi ve depolama gibi dağıtım sistemine daha yeni teknolojiler ve daha birçok dağıtılmış enerji kaynağı geldiğini söyledi.
Karngala, “Dağıtım sistemleri üzerinde çalışmanın heyecan verici yanı, bunların şu anda bir değişim aşamasında olmalarıdır” dedi. “Bunlar geleneksel sistemlerden çok daha gelişmiş sistemlere doğru değişiyor ve biz modeller ve metodolojiler geliştirmemiz gereken bu geçiş aşamasındayız.”
Nihayetinde ekip, talep yanıtı, fiyat stratejileri ve operasyonel stratejiler gibi yaklaşımların dahil edilebileceği ve elektrik şebekesi geliştikçe genişletilebileceği kapsamlı bir güvenilirlik analizi çerçevesi oluşturmaya çalışıyor.
Karngala, “Güvenilirlik değerlendirmesine birçok model, yöntem ve operasyonel strateji dahil edilebildiğinden, bu çerçeve etrafında geliştirilebilecek proje sıkıntısı yok” dedi.
Sürdürülebilir Enerji Üzerine IEEE İşlemleri (2021). DOI: 10.1109 / TSTE.2021.3053911