Forskare vid Tokyo Institute of Technology har utvecklat en ny metod för att schemalägga aktivering och avaktivering av kraftgeneratorer som minimerar kostnaderna och säkerställer tillförlitlighet samtidigt som de tar itu med de problem som förekommer i tidigare metoder.

Elektriska generatorer har start- och avstängningstider och tillhörande kostnader. Eftersom flera generatorer är allmänt tillgängliga vid varje given tidpunkt, och de kan inte aktiveras eller avaktiveras snabbt, nätoperatörer schemalägger vanligtvis dessa "på" och "av" operationer i förväg enligt förutspådd belastning för att minska kostnaderna. Dessa scheman är gjorda baserat på matematiska modeller och strategier som handlar om en avvägning som innebär att minimera kostnader och spara energi å ena sidan, och att säkerställa tillförlitlighet å andra sidan.

En sådan familj av matematiska optimeringsproblem hänvisas till som "enhetsengagemang (UC)" och har använts för att bestämma de erforderliga tillstånden (på/av) för generatorer i kraftsystem. Som tidigare nämnts, dessa problem och schemat bestäms i förväg, vilket innebär att man måste hantera osäkerhet i flera variabler över hela linjen, såsom last, generatortillgänglighet och fel, och förnybar energi. Tillgängliga metoder för att utforma sådana scheman har flera nackdelar. Vissa av dem tar den schemalagda perioden som helhet och kräver att man tar hänsyn till dynamiken hos generatorerna och osäkra variabler, men denna osäkerhet åtgärdas vanligtvis inte ordentligt och alltför konservativa scheman erhålls. Andra metoder är oförmögna att hantera energilagringssystem, som är avgörande för teknik för förnybar energi.

Med tanke på dessa problem, ett team av forskare från Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), ledd av professor Jun-ichi Imura, utvecklat en ny UC-metod med en intressant twist för att övervinna dessa problem. "Den föreslagna metoden har fördelar jämfört med tidigare UC-metoder på flera sätt och tar uttryckligen upp deras huvudfrågor, " förklarar Imura. I deras tillvägagångssätt, istället för att ta den schemalagda perioden som helhet och behöva hantera systemdynamik, perioden är indelad i tidsluckor som ska hanteras (optimerade för) individuellt i "realtid". Att göra detta, de osäkra värdena i modellen ges oberoende övre och nedre gränser för varje tidslucka, och samspelet mellan dessa gränser och andra begränsningar används för att härleda genomförbara optimala lösningar. Vad mer, Metoden kan justeras för att beakta potentiella generatoravbrott.

Teamet genomförde simuleringar för att visa hur den föreslagna metoden fungerar och jämförde dess resultat med de som erhölls med befintliga metoder. Till skillnad från tidigare rapporterade tillvägagångssätt, deras metod var helt tillförlitlig och resulterade inte i något elöverskott eller brist. "Den föreslagna metoden representerar en praktisk ram för icke-förutseende och robust UC, avslutar herr Cho, huvudförfattaren till tidningen som förklarar lagets ansträngningar.

Forskarna kommer att fortsätta arbeta med olika aspekter av sitt nya tillvägagångssätt, såsom på andra sätt att beräkna gränserna för de osäkra variablerna för varje tidslucka, för att ytterligare förbättra resultaten. Utvecklingen och implementeringen av sådana effektiva strategier i kraftdistributionsnät kommer att säkerställa tillgång till billig och pålitlig el.