Kredit:CC0 Public Domain
Moderna elnät utvecklas snabbt på grund av den ökande penetrationen av förnybara energikällor som solceller och vindkraft. Denna trend förväntas stiga inom en snar framtid, vilket vittnas av stora länder över hela världen i sina åtaganden för produktion av stor penetration av förnybar kraft.
Ett modernt elnät, med sitt minskade beroende av icke-förnybar energi, har obestridliga fördelar när det gäller miljöskydd, men dess införande kommer inte utan kostnad.
Teknik för generering av förnybar energi är mycket varierande och kan inte skickas helt, vilket resulterar i nya utmaningar för det befintliga kraftsystemets operativa paradigm. Faktiskt, när okontrollerbara resurser som en förnybar energiresurs fluktuerar, Klassiska OPF-lösningar (optimal power flow) kan tillhandahålla mycket ineffektiva kraftgenereringspolicyer som resulterar i linjeöverbelastningar och potentiellt kaskadavbrott.
Klassisk OPF-sändning beräknas vanligtvis baserat på enkla förutsägelser av förväntade belastningar och generationsnivåer för det kommande tidsfönstret. Även om dessa förutsägelser kan vara ganska exakta för traditionella elnät, de kan vara mycket opålitliga när det gäller förnybara generatorer, vilket förklarar dess misslyckande i dessa senare situationer.
Trots de allt större investeringarna, som är kostsamma och föremål för flera reglerings- och policybegränsningar, Strömavbrott på grund av den osäkerhet som förnybar elproduktion skapar förekommer fortfarande ofta. Denna situation visar att en strategi baserad enbart på investeringar i tekniska förbättringar av transmissionsledningarna och kontrollerbar produktionskapacitet inte längre är tillräcklig. Istället, radikalt nya sändningsfilosofier måste utarbetas för att hantera den ökande osäkerheten på grund av oförutsägbara fluktuationer i förnybar produktion.
Linjebelastningsprocent för den föreslagna inflygningen (höger) jämfört med den klassiska inflygningen (vänster). Den föreslagna metoden kan komma fram till en lösning som säkerställer att linjebelastningen inte överträds för nästan alla tillåtna fluktuationer i förnybara generatorer. Kredit:SUTD
En av de stora utmaningarna i dagens elnät är att utforma en leveranspolicy som minimerar produktionskostnaderna, samtidigt som man säkerställer att man inte bryter mot produktions- och överföringsbegränsningar för alla tillåtna värden av förnybar energi och variabel efterfrågan.
Forskare från Singapore University of Technology and Design (SUTD), Singapore, CNR-IEIIT, Politecnico di Torino, Italien och Pennsylvania State University, USA föreslog en ny probabilistisk utsändningsstrategi för moderna kraftnät som inte bara minskar produktionskostnaden och möjligen mängden växthusgas som injiceras i atmosfären, men ser också till att alla begränsningar i elnätet är uppfyllda, förhindrar överbelastning och kaskadavbrott. Deras forskning publicerades i IEEE-transaktioner för kontroll av nätverkssystem .
Forskarna föreslog en randomiserad algoritm baserad på det nya konceptet med scenario med certifikat och konvexa avlastningar av problem med effektflödet. Effektiviteten av den föreslagna lösningen, som illustreras i figur 1, visar att man avsevärt kan minska sannolikheten för överträdelse av begränsningar utan en betydande inverkan på den nominella kraftproduktionskostnaden. Dessutom, tillvägagångssättet har visat sig vara mycket effektivt ur beräkningssynpunkt.
"En av fördelarna med det probabilistiska tillvägagångssättet i denna forskning är att undvika konservatism förknippad med de befintliga metoderna. Istället för att kräva att nätverksbegränsningarna är uppfyllda för alla möjliga värden av osäkerhet, vi tänjde på gränserna och tillät en liten väldefinierad risk för överträdelse av begränsningar för att utveckla detta nya tillvägagångssätt, " förklarade huvudförfattaren Dr. Mohammadreza Chamanbaz, Senior forskare, SUTD.
