ارسال هوشمند منابع نیرو برای سیستم های قدرت الکتریکی تجدید ساختار شده

چکیده 

اصطلاحات شاخص 

مقدمه

تکامل ارسال اقتصادی انرژی

ارسال کلاسیک انرژی

ارسال مبتنی بر بازار

ارسال هوشمند

شکل 1.   ابعاد زمان و سناریو در ارسال هوشمند

چارچوب ارسال هوشمند

شکل 2.   چارچوب ارسال هوشمند

شکل 3.   برنامه عملیاتی جامع

کاربرد (اعمال) کنترل بر تولید

موتورهای بهینه سازی SKED

شکل 4.   هماهنگی SKED2 و SKED3

هماهنگی SKED و COP

شکل 5.   هماهنگی SKED و COP

تاثیر بهینه سازی چند-سطحی بر روی قیمت گذاری

راه حل های چند-سناریو و راه حل های قدرتمند

نتیجه گیری

این مقاله، دیدی از یک سیستم ارسال نیروی جدید برای سیستم های قدرت تجدیدِ ساختار شده، ارایه می دهد. با تبدیل تولید توزیع شده، پاسخ به تقاضای انرژی و منابع انرژی تجدیدپذیر به بخش مهمی از ظرفیت (قدرت) کل نصب شده ی سیستم، نیاز به یک ابزار بهتر برای ارسال سیستم برای مراکز کنترل سیستم می باشد تا افزایش عدم قطعیت های ناشی از منابع نو، جبران شود. یک چارچوب ارسال (SD) برای اینکه سازمان های محلی انتقال برق و اپراتورهای سیستم انتقال بتوانند شبکه های قدرت بزرگ را مدیریت کنند، ارایه شده است. بویژه، قابلیت سیستم ارسال (نیرو) جدید در ارایه دید جامع و آینده-نگرانه بهتر از شرایط سیستم و الگوهای تولید، در اینجا بطور دقیق مورد بحث قرار خواهد گرفت. این ویژگی ها، برای موفقیت عملکرد یک سیستم پربازده در آینده، بحرانی فرض می شوند.

صنعت برق تجدید ساختار شده، چالش ها و نگرانی های جدیدی را به عملکرد ایمن سیستم های قدرت تحت فشار، وارد کرده است. سیستم های انرژی چه در صنایع توصعه یافته و چه در اقتصاد در حال پیدایش، در معرض تغییرات بنیادین ناشی از تاکید بر ترکیب انرژی کم کربن و پاسخگویی به تقاضا، می باشند. این منجر به تغییر ژرف از ساختار متمرکز کنونی به سمت معرفی سهمگین تولید توزیع شده، تقاضای انرژی پاسخگویانه و قابل کنترل، و مدیریت فعال شبکه از طریق سیستم می شود. همچنین، تمایل تنظیم کننده ها و شرکت کنندگان در بازار به شفافیت و نقدینگی در بازار، بطور طبیعی منجر به زمینه های تجاری بزرگتر و نیز یک محرک جدید برای کاربران نهایی بمنظور استفاده هوشمند انرژی خود، می شود. برخلاف منابع تولید کننده مرسوم، خروجی بسیاری از منابع تجدیدپذیر، پیرو (تابع) همبستگی تولید/بار بمانند قبل نیست، و وابستگی شدیدی به شرایط هوایی یا نیاز به گرما می باشد که از دید سیستم، چالش های مربوط به مانیتورینگ و کنترل پذیری تعادل تقاضا-تامین جدیدی را ایجاد می کند. با تبدیل تولید توزیع شده، پاسخ به تقاضا، و منابع انرژی تجدیدپذیر، به بخش چشمگیری از ظرفیت نصب شده کل سیستم، یک سیستم ارسال هوشمندتری برای منابع تولید مورد نیاز می باشد تا بتوانند عدم قطعیت های جدیدی را که توسط منابع جدید در حال ایجاد است، رفع کنند. سازمان های منطقه ای انتقال (RTO) و اپراتورهای سیستم انتقال (TSO) که مناطق جغرافیایی گسترده ای از منابع را مدیریت می کنند، نیاز به ابزارهای بهتری برای حمایت از تصمیم گیری های اپراتور دارند. توانایی سیستم ارسال انرژی جدید برای ارایه نگرشی با پیشبینی بهتر، آینده نگرانه تر و جامع تر از شرایط سیستم و الگوهای تولید، برای موفقیت عملکرد پربازده سیستم، مهم و بحرانی اِنگاشته می شود. در سراسر جهان، اپراتورهای شبکه قدرت بسیار بزرگی مانند PJM، ISO میانه غربی آمریکا، یا شبکه شمال چین، اساسا متکی به چند سیستم تولید-ارسال می باشند تا منابع تولید را بطور بهینه ارسال کند تا بار بومی درون مناطق بزرگ جغرافیایی را، تغدیه کنند. با روبرو شدن با چالش های ناشی از شبکه هوشمند، RTO-ها/TSO-ها در حال فرآیند طراحی نسل بعدی سیستم های ارسال انرژی، با ظرفیت گسترده تر و بالا تر به منظور تعدال بیش از پیش عدم قطعیت ها، می باشند. برای نمونه، قابلیت ارسال محدود و طبیعت متقاطع تولید انرژی بادی و خورشیدی، می تواند نیازمند این باشد که اپراتورهای شبکه به منظور تثبیت نیازمندی های قابلیت اطمینان و عملیاتی، از منابع جانبی دیگری نیز همراه با آنها استفاده کنند. سیستم ارسال انرژی جدید، نیزامند است تا بگونه ای تغییرات سریع در بار، تولید، و محدودیت های مبادله ای و امنیتی انتقال، را بطور همزمان در یک مبنای زمان-واقعی و تقریبا زمان-واقعی، بگونه اقتصادی مدیریت کنند. همچنین انتظار می رود که سیستم بطور انعطاف پذیری منابع اطلاعاتی پیشبینی توان گوناگونی را شامل پیشبینی تقاضا و پیشبینی تولید تجدیدپذیر، در خود جای دهد. یک موتور ارسال پویای جدید همبسته با زمان، یک پروفایل مطلوب از ارسال را برای قالب های مشخص شده ای از زمان، ارایه می دهد. راه حل های زمان بندی قالب های زمانی گوناگونی که شامل سناریوهای مختلف سیستم می باشند، آمیخته شده و زنجیره ای از نقشه عملیاتی جامعی (COP) را تشکیل می دهد. COP (نقشه عملیاتی جامع)، به اپراتورها امکان دید پیشگیرانه ی جامع و نیز دید بروزرسانی شده پیوسته از روندها و دینامیک های پروفایل تولید و ساعت های شرایط سیستم در مقابل زمان، ارایه می دهد. ادامه مقاله، بصورت زیر ارایه خواهد شد. مروری از تکامل ارسال اقتصادی، در بخش 2 ارایه می شود. بخش 3، قالب عملیاتی و نگرشی برای ارسال هوشمندانه انرژی از دید یک اپراتور، ارایه می دهد. بخش 4، سیستم های ارسالی که بتازگی ارایه شده اند، بنام های کاربرد کنترل تولید (GCA)، را ارایه می کند که بخشی کلیدی از نگرش ارسال هوشمند کل می باشد. نتیجه گیری ها در بخش 5 ارایه می شوند.