Hvordan grønnere gitter kan forblive tændt

Californierne elsker vedvarende energi. Faktisk, Californien blev netop den første stat til at kræve solpaneler på alle nye hjem.

Men det nye krav skaber spørgsmål - Hvordan vil den nye lov komplicere elmarkedet? Hvilke belastninger vil det lægge på eksisterende distributionsnetværk?

Da Californien kæmper for at overholde en frist for 2030 for at modtage 50 procent af sin elektricitet fra vedvarende energikilder, staten skal finde måder at spore på, måle, og værdsætter elforbrug og produktion, der tegner sig for variationen i elektricitet, der kommer fra decentrale kilder, såsom solceller, vind, og batterier. Uden omhyggelig ledelse, disse kilder, kendt som distribuerede energiressourcer, Ordre:% s, har potentiale til at forårsage upålidelig strømforsyning, eller endda afbrydelser, og føre forsyningsselskaber til at overoplade kunder.

Et nyt papir af elektriske ingeniører i Marlan og Rosemary Bourns College of Engineering ved University of California, Riverside, tilbyder en måde at redegøre for usikkerheder indført af både elmarkedet og DER'er, så forsyningsselskaber kan afbalancere distributionsnettet og finde de rimeligste kundesatser.

En måde ledere på elmarkedet sikrer en ligelig fordeling af strøm er ved at tilbyde kunderne incitamenter til at reducere, eller udsætte, strømforbrug i myldretiden. Kunder kan vælge at bruge mindre elektricitet eller flytte deres brug til en distribueret kilde, såsom solpaneler på taget eller batterier. Kunder kan også stille mere elektricitet til rådighed under spidsbelastninger ved at sælge overskydende elektricitet til elværket, der genereres af deres solpaneler på taget. Forbrugerne kan således udøve en stærk indflydelse på det bredere elnet og marked.

Problemet, ifølge forskerne, er, at organisationerne overvåger nettet som helhed, kendt som uafhængige systemoperatører, eller ISO'er, send ikke, og ofte ikke kan se, placeringen af ​​netværks -DER'er. De ser kun transmissionslinjer og ressourcer forbundet til dem, såsom kollektiv efterspørgsel på transformerstationerne og kraftværkerne. De bestemmer markedsforholdene ud fra det store billede uden at kende detaljer, der kan få vigtige konsekvenser i elnettet.

"ISO'er ser elektriciteten op til transformerstationen, der føder den til et forbrugernetværk, men er blinde for, hvad der sker blandt de tusinder eller millioner af kunder efter det tidspunkt, "forklarede Ashkan Sadeghi-Mobarakeh, en UC Riverside -doktorand i elektroteknik og computerteknik og første forfatter af papiret. "Hver kundes efterspørgsel på hvert sted har en anden lokal indvirkning på distributionsnetværket."

Californien ISO, eller CAISO, har introduceret et nyt indeks for bedre at styre fleksible og lydhøre belastninger i henhold til markedsforholdene. Men indekset foreslår kun implementering af fleksible belastninger i henhold til markedsforhold, hvilket betyder, at CAISOs indeks ikke mener, at markedsdeltagelse for DER'er placeret i distributionsnetværk kan skubbe et netværks grænser.

Hvis CAISO eller hjælpeprogrammet bestemmer tidspunkter for implementering eller udsættelse af elektriske belastninger uden at tage højde for variable fornybare ressourcer på stedet og distributionsnetværksbetingelser, de risikerer at overbelaste netværket og forårsage afbrydelser. I modsætning til sund fornuft, reducering af ellevering til distributionsfødere ved spidsbelastning kan føre til højere omkostninger og reducere netstabiliteten.

UC Riverside -papiret tager ikke kun hensyn til markedsforholdene, men også den indvirkning fleksible ressourcer har på distributionsnetværksbegrænsninger.

Sadeghi-Mobarakeh brugte nye algoritmer til at modellere omkostninger og elektriske belastninger i forskellige markedsscenarier og testede dem på et standarddistributionsnetværk. Han brugte sin algoritme til at sammenligne omkostninger og stress på distributionsnetværket med det, der ville forudsiges af den konventionelle model. Han fandt ud af, at hvis forsyningsselskabet havde budt efter hans model, de kunne have leveret strøm til forbrugerne til betydeligt lavere omkostninger på mange dage, med mindre risiko for netværket.

Forskerne foreslår to nye indekser for at hjælpe forsyningsselskaber med at se ud over markedsforholdene og identificere foderautomater med bedre ydeevne til drift af udsættelige belastninger. De foreslår måder, hvorpå DER'er aktivt kan deltage på elmarkedet ved at følge markedssignaler. De to indekser viser, hvordan en god feeder reagerer på markedssignaler uden at have en negativ effekt på distributionsnetværket. De nye indekser kan hjælpe forsyningsselskaber med at fastlægge en optimal budstrategi på markedet forud for dagen, sammen med de optimale skemaer for udsættelige belastninger.

"De indekser, der foreslås i dette papir, kan kombineres med feltmålinger fra smarte målere på understationer for i realtid at måle den kollektive indvirkning, distribuerede energiressourcer har på distributionssystemets pålidelighed, "Sagde Sadeghi-Mobarakeh.

Ud over Sadeghi-Mobarakeh, forfatterne inkluderer hans rådgiver, Hamed Mohsenian-Rad, professor i elektroteknik og computerteknik ved UC Riverside; Alireza Shahsavari, en doktorand ved UC Riverside; og Hossein Haghighat fra Islamic Azad University of Jahrom.

Papiret vil blive vist i et kommende nummer af IEEE -transaktioner på Smart Grid .