Robust tilgang til at minimere omkostningerne i strømdistributionsnetværk

Forskere ved Tokyo Institute of Technology har udviklet en ny metode til planlægning af aktivering og deaktivering af elproducenter, der minimerer omkostninger og sikrer pålidelighed, samtidig med at de behandler de problemer, der var fremherskende i tidligere metoder.

Elektriske generatorer har opstarts- og nedlukningstider og tilhørende omkostninger. Fordi flere generatorer generelt er tilgængelige på ethvert givet tidspunkt, og de kan ikke aktiveres eller deaktiveres hurtigt, netværksoperatører planlægger normalt disse "til" og "slukkede" operationer på forhånd i henhold til forudsagte belastninger for at reducere omkostningerne. Disse tidsplaner er lavet baseret på matematiske modeller og strategier, der omhandler en afvejning, der involverer minimering af omkostninger og energibesparelse på den ene side, og sikre pålidelighed på den anden.

En sådan familie af matematiske optimeringsproblemer omtales som "unit commitment (UC)" og er blevet brugt til at bestemme de påkrævede tilstande (on/off) for generatorer i strømsystemer. Som tidligere nævnt, disse problemer og tidsplanen er fastlagt på forhånd, hvilket indebærer at skulle håndtere usikkerhed i flere variabler over hele linjen, såsom belastning, generatorens tilgængelighed og fejl, og input fra vedvarende energi. Tilgængelige metoder til at udarbejde sådanne tidsplaner har flere ulemper. Nogle af dem tager den planlagte periode som helhed og kræver, at der tages højde for generatorernes dynamik og usikre variable, men denne usikkerhed behandles normalt ikke korrekt, og der opnås alt for konservative tidsplaner. Andre metoder er ikke i stand til at håndtere energilagringssystemer, som er afgørende for vedvarende energiteknologier.

I betragtning af disse problemer, et team af forskere fra Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), ledet af professor Jun-ichi Imura, udviklet en ny UC -metode med et interessant twist for at overvinde disse spørgsmål. "Den foreslåede metode har fordele i forhold til tidligere UC-metoder på flere måder og adresserer eksplicit deres hovedproblemer, " forklarer Imura. I deres tilgang, i stedet for at tage den planlagte periode som helhed og skulle beskæftige sig med systemdynamik, perioden er opdelt i tidsintervaller, der skal behandles (optimeres til) individuelt i "realtid". At gøre dette, de usikre værdier i modellen er uafhængigt givet øvre og nedre grænser for hvert tidsrum, og samspillet mellem disse grænser og andre begrænsninger bruges til at udlede mulige optimale løsninger. Hvad mere er, metoden kan justeres for at tage højde for potentielle generatorafbrydelser.

Holdet gennemførte simuleringer for at demonstrere, hvordan den foreslåede metode virker, og sammenlignede dens resultater med dem, der blev opnået ved hjælp af eksisterende metoder. I modsætning til tidligere rapporterede fremgangsmåder, deres metode var fuldstændig pålidelig og resulterede ikke i noget strømoverskud eller mangel. "Den foreslåede metode repræsenterer en praktisk ramme for ikke-foregribende og robust UC, "slutter Mr. Cho, hovedforfatteren af ​​papiret, der forklarer holdets indsats.

Forskerne vil arbejde videre med forskellige aspekter af deres nye tilgang, f.eks. på andre måder at beregne grænserne for de usikre variabler for hver tidsinterval, at forbedre resultaterne yderligere. Udvikling og implementering af sådanne effektive strategier i eldistributionsnetværk vil sikre adgang til billig og pålidelig elektricitet.