Калифорнийцы любят возобновляемые источники энергии. На самом деле, Калифорния только что стала первым штатом, который требует солнечных батарей во всех новых домах.
Но новое требование вызывает вопросы - Насколько новый закон усложнит рынок электроэнергии? Какую нагрузку это создаст на существующие распределительные сети?
Поскольку Калифорния изо всех сил пытается уложиться в срок к 2030 году, чтобы получать 50 процентов своей электроэнергии из возобновляемых источников, штат должен найти способы отслеживать, измерять и оценивать потребление и производство электроэнергии, которые учитывают изменчивость поступающей электроэнергии. из децентрализованных источников, таких как солнечная энергия, ветер и батареи. Без тщательного управления эти источники, известные как распределенные энергетические ресурсы, или РЭР, могут привести к ненадежной подаче электроэнергии или даже к перебоям в ее работе, а также привести к тому, что коммунальные предприятия будут взимать с клиентов завышенную плату.
Новая статья инженеров-электриков из Инженерного колледжа Марлана и Розмари Борнс при Калифорнийском университете в Риверсайде предлагает способ учета неопределенностей, вносимых как рынком электроэнергии, так и DER, чтобы коммунальные предприятия могли сбалансировать распределение сетки и найдите самые справедливые ставки для клиентов.
Одним из способов, которым менеджеры рынка электроэнергии обеспечивают справедливое распределение электроэнергии, является стимулирование потребителей к снижению или отсрочке потребления электроэнергии в часы пик. Клиенты могут использовать меньше электроэнергии или переключиться на распределенный источник, такой как солнечные панели или аккумуляторы на крыше. Клиенты также могут получать больше электроэнергии во время пиковых нагрузок, продавая коммунальным предприятиям избыточную электроэнергию, вырабатываемую солнечными панелями на крыше. Таким образом, потребители могут оказывать сильное влияние на электроэнергетическую сеть и рынок в целом.
Проблема, по мнению исследователей, заключается в том, что организации, контролирующие сеть в целом, известные как независимые системные операторы или ISO, не отправляют и часто не могут видеть местоположение сетевых DER. Они видят только линии электропередачи и связанные с ними ресурсы, такие как коллективный спрос на подстанциях и электростанциях. Они определяют рыночные условия на основе общей картины, не зная деталей, которые могут иметь важные последствия для энергосистемы.
«ISO видят электроэнергию до подстанции, которая подает ее в потребительскую сеть, но слепы к тому, что происходит с тысячами или миллионами потребителей после этого момента», - объясняет Ашкан Садеги-Мобараке, докторант Калифорнийского университета в Риверсайде. в области электротехники и вычислительной техники и первый автор статьи.«Спрос каждого клиента в каждом месте по-разному влияет на дистрибьюторскую сеть».
California ISO, или CAISO, представила новый индекс для более эффективного управления гибкими и гибкими нагрузками в соответствии с рыночными условиями. Но индекс предлагает развертывание гибких нагрузок только в соответствии с рыночными условиями, а это означает, что индекс CAISO не учитывает, что участие на рынке РЭР, расположенных в распределительных сетях, может расширить пределы сети.
Если CAISO или коммунальное предприятие определяют время для развертывания или отсрочки включения электрических нагрузок без учета переменных возобновляемых ресурсов на месте и состояния распределительной сети, они рискуют перегрузить сеть и вызвать перебои. Вопреки здравому смыслу, сокращение подачи электроэнергии к распределительным фидерам при пиковой нагрузке может привести к увеличению затрат и снижению стабильности сети.
Документ Калифорнийского университета в Риверсайде рассматривает не только рыночные условия, но и влияние гибких ресурсов на ограничения распределительной сети.
Sadeghi-Mobarakeh использовала новые алгоритмы для моделирования затрат и электрических нагрузок в различных рыночных сценариях и протестировала их в стандартной распределительной сети. Он использовал свой алгоритм, чтобы сравнить стоимость и нагрузку на распределительную сеть с тем, что предсказывает обычная модель. Он обнаружил, что если бы коммунальная компания делала ставки в соответствии с его моделью, они могли бы поставлять электроэнергию потребителям по значительно более низкой цене в течение многих дней с меньшим риском для сети.
Исследователи предлагают два новых индекса, которые помогут коммунальным предприятиям выйти за рамки рыночных условий и определить фидеры с более высокой производительностью для работы с отложенными нагрузками. Они предлагают способы, которыми РЭР могут активно участвовать в рынке электроэнергии, следуя рыночным сигналам. Два индекса показывают, как хороший поставщик реагирует на рыночные сигналы, не оказывая негативного влияния на распределительную сеть. Новые индексы могут помочь коммунальным предприятиям определить оптимальную стратегию торгов на рынке на сутки вперед, а также оптимальные графики отсроченных нагрузок.
«Показатели, предложенные в этой статье, можно комбинировать с полевыми измерениями с помощью интеллектуальных счетчиков на подстанциях для измерения в режиме реального времени коллективного воздействия распределенных энергоресурсов на надежность распределительной системы», - сказал Садеги-Мобараке.
В дополнение к Садеги-Мобараке среди авторов есть его советник Хамед Мохсениан-Рад, профессор электротехники и вычислительной техники в Калифорнийском университете в Риверсайде; Алиреза Шахсавари, докторант Калифорнийского университета в Риверсайде; и Хоссейн Хагигат из Исламского университета Азад в Джахроме.