التوليد المتزامن وتقييم قدرة استيعاب المركبات الكهربائية

يتم تقديم استراتيجية خاصة من منظور مشغل نظام التوزيع (DSO)، بحيث تهدف إلى تقدير مستويات الاختراق القصوى للتوليد الموزع القائم على الطاقة المتجددة (DG) والمركبات الكهربائية (EVs) التي يمكن استيعابها في التوزيع الكهربائي في وقت واحد نظام (EDS).

دور التوليد المتزامن في تقييم قدرة استيعاب المركبات الكهربائية

أدت إعادة هيكلة سوق الطاقة وتعميم التقنيات الحديثة مثل التوليد الموزع القائم على الطاقة المتجددة (DG) والمركبات الكهربائية (EVs) إلى تغيير الأساليب التقليدية للتعامل مع مشاكل التخطيط للتشغيل والتوسع لأنظمة التوزيع الكهربائي (EDS)، كما تم تشجيع هذا التحول من خلال عوامل مختلفة مثل تنويع مصفوفة الطاقة والاقتصاد القائم على التأثير البيئي المنخفض وتخفيف الاعتماد على الوقود الأحفوري.

ومع ذلك؛ فإن التكامل المتواصل لهذه التقنيات يمكن أن يؤثر على تشغيل (EDS) ونوعية الطاقة المقدمة للمستهلكين، وفي هذا السياق يجب على مشغل نظام التوزيع (DSO) البحث عن استراتيجيات لتقييم تكامل هذه التقنيات بشكل صحيح باستخدام البنية التحتية الحالية لـ (EDS)، وذلك دون تكبد استثمارات جديدة، كما أدى هذا الشرط إلى ظهور مفهوم تحليل سعة الاستضافة في (EDSs)، والذي يساعد في تنفيذ الموارد التشغيلية لإدارة مستويات الجهد الكهربائي وتدفقات الطاقة لتجنب ظروف التشغيل غير الممكنة.

كذلك تم تقديم واحداً من الأعمال الأولى التي تقيِّم وتقيس تأثير الاختراقات العالية للديوكسين المتصل في أنظمة الطاقة، وعلى مر السنين تمت معالجة تحليل قدرة الاستضافة باستخدام استراتيجيات مختلفة، على سبيل المثال تم اقتراح نموذج تحليل التكلفة والعائد لتحديد الحد الأقصى من قدرة (DG) القائمة على الرياح ليتم توصيلها بـ (EDS)، والتي يتم من أجلها تنفيذ مخطط تقليص التوليد لزيادة سعة (DG).

كما تم تطوير تحليل الحساسية لتقدير السعة المركبة لوحدات (DG) القائمة على الخلايا الكهروضوئية (PV)، وذلك كالاستفادة من عامل السعة لوحدات (DG) على أساس تقنيات الرياح والطاقة الكهروضوئية، بحيث يتم تنفيذ طريقة احتمالية لتقدير سعة استضافة (DG) لـ (EDS)، بالإضافة إلى ذلك؛ فإنه يمكن العثور على استراتيجيات لتعظيم سعة استضافة (DG) من خلال التشغيل المنسق لأنظمة تخزين الطاقة وتنفيذ برامج الاستجابة للطلب ودعم الطاقة التفاعلية (DG).

التداخل الحاص بالمركبات الكهربائية وتأثر التوليد المتزامن

من ناحية أخرى، يمكن أن تؤثر عمليات الاختراق الكبيرة للمركبات الكهربائية جنباً إلى جنب مع الشحن غير المنضبط لهذه الموارد بشكل كبير على تشغيل (EDS)، وفي هذا الصدد تعتبر إجراءات إدارة مخططات شحن المركبات الكهربائية والتخفيف من الظروف غير القابلة للتطبيق في عملية (EDS) الناتجة عن مثل هذه الاختراقات أمراً بالغ الأهمية في دراسات التخطيط والتشغيل الخاصة بـ (DSO).

كذلك تم اقتراح استراتيجيات مختلفة لتحليل التأثيرات وتحديد الحد الأقصى لمستوى اختراق المركبات الكهربائية التي سيتم دمجها في (EDS)، كما تم اعتماد نهجاً قائماً على مؤشرات الحساسية لتحديد القيم الهامشية لزيادة الطلب على المركبات الكهربائية في مواقع (EDS) المحددة، وذلك مع الأخذ في الاعتبار الحدود التشغيلية للنظام.

وفيما بعد تم تطوير منهجية تستند إلى مفهوم منطقة شحن المركبات الكهربائية لتقدير قدرة (EDS) لاستيعاب الطلب الجديد على المركبات الكهربائية، مما يضمن حدود التشغيل. لتحليل الحد الأقصى لمستوى الطلب على (EDS)، ولضمان تشغيله المجدي؛ فإنه يتم تقديم استراتيجية لتقييم مستويات تغلغل المركبات الكهربائية المختلفة، بحيث يتم تنفيذ طريقة احتمالية لتحديد الحد الأقصى لمستوى اختراق المركبات الكهربائية التي يمكن دمجها في (EDS).

وصف حدة المشاكل التي ترافق عملية اختراق المركبات الكهربائية

يقترح هذا العمل استراتيجية لتقدير الحد الأقصى لمستوى الاختراق للمركبات الكهربائية والمديرية العامة التي يمكن استيعابها في (EDS) في وقت واحد، وبطبيعتها يتم التعامل مع المشكلة كنموذج أمثل، حيث تعمل الوظيفة الموضوعية على زيادة قدرة DG المثبتة والطلب على EV لكل مجمّع ، بينما يتم أيضًا تقليل فقد الطاقة في النظام، بحيث تعتمد على (DG) (تقنيات الرياح والطاقة الكهروضوئية) واستهلاك الطلب التقليدي وسلوك المركبات الكهربائية.

وعلاوة على ذلك؛ فإنه يتم تجميع تأثيرات المركبات الكهربائية المختلفة في مجموعات، والتي يتم تنسيقها على النحو الأمثل بواسطة المجمعين، كما وتجدر الإشارة إلى أن المُجمِّع في هذا العمل هو الكيان المسؤول عن تشغيل مجموعات المركبات الكهربائية، ومع ذلك قد تشتمل الصيغة المقترحة على محطات شحن ومجموعات مستقلة من المركبات الكهربائية.

النمذجة القائمة على الطاقة المتجددة (DG)

في (DG) واستناداً إلى تقنية الرياح؛ ترتبط سرعة الرياح ارتباطاً مباشراً بكمية الطاقة المولدة، وهو العامل المحدد لإنتاج الطاقة، وباستخدام معلومات سرعة الرياح لفترات زمنية مختلفة وباستخدام منحنى القدرة الخطي؛ فإنه يمكن تحديد المعادلة التالية والتي تمثل الطاقة النشطة الناتجة عن توربينات الرياح:

وبالمثل في توليد الطاقة الكهروضوئية؛ تعتمد كمية الطاقة التي تنتجها اللوحة على درجة الحرارة والإشعاع الشمسي، وذلك كما هو موضح في المعدلتين التاليتين، وباستخدام معلومات التشعيع على فترات زمنية مختلفة؛ فإنه يمكن الحصول على درجة حرارة الخلية باستخدام الجزء الأول من المعادلة، وأخيراً مع قيمة (Tcel)؛ فإنه يمكن تحديد حقن الطاقة النشطة للوحة.

تأثير أنماط قيادة المركبات الكهربائية على عملية التحكم

تتميز أنماط القيادة اليومية للمركبات الكهربائية باستخدام وظائف كثافة الاحتمال (PDFs) التي تم تطويرها، بحيث يتم الحصول على ملفات (PDF) من خلال تحليل إحصائي للمعلومات المقدمة، كما تصف دالات الاحتمال المقسمة العادية، والتي تم نمذجتها في المعادلات التالية، وضمن أوقات الوصول (التوصيل بالشبكة) وأوقات المغادرة (التوصيل) للمركبات الكهربائية خلال اليوم.

كما أن هذه المعادلات يمكن من خلالها الحصول على معلومات تتعلق بحدوث وقت الوصول (harr) ووقت المغادرة (hdep) والفترة التي يتم فيها وضع (EV) وإتاحتها للشحن (Dt ،u) لتمثيل عدد الكيلومترات التي قطعتها المركبة الكهربائية، كما يتم استخدام الدالة اللوغاريتمية العادية التالية، وبناءً على هذه المعلومات؛ فإنه يمكن تحديد الحالة الأولية لشحن البطارية (SOC) لكل (EV).

نموذج التحسين الخاص بعملية التوليد الكهربائي المتزامن

تتكون المشكلة التي تم تناولها في هذا العمل من مرحلتين، بحيث تسعى المرحلة الأولى إلى تقدير في مواقع محددة مسبقاً، وهي مستوى تغلغل (EVs ،DG) المستندة إلى الطاقة المتجددة التي يمكن استيعابها في (EDS)، وفي الوقت نفسه تحاكي المرحلة الثانية تشغيل (EDS) كرد فعل على القدرات المقدرة في المرحلة الأولى، لذلك تقلل المرحلة الثانية من خسائر طاقة (EDS) في أفق التخطيط بأكمله ، بينما يجب استيفاء القيود الفنية (EDS).

وفي النهاية تم تقديم استراتيجية وصياغتها من وجهة نظر مشغل نظام التوزيع (DSO) وذلك لتقدير قدرة الاستضافة للتوليد الموزع المتجدد (DG) والمركبات الكهربائية (EV) في أنظمة التوزيع الكهربائي (EDS) في هذا العمل، ولتمثيل تأثيرات المركبات الكهربائية وتقلب استهلاك الطلب وإنتاج الطاقة (DG)، كذلك تم تطوير صيغة متعددة الفترات، كذلك تم تجميع المركبات الكهربائية في مجموعات سكانية مختلفة يمكن استيعابها في مواقع (EDS) المختلفة.