معايير تنفيذ البنية التحتية لتخطيط شبكة التوزيع الكهربائية

مع تحرير الأعمال الاستثمارية لشبكات التوزيع الإضافية؛ فإن المزيد والمزيد من المشاريع الاستثمارية من مختلف المصادر والملكية المتنوعة مؤهلة لتطبيقات البناء، كما تقترح هذه الدراسة طريقة تقييم أولويات الاستثمار متعددة المعايير لتخطيط شبكة التوزيع الكهربائية المتزايد بناءً على تحويل الإسقاط الفائق.

تحديد معايير البنية التحتية لتخطيط شبكة التوزيع الكهربائية

مع تنفيذ التخطيط التدريجي لشبكة التوزيع الكهربائية؛ فقد تم تحسين العديد من المشكلات في شبكة التوزيع، مثل الجودة الرديئة لإمدادات الطاقة والمخاطر الأمنية الخطيرة، وفي الوقت نفسه هناك المزيد والمزيد من المشاريع الاستثمارية من مختلف المصادر والملكية المتنوعة مؤهلة للمشاركة في بناء شبكة التوزيع الإضافية.

وبالمقارنة مع الاستثمار التقليدي في شبكة التوزيع؛ فإنه لا ينبغي أن يضمن التخطيط الإضافي لشبكة التوزيع سلامة وموثوقية الشبكة فحسب؛ بل يجب أيضاً أن يأخذ في الاعتبار الاقتصاد وكفاءة تشغيل شبكة التوزيع بسبب مشاركة رأس المال الاجتماعي، وهناك حاجة إلى مزيد من مؤشرات التقييم عند تقييم مشاريع إنشاء شبكة التوزيع الإضافية.

وعلاوة على ذلك؛ هناك الكثير من المستهلكين الذين يمكنهم استخدام الكهرباء وتوليد الكهرباء في شبكة التوزيع، مما يجلب قدراً كبيراً من عدم اليقين لاتخاذ قرارات الاستثمار في شبكة التوزيع، لذلك مع وجود العديد من عوامل المؤشرات؛ فإن الاختيار الشامل وترتيب الأولويات لمشاريع الاستثمار في شبكة التوزيع يمثل تحدياً، كما تستخدم الأساليب الحالية بشكل أساسي (TOPSIS).

تقييم مشاريع البنية التحتية المرتبطة بشبكة التوزيع الكهربائية

حتى الآن، تم بحث ودراسة بحث مكثف حول تقييم مشاريع البنية التحتية لشبكة التوزيع، بحيث تم إنشاء نظام المؤشرات، ولتقييم شامل للبنية التحتية لشبكة التوزيع، فقد تم إعداد نموذج تقييم شامل لتقييم قدرة استيعاب طاقة الرياح لشبكة الطاقة، وأيضاً تم بناء نظام دعم القرار، ولتحديد خيار التخطيط الأمثل لتخطيط شبكة التوزيع ومغذيات التوزيع لتزويدها بكاشفات أخطاء مقاومة عالية على التوالي.

كذلك تم طرح نموذج أمثل لتخطيط شبكة التوزيع متعدد السنوات لتقييم أنماط الاستثمار لتخطيط شبكة التوزيع المتزايد، بحيث تم تطوير نموذج تقييم لمراقبة الموثوقية والفوائد الاقتصادية لأنظمة الطاقة الكهربائية، وبناءً على أفضل طريقة وأسوأ طريقة لـ (TOPSIS)، كما تم اقتراح إطار عمل مختلط لاتخاذ القرارات لتقييم الأداء التشغيلي لشبكة الطاقة.

إلى جانب ذلك؛ استخدمت العديد من الأعمال في (Fuzzy-TOPSIS) لحل مشكلة تصنيف المشروع وتقييم الاستدامة، بحيث يتم استخدام (TOPSIS) جنباً إلى جنب مع تحليل الوقوع الرمادي لتقييم أداء الاستدامة لمشاريع البنية التحتية لشبكة الطاقة، وأيضاً تم اعتماد (Fuzzy-TOPSIS) لتصنيف المشاريع الاستثمارية للمدينة في ميزانية تشاركية على أساس التشابه مع النقطة المثالية.

اختيار مؤشرات التقييم الخاصة بتنفيذ مشاريع البنية التحتية

ستتأثر قرارات الاستثمار ذات المعايير المتعددة لمشاريع البنية التحتية للتخطيط الإضافي لشبكة التوزيع بالعديد من العوامل الداخلية والخارجية، مثل العوامل الاقتصادية والعوامل الفنية، كما يمكن تقسيم العوامل الاقتصادية والعوامل الفنية بشكل إضافي إلى مؤشرات تقييم متعددة لإجراء تقييم شامل لأولوية الاستثمار لكل مشروع من مشاريع البنية التحتية لشبكة التوزيع، بحيث يظهر نظام مؤشرات التقييم مع المؤشرات متعددة الدرجات المعتمدة في الشكل التالي (1).

العوامل الاقتصادية المرتبطة بتنفيذ البنية التحتية الكهربائية

غالباً ما تكون متطلبات الاستثمار لشبكات التوزيع أكبر من القدرات الاستثمارية لمؤسسات شبكات الطاقة، وبالتالي، كما يجب مراعاة العوامل الاقتصادية أولاً ويمكن تقييمها من خلال مؤشرين لتكلفة دورة الحياة وتكلفة الوحدة.

• تكلفة دورة الحياة للمشروع: تتكون تكلفة دورة حياة مشروع البنية التحتية لشبكة التوزيع من تكاليف الاستثمار الأولية وتكاليف التشغيل والصيانة العامة والنفايات والتكلفة البيئية وتكاليف الفشل.

• تكلفة الوحدة للبنية التحتية: يمكن الحصول على تكلفة الوحدة لمشروع البنية التحتية لشبكة التوزيع من نسبة التكلفة الإجمالية للمشروع إلى السعة المقدرة.

العوامل الفنية المرتبطة بتنفيذ البنية التحتية الكهربائية

تحتاج شبكة التوزيع إلى ضمان حصول المستخدمين على مصدر طاقة آمن واقتصادي ومستدام، بحيث يجب أن تكون مشاريع البنية التحتية لشبكة التوزيع الجديدة قادرة على تحسين الموثوقية التقنية لشبكة التوزيع بشكل مستمر، كذلك تأخذ العوامل الفنية في هذه البراءة في الاعتبار (6) مؤشرات متسلس كما يلي:

• القدرة القصوى لإمداد الطاقة: يمكن تعريف قيود الأمان (N − 1)، بحيث لا يزال بإمكان شبكة التوزيع الحفاظ على التشغيل المستقر وإمداد الطاقة العادي تحت مكون معين مثل فصل الخط أو المحول بسبب خطأ، وبالتالي يمكن تعريف القدرة القصوى لإمداد الطاقة على أنها أقصى حمل يمكن لشبكة التوزيع أن توفره عند تلبية قيود الأمان (N 1).

• نوعية الطاقة الكهربائية: هنا يمكن أن يتسبب تشوه شكل موجة الجهد الناجم عن التحميل النبضي والمتقلب في شبكة التوزيع في انحراف التردد الكهربائي وانحراف الجهد، وفي الحالات الشديدة؛ فإنه يمكن أن تتسبب جودة الطاقة الرديئة في تلف المعدات الكهربائية الحساسة لجودة الطاقة والدقة، كما يتم تحديد معدل الجهد المؤهل ومعدل التردد المؤهل لتقييم جودة الطاقة الكهربائية.

• الاعتبارات الاقتصادية: يمكن للعملية الاقتصادية تحسين ربحية شبكة التوزيع، بحيث يتم تحديد معدل خسارة الخط لتقييم اقتصاديات تشغيل شبكة التوزيع، كما ويمكن الحصول عليه بالصيغة التالية:

حيث أن:

(ηloss): هو معدل فقدان الخط .

(Qloss): هو فقدان الطاقة الناتج عن خطوط شبكة التوزيع والمحولات الكهربائية.

(Qtotal): هو إجمالي الطاقة التي توفرها شبكة التوزيع.

• الموثوقية الآمنة: إن التشغيل الآمن والموثوق لشبكة التوزيع هو أساس التنمية الاجتماعية، كما ويؤدي إلى سلامة واستقرار شبكة الطاقة بأكملها، وهو معدل المرور (N 1)، وهو نسبة الخطوط التي تلبي قيود الأمان (N 1) ويتم تحديدها لتقييم الموثوقية الكهربائية للنظام.

• حل مشاكل الحمل الزائد الحالية: يجب أن تكون مشاريع البنية التحتية لشبكة التوزيع الجديدة قادرة على حل مشاكل الحمل الزائد الحالية لشبكة التوزيع بشكل مستمر، بحيث يتم تحديد الحد الأقصى لمعدل الحمل ومتوسط معدل التحميل لتقييم ما إذا كانت مشاريع البنية التحتية للشبكة الجديدة تحل مشاكل الحمل الزائد الحالية.

• حل مشاكل السلامة القديمة المخفية: يتم أيضاً استخدام ما إذا كان مشروع البنية التحتية الجديد يمكن أن يحل مشاكل السلامة القديمة المخفية كمؤشر لتقييم أولويات الاستثمار الخاصة به، ووفقاً لعدد مشكلات الأمان القديمة المخفية التي تم حلها؛ فإنه يتم إعطاء درجات مختلفة من (0 – 10) لهذا المؤشر.

وأخيراً في هذا الطرح؛ فقد تم اقتراح طريقة تقييم أولويات الاستثمار متعددة المعايير لتخطيط شبكة التوزيع المتزايد بناءً على تحويل الإسقاط الفائق، وبالمقارنة مع (TOPSIS)؛ فإنه يمكن للطريقة المقترحة تحديد الحلول غير المهيمنة بمؤشرات جيدة للغاية أو سيئة للغاية بسبب مراعاة كل من جودة المؤشرات وتوازنها.

كما تم تلخيص نتائج هذا البحث على النحو التالي:

• تم إنشاء نظام تقييم مؤشرات من أربع درجات بما في ذلك العوامل الاقتصادية والفنية لإجراء تقييم شامل لمشاريع البنية التحتية لشبكة التوزيع.

• لقياس جودة وتوازن مؤشرات مشروع البنية التحتية لشبكة التوزيع؛ فإنه يتم استخدام تحويل الإسقاط الفائق لإبراز الحلول المثالية من خلال المكعب الفائق متعدد الأهداف إلى المستوى الفائق الطبيعي.

• من خلال حساب المسافة من الحل المثالي إلى مشاريع البنية التحتية الكهربائية والمسافة من إسقاط الحل المثالي إلى إسقاط المشاريع المفرطة.