Σύζευξη, Βελτιστοποίηση, Τιμολόγηση Και Εφαρμογές Ροής Ισχύος Σε Υβριδικούς Ενεργειακούς Διανομείς-κέντρα

Abstract

Οι πρόσφατες εξελίξεις στην τεχνολογία συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών, και την τεχνολογία πληροφοριών παρακινούν τους ερευνητές για να επανεξετάσουν τα σημερινά συστήματα παράδοσης ενέργειας. Οι αναδυόμενες τεχνολογίες για τη μετάδοση, τη μετατροπή και την αποθήκευση της ενέργειας αποτελούν μια ευκαιρία για τη βελτίωση συστημάτων ενέργειας. Τα παραδοσιακά συστήματα δεν κρίνονται ικανά για να καλύψουν τις μελλοντικές απαιτήσεις από την άποψη της οικονομικής και περιβαλλοντικής βιωσιμότητας. Επομένως τα Συστήματα Ισχύος και τα Εργαστήρια Υψηλής Τάσης ξεκίνησαν ένα ερευνητικό πρόγραμμα με τον τίτλο Όραμα των Μελλοντικών Ενεργειακών Δικτύων που στοχεύει σε μια προσέγγιση Greenfield για τα μελλοντικά συστήματα ενέργειας. Αυτό σημαίνει ότι οι οριακές συνθήκες που δίνονται από τα σημερινά συστήματα ουσιαστικά απορρίπτονται προκειμένου να επιτευχθεί η καλύτερη γενική απόδοση συστημάτων. Σε αυτό το πρόγραμμα έμφαση δίνεται στη χρήση των πολλαπλών ενεργειακών φορέων (όχι μόνο ηλεκτρική ενέργεια) και των διανεμημένων ενεργειακών πόρων για την μετατροπή και την αποθήκευση της ενέργειας. Η διορατική αρχή είναι βασισμένη σε δύο βασικά στοιχεία. Οι μετατροπείς και οι συσκευές αποθήκευσης είναι ενσωματωμένοι στους αποκαλούμενους ενεργειακούς διανομείς. Οι διανομείς αυτοί παρέχονται από τις διάφορες ενεργειακές υποδομές και παραδίδουν ενέργεια σε φορτία που καταναλώνουν διαφορετικές μορφές ενέργειας. Η δεύτερη νέα προσέγγιση αφορά τη συνδυασμένη μετάδοση διαφορετικών ενεργειακών μεταφορέων σε μια συσκευή, η οποία καλείται διασυνδετής ενέργειας. Η ηλεκτρική ενέργεια και οι αεριώδεις (π.χ. υδρογόνο) ενεργειακοί φορείς μπορούν να μεταφερθούν μαζί σε αυτό το υπόγειο στοιχείο μετάδοσης. Έπειτα ολόκληρο το ενεργειακό σύστημα σχεδιάζεται χρησιμοποιώντας τους ενεργειακούς διανομείς, τους διασυνδετές, και συμβατικά στοιχεία. Δεδομένου ότι μόνο μερικά καθιερωμένα εργαλεία είναι διαθέσιμα για την ανάλυση τέτοιων συστημάτων, το πρόγραμμα εστίασε σε μια πρώτη φάση στην ανάπτυξη ενός πλαισίου διαμόρφωσης. Εκτός από τα λεπτομερή πρότυπα τμημάτων για τις συσκευές διασύνδεσης και αποθήκευσης, τη ροή ισχύος και τα πρότυπα αξιοπιστίας έχουν αναπτυχθεί για την ανάλυση συστημάτων. Αυτά τα πρότυπα καθώς επίσης και οι προσεγγίσεις για την οικονομική αξιολόγηση χρησιμοποιήθηκαν σε μελέτες διαφόρων περιπτώσεων. Τα αποτελέσματα παρουσιάζουν γενικά αυξανόμενη απόδοση συστημάτων από άποψη του κόστους, περιβαλλοντική επίδραση, αξιοπιστία του ανεφοδιασμού, αλλά και σε άλλες πτυχές.