Προγραμματισμός σχεδιασμού ανάπτυξης δικτύου διανομής μέσης τάσης υπό την αβεβαιότητα της αύξησης της ζήτησης

Abstract

Τα ηλεκτρικά δίκτυα διανομής επί δεκαετίες σχεδιάζονταν και λειτουργούσαν υπό ντετερμινιστικές προδιαγραφές, με σαφή διάκριση μεταξύ των σημείων παραγωγής και κατανάλωσης. Ένα βασικό ζήτημα σχετικά με την εξέλιξή τους είναι ο τρόπος προσαρμογής των λειτουργικών και σχεδιαστικών προτύπων ώστε να εξυπηρετείται η ολοένα αυξανόμενη παραγωγή με κατεύθυνση την εκπομπή χαμηλών ρύπων σε συνδυασμό με την ενσωμάτωση «έξυπνων» λύσεων στις υπάρχουσες εγκαταστάσεις. Η εφαρμογή τεχνικά αποδεκτών και οικονομικά αποδοτικών λύσεων αποσκοπεί στη βελτιστοποίηση της λειτουργίας των δικτύων, συμβάλλοντας επίσης στη μετάβαση από παθητικά σε ενεργητικά δίκτυα διανομής με σημαντικές επιδράσεις στη λειτουργία και την προστασία του συστήματος. Στα πλαίσια αυτής της εργασίας μελετήθηκε ο προγραμματισμός ανάπτυξης των δικτύων διανομής, αξιοποιώντας τη δυνατότητα περικοπής της ζήτησης φορτίου καθώς και της φωτοβολταϊκής παραγωγής. Οι λύσεις αυτές αποτελούν εναλλακτική πρόταση απέναντι στην κλασική ενίσχυση των γραμμών του δικτύου κατά το μακροπρόθεσμο σχεδιασμό, καθώς συμβάλλουν στην αναβολή κοστοβόρων και μη αναστρέψιμων επενδύσεων. Το πρόβλημα βελτιστοποίησης, εξαιτίας της παρουσίας δυαδικών μεταβλητών, μη γραμμικών εξισώσεων ροών φορτίου και της ανάγκης για ικανοποίηση μη γραμμικών περιορισμών είναι ένα μικτού-ακέραιου μη γραμμικό πρόβλημα. Η αυξημένη υπολογιστική επιβάρυνση του ανεπτυχθέντος προβλήματος αντιμετωπίστηκε διαμορφώνοντας τις δυαδικές μεταβλητές απόφασης ώστε να είναι δυνατό να λαμβάνουν συνεχείς τιμές. H προτεινόμενη μέθοδος εφαρμόστηκε σε ένα αντιπροσωπευτικό δίκτυο διανομής μέσης τάσης. Για την καλύτερη αξιοπιστία των αποτελεσμάτων αναπτύχθηκαν τρία σενάρια ετήσιας αύξησης της ζήτησης, εξετάζοντας παράλληλα διαφορετικά σενάρια για τα κόστη ενίσχυσης των γραμμών και τα κόστη αποπληρωμής των καταναλωτών για την περικοπή του φορτίου. Κατά τη σύγκριση των αποτελεσμάτων πραγματοποιήθηκε ανάλυση ευαισθησίας του κόστους κάθε εναλλακτικής πρότασης, ώστε να τονιστεί η αξία των έξυπνων έναντι στις συμβατικές επενδύσεις και να προσδιοριστούν οι συνθήκες κάτω από τις οποίες η επένδυση σε νέες τεχνολογίες είναι οικονομικά συμφέρουσες.