احتمالاً تا حالا شنیدین که اضافه شدن انرژیهای تجدیدپذیری مثل باد به شبکه برق، کار رو برای کنترل و برنامهریزی اوضاع سختتر کرده. چرا؟ چون تولید برق از باد یا خورشید قابل پیشبینی نیست و همیشه ثابت نمیمونه. اینجاست که برقرسانی اقتصادی تصادفی (stochastic economic dispatch) میاد وسط – که یعنی برنامهریزی اینکه هر نیروگاه چقدر باید تولید کنه، بدون اینکه دقیق بدونیم باد قراره فردا چقدر بوزه یا مردم چقدر مصرف میکنن.
اما با حضور این منبعهای ناپایدار باید هم هزینههای عملیاتی کم شه، هم وضعیت برقرسونی مطمئن بمونه و انعطاف شبکه بالا باشه. این مقاله اومده به این سؤال جواب بده که چطور میشه با کمک باتریهای ذخیره انرژی (Battery Energy Storage System یا همون BESS به زبان خودمونی) این مشکلات رو حل کرد.
حالا BESS چیه؟ یعنی همون سیستمهای باتری بزرگی که میتونن برق اضافی رو ذخیره کنن و هر وقت نیاز شد، دوباره بدن به شبکه – مثلاً وقتی باد زیاد میاد و مصرف پایین، برق اضافه رو ذخیره میکنیم واسه موقعهایی که باد نمیاد یا مصرف بالاست.
تو این تحقیق، اومدن یه روش جدید برنامهریزی طراحی کردن به اسم SDED-S (برقرسانی اقتصادی تصادفی داینامیک با ذخیرهسازی) تا تأثیر این باتریها رو بررسی کنن. نکته جالب اینجاست که تو این روش، ارتباط زمانی بین عدم قطعیت تولید باد و تغییرات مصرف برق در نظر گرفته میشه – یعنی فقط نمیگن باد یکدفعه کم و زیاد میشه، بلکه با تحلیل دادهها متوجه میشن که این تغییرات چه الگویی دارن.
برای اینکه نتیجه واقعیتر و دقیقتر باشه، سناریوها رو با یه روش خاص شبیهسازی کردن که الهامگرفته از نمونهگیری لایهبندیشده و نمونهگیری با اهمیت بوده. اینطوری مقدار متفاوتی از باد و مصارف عجیب و غریب رو دقیقتر مدلسازی میکنن (نمونهگیری لایهبندیشده یعنی تقسیم داده به قسمتهایی با ویژگی مشابه و نمونهگیری با اهمیت یعنی تمرکز روی حالتهایی که روال عادی رو بهم میزنن).
این روش رو روی نسخه اصلاحشدهای از شبکه معروف ۳۹ باس IEEE تست کردن (که این سیستم یه مدل استاندارد برای آزمایش ایدههای مرتبط با شبکه برقه)، و توش بخشی از نیروگاههای معمولی رو تبدیل به نیروگاه بادی کردن – که یعنی یه مدل واقعی از اینکه اگه بیشتر به سمت انرژی پاک بریم، چه اتفاقی میافته.
نتایج جالب بود؛ مثلاً:
- وقتی باتریها به صورت استراتژیک وارد بازی میشن، هم هزینه کلی کاهش پیدا میکنه، هم انعطافپذیری شبکه حسابی بالا میره.
- میزان دورریختن یا محدود کردن انرژی تجدیدپذیر (renewable curtailment یعنی برق اضافهای که به خاطر نبود مصرف یا ظرفیت ذخیره باید هدر بره) با بزرگتر کردن ظرفیت باتریها حسابی کم میشه؛ حتی بعضی وقتا تقریباً صفر میشه اگه اندازه مناسبی از باتری بذاریم.
- هرچی نسبت تولید برق بادی تو شبکه بیشتر باشه، اگر باتری نداشته باشیم مقدار دورریختن منابع تجدیدپذیر (curtailment) بیشتر میشه. ولی اگر باتری داشته باشیم این مشکل به حداقل میرسه و هزینههای برقرسانی هم پایین میاد.
در کل، این مطالعه نشون میده هرچی سهم انرژی پاک بیشتری تو شبکه باشه، نیاز به سیستمهای انعطافپذیر و ذخیرهسازی مثل باتری واقعاً بیشتر میشه. پس باتریها یه جورایی پادزهر کمبود اطمینان و نوسانات انرژيهای تجدیدپذیرن. خلاصه اگر میخوایم آینده برق پاکتر، ارزونتر و قابل اعتمادتر باشه، باید به ذخیرهسازی (مثل همین BESSها) جدیتر فکر کنیم.
منبع: +
