Mitigación rápida del riesgo de inestabilidad de la red

Los investigadores de Skoltech, en colaboración con investigadores de la Universidad de Arizona y el Laboratorio Nacional de Los Alamos, han desarrollado un enfoque que permite restaurar rápidamente la estabilidad de la red después de una respuesta de demanda interrumpida. Su investigación en la intersección de la respuesta a la demanda, las redes inteligentes y el control de la red eléctrica se ha publicado en la revista. Energía aplicada.

Las redes eléctricas son sistemas complejos que gestionan la producción, transmisión y distribución de electricidad a los consumidores, también conocidos como consumidores. Dado que no hay posibilidad de almacenar electricidad a lo largo de las líneas de transmisión, reja Los operadores siempre deben lograr un equilibrio entre la producción y el consumo. Electricidad, es decir, estabilidad redes energéticas. Si bien proporcionar electricidad a los consumidores y satisfacer sus necesidades es fundamental, eventos aleatorios como averías eléctricas, fluctuaciones por la penetración de las energías renovables o sobredemanda repentina pueden alterar la estabilidad de la red, lo que puede provocar averías o, lo que es peor, fallas. . Una situación de muestra de la vida real ocurre cuando un demanda de electricidad para el aire acondicionado es alto en caso de olas de calor y no se puede cumplir. Si la reserva de electricidad es insuficiente, las interrupciones en el suministro de electricidad pueden realizarse en parte o en la totalidad de la red de distribución; esta estrategia de gestión, o peor aún, las fallas que conducen a cortes de energía incontrolados, tienen un gran impacto en la comodidad y el bienestar de los clientes, así como en el funcionamiento y la rentabilidad de los servicios públicos.

La planificación cuidadosa por parte de los proveedores de electricidad es fundamental para gestionar los picos de demanda. Para evitar emergencias, existen soluciones: reservas de generador, servicios auxiliares y respuesta a la demanda. La última solución es para clientes que pueden reducir o cambiar la suya. el consumo de energía en horarios convenientes para la empresa a cambio de precios más bajos. Las empresas también pueden utilizar programas de control de carga directo, como interruptores de acondicionadores de aire y calentadores de agua.

“La respuesta a la demanda es una solución barata y flexible que se basa en la tolerancia de los clientes a las interrupciones temporales de su comodidad, pero también puede causar problemas como la sincronización parasitaria de dispositivos individuales. En pocas palabras, después de ciertas operaciones relacionadas con la demanda, como cuando todos los dispositivos están encendidos, todos los dispositivos estarán en el mismo estado, consumiendo energía; luego, después de un tiempo, todos se apagarán, luego se volverán a encender casi simultáneamente, etc., etc., si no se toman medidas para evitarlo. tipo de comportamiento colectivo. En otras palabras, si todos los dispositivos están sincronizados, la red eléctrica debe soportar los voltajes asociados con las oscilaciones de consumo, que pueden causar inestabilidad y ciertamente retrasar la disponibilidad de la unidad para el próximo período de respuesta a la demanda ”, comenta el profesor Henni Ouerdane.

En un nuevo estudio, los investigadores analizaron la relajación de la dinámica de consumo de energía de un conjunto de cargas controladas termostáticamente (acondicionadores de aire) después de interrumpir la respuesta a la demanda. La relajación debe ocurrir con la suficiente rapidez para garantizar la eficiencia energética, la estabilidad de la red y el regreso a la “zona de confort” de los consumidores.

“La atención se centró en un modelo discreto que registra la dinámica discreta real de un sistema cuando la información y las señales de control se transmiten a intervalos de tiempo discretos. Si bien se demostró anteriormente utilizando un modelo continuo en el tiempo, la relajación puede acelerarse mediante el campo de los medios de control, es esencial que la gestión práctica de la carga se base más bien en modelos de control discretizados. El estudio muestra que la súper relajación es una característica real de los modelos discretizados, pero también cómo estos modelos basados ​​en varios parámetros de control brindan a los operadores de sistemas de energía una forma eficiente de administrar de manera efectiva la dinámica de consumo de cargas agregadas ”, agrega el autor principal del estudio y el Dr. Skoltech. estudiante Ilia Luchnikov.

“Nuestro trabajo consiste principalmente en sacar el máximo partido a sus archivos energía recursos y durabilidad de los sistemas de energía, pero el alcance de la respuesta de recepción va más allá energía gestión de sistemas, ya que se puede aplicar a otros lugares como el sector del agua, la industria petrolera y la gestión de residuos ”, concluye el profesor Ouerdane.