سلوكيات الإدارة الجماعية لموارد الطاقة الكهربائية الموزعة

تعمل زيادة نشر موارد الطاقة الموزعة (DERs) على إعادة نحت أنظمة الطاقة الحديثة في السنوات الأخيرة، بحيث يجب أن تكون أنظمة توزيع الطاقة الذكية المستقبلية مؤهلة لاستيعاب التكامل الشامل لـ (DERs) وإدارة حالات عدم اليقين المرتبطة بها على مستوى التوزيع الكهربائي.

مراقبة سلوكيات الإدارة الجماعية لموارد الطاقة الكهربائية

مع تكامل القدرات المتزايدة باستمرار لموارد الطاقة الموزعة (DERs) مثل الطاقة الشمسية الكهروضوئية والرياح والحرارة والطاقة المشتركة، أصبح تشغيل وصيانة أنظمة توزيع الطاقة أكثر عرضة للشكوك المتعلقة بالعوامل الخارجية المختلفة مثل الأحوال الجوية وتفضيلات العملاء، وذلك جنباً إلى جنب مع الطلب المرن وتخزين البطاريات والمركبات الكهربائية الموصولة بالكهرباء التي تم تحديد نموها السريع في جميع أنحاء العالم.

كما تقدم (DERs) التحديات والفرص لمشغلي النظام، بحيث أدى النشر الهائل لـ (DERs) وخاصة (DERs) المتجددة، وذلك إلى تعزيز قيمة المرونة التشغيلية وحفز التحول الهيكلي لصناعة الطاقة، وبالنظر إلى هذه الخلفية؛ فإنه من الضروري التحقيق في خصائص ونماذج مختلف (DERs) وإنشاء آلية سوق داعمة لإدارة الطاقة المجمعة مع الأخذ في الاعتبار الاختراق العالي لـ (DERs).

تم إنجاز العديد من الأعمال المتعلقة بتخطيط وتشغيل (DERs) في أنظمة الطاقة، بحيث تكمن التحسينات بشكل أساسي في الجوانب الثلاثة التالية، وهي الأجهزة الإلكترونية الذكية وطرق التحكم المعدل والأسواق المنهارة الناشئة مثل أسواق الطاقة والاحتياطي، وذلك مع وجود مشاركين أكثر تنوعًا وتوزيعاً تعد الحوافز الاقتصادية ضرورية لبناء أنظمة الطاقة المستقبلية.

الاعتبارات الاقتصادية فيما يخص سوق الطاقة الكهربائية

كما تم تنفيذ بعض الأبحاث الرائدة حول الحلول المستندة إلى السعر والسوق لهذه المشكلة، وعلى سبيل المثال اقترحت خوارزمية جديدة لتخصيص معدلات الاكتفاء الذاتي اقتصادياً بموجب عقود التزام محددة، مع مراعاة تكاليف الاستثمار في شبكة التوزيع وتأثيرات السوق والأرباح الفردية، بحيث يتم تسهيل مستوى اختراق (DER) العالي في أنظمة الطاقة.

وذلك مع إطار تحكم متكامل قائم على التدلي يعمل على تحسين التحكم في تدلي التردد الكهربائي بآلية تحكم تعتمد على السعر، بحيث تم اعتماد مفهوم وإطار عمل محطة الطاقة الافتراضية (VPP) كحل آخر لاستيعاب تكامل (DERs)، كما تمت صياغة (VPP) كمجمع يركز على الخدمة لإدارة الازدحام مع (DERs) المتكاملة، كما ويتم التحقق من قدرة (VPP) على الامتناع عن التقليصات غير المرغوب فيها من خلال اللجوء إلى المرونة في إعادة الجدولة.

كما من المعتقد على نطاق واسع أن التباين والشكوك في مصادر الطاقة المتجددة والمنظمة الموزعة والتفضيلات المتنوعة لـ (DERs)، بحيث ستكون السمات البارزة لأنظمة توزيع الطاقة المستقبلية، في الوقت نفسه قد يكون العمل الحالي على إدارة الطاقة (DER) قاصراً من حيث التنسيق بين عدد هائل من الكيانات ذات التفضيلات المختلفة وتقديم حوافز سعرية معقولة لتحسين كفاءة تخصيص الموارد.

آلية سوق تقاسم الطاقة الكهربائية

تم بناء أسواق الطاقة التقليدية قصيرة الأجل، بما في ذلك الأسواق اليومية، وفي الوقت الفعلي وبشكل أساسي لخدمة المولدات الكهربائية الكبيرة على نطاق المرافق، ومع ذلك؛ فإن الأسواق التي تم إنشاؤها في نموذج مركزي مقدر لها أن تفشل في المشهد اللامركزي حيث يصبح عدد هائل من (DERs) وكذلك أجهزة التخزين (أي العرض الجماعي) مشاركين نشطين في السوق، وفي هذه الدراسة تم اقتراح منصة سوق جديدة لتسهيل تبادل السلوكيات بين مختلف المشاركين في السوق (المجمعين).

اتجاهات المكون وإعدادات السوق الخاص بالطاقة الكهربائية

بموجب نموذج السوق التشاركي، بحيث يتم التعامل مع كل مشارك في السوق على أنه مجمّع مستقل، وبغض النظر عن ممتلكاته وحجمه؛ فإنه يمكن أن يكون المجمّعون مالكي (DER) أو البطاريات أو محطات الشحن أو تجار التجزئة لمستهلكي الكهرباء التقليديين والمستهلكين النشطين والمستهلكين وما إلى ذلك.

كما ويمكن أيضاً أن يكونوا مزيجاً من عدة مشاركين مختلفين مذكورين أعلاه، وفي الوقت نفسه لا يزال لتكوين المجمع وحجمه تأثير كبير على استراتيجيته وسلوكه المحتمل، على سبيل المثال في أشكال عتبة القبول وخصائص المنتج، بالإضافة الى عتبات القبول مميزة لمكونات مختلفة.

وعلى فرض أن التوليد أو الاستهلاك المتوقع لمجمّع معين هو χ وانحراف التنبؤ هو (χΔ)، ثم تكون حدود الطاقة القصوى والدنيا على التوالي (χ + χΔ) و (χ − χΔ)، بحيث يمكن لمجمع (DER) وضع قدرته على التوليد غير المؤكدة في سوق مشاركة الطاقة كمصدر طاقة محتمل، وفي حين يجب أن يضع الطلب قدرته غير المؤكدة على استهلاك الطاقة كطلب.

أما بالنسبة للطلب والتخزين المرن؛ فيمكنهم طرح عطاءات أعلى من طاقتهم الفعلية مع مراعاة خصائص استهلاكهم وسلوك العملاء غير المؤكد وتقلبات الأسعار ونجاحهم في أسواق الكهرباء المختلفة، وعندما يكون نوع معين من العرض زائداً عن الحاجة؛ فإنه يتم مشاركة نوع الطلب المقابل (العطاء) بين مزودي التوريد بشكل متناسب وفقاً لكميات العطاء الخاصة بهم على إجمالي الطلب.

كما يمكن لكل مجمع أن يعمل بطريقته الخاصة دون التدخل في المشغل أو المجمعين الآخرين، كذلك يمكن للمجمِّعين المشاركة في سوق مشاركة الطاقة في اليوم السابق وفي الوقت الفعلي وكذلك سوق مشاركة الطاقة ليتم تقديمها في السياق التالي إذا سمحت عتبة القبول وقواعد السوق الأخرى، بحيث يوضح الشكل التالي (1) هيكل سوق تقاسم الطاقة والمشاركين فيه.

استراتيجية التسعير الكهربائي الديناميكي

يتم استخدام التسعير المستند إلى الوقت على نطاق واسع من قبل العديد من منصات الاقتصاد التشاركي لضمان تخصيص العرض والموارد الكافية، بحيث تم تصميم استراتيجية التسعير في سوق مشاركة الطاقة بناءً على آلية تسعير المرافق الديناميكية لاكتشاف القيمة الحقيقية لمنتجات الطاقة، وذلك جنبًاً إلى جنب مع رسوم العمولة الثابتة ومرجع السوق الموازي وإعدادات الحد الأقصى.

كما يتم احتساب رسوم العمولة الثابتة بناءً على تكلفة الصيانة بدلاً من نسبة كبيرة من المعاملة، ونظراً للطبيعة غير الربحية لسوق تقاسم الطاقة، يتم أيضاً تخفيض رسوم العمولة بشكل كبير ويزيد مشغل السوق من الرفاهية الاجتماعية، لذلك؛ فإن رسوم العمولة لشركة التجميع التي تشارك في سوق تقاسم الطاقة لها فرق ضئيل عن تلك الموجودة في الأسواق الأخرى ويمكن إهمالها عند مقارنة النتائج من الأسواق المختلفة.

كما أن سوق تقاسم الطاقة متخصص للمطابقة بين مقدمي العرض والطلب غير المؤكد أو المرن في الوقت الحاضر، لذلك يتم أيضاً تقييم القيمة الحقيقية لمنتجات الطاقة من قبل الأسواق الموازية في نفس الوقت، والتي يمكن أن تكون بمثابة السعر الأساسي لسوق الطاقة، وذلك لحساب الاتجاه العام لإنتاج أو استهلاك الطاقة في المنطقة.

وأخيراً قدمت هذه الدراسة الإدارة النشطة لنموذج إدارة الطاقة لاحتضان النشر الهائل لـ (DER)، بحيث تم تطوير نموذج تشغيل المجمع الموصى به للمشاركين الجدد في السوق للخضوع لعملية قائمة على الإيرادات وفقاً لخصائصها وتفضيلات المخاطر. يمكن لسوق تقاسم الطاقة المقترح أن يخدم بشكل أفضل إمدادات طاقة (DER) المتزايدة بالإضافة الى مسألة التعهيد واستثمار تخزين مستوى التوزيع الكهربائي.

شاهد أيضاً

المحول الكهربائي العكسي للتطبيقات منخفضة الطاقة

أهمية المحول الكهربائي العكسي للتطبيقات منخفضة الطاقة في الأنظمة الإلكترونية الحديثة، يتم استخدام محول تيار …