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1 of695電力網の不安定性リスクの迅速な緩和

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スコルコボの科学者は、アリゾナ大学とロスアラモス国立研究所の研究者と協力して、需要応答の摂動後、電力網を迅速に安定状態に戻すことができるアプローチを開発しました。 デマンドレスポンス、スマートグリッド、電力グリッド制御の岐路に立つ彼らの研究がジャーナルに掲載されました エネルギー応用.

電力網は、負荷とも呼ばれる、消費者への電力の生成、伝送、および配電を管理する複雑なシステムです。 送電線に沿って電気エネルギーを貯蔵することは不可能であるため、グリッドオペレーターは、理想的には常に、電気エネルギーの生産と消費のバランス、つまり電力グリッドの安定性を確保する必要があります。 消費者への電力供給を保証し、消費者のニーズを満たすことは不可欠ですが、漏電、再生可能エネルギーの普及による変動、突然の過剰需要などのランダムなイベントは、グリッドの安定性を混乱させ、電圧低下またはさらに悪いことに停電につながる可能性があります。 実例となる実際の状況は、熱波の場合に空調の電力需要が高く、満たすことができない場合です。 電力予備力が不十分な場合、配電網の一部または全体に計画停電が実施される可能性があります。 この管理戦略、またはさらに悪いことに、制御されていない停電につながる障害は、顧客の快適さと幸福、および公益事業会社の運営と収益性に深刻な影響を及ぼします。

電力会社による慎重なスケジューリングは、需要のピークを管理するために重要です。 不測の事態を回避するために、解決策が存在します:発電機の予備、補助サービス、およびデマンドレスポンス。 後者のソリューションには、低価格と引き換えに、会社にとって適切な時期に電力消費量を削減またはシフトする可能性のある顧客が関与します。 企業は、エアコンや給湯器のスイッチなどに作用する直接負荷制御プログラムを活用することもできます。

「デマンドレスポンスは、快適さの一時的な混乱に対する顧客の許容度に依存する低コストで柔軟なソリューションですが、個々のデバイスの寄生同期などの問題を引き起こす可能性もあります。 簡単に言えば、すべてのデバイスの電源を入れるなどのデマンドレスポンス操作の後、デバイスはすべて同じ状態になり、エネルギーを消費します。 その後、しばらくすると、それらはすべてオフになり、ほぼ同時にオンになります。このような集団行動を回避するためのアクションが実行されない場合は、以下同様に続きます。 言い換えれば、すべてのデバイスが同期した場合、電力網は消費変動のストレスに耐えなければならず、不安定性を引き起こし、その後のデマンドレスポンス期間のアンサンブルの可用性を確実に遅らせます」とHenniOuerdane教授はコメントしています。

新しい研究では、科学者は、デマンドレスポンス摂動後のサーモスタット制御された負荷(エアコン)のアンサンブルのエネルギー消費ダイナミクスの緩和を分析しました。 緩和は、エネルギー効率、グリッドの安定性を確保し、消費者の「快適ゾーン」に戻るのに十分な速さで発生する必要があります。

「焦点は、情報と制御信号が離散時間間隔で送信されるときに、システムの実際の離散ダイナミクスをキャプチャする離散モデルにありました。 連続時間モデルを使用して、平均場制御によって緩和が加速される可能性があることが以前に示されていましたが、実際の負荷管理では、離散化された制御モデルに依存することが不可欠です。 この研究は、超緩和が離散化モデルの真の特徴であることを示していますが、いくつかの制御パラメーターに基づくこれらのモデルが、エネルギーシステムのオペレーターに、集約された負荷の消費ダイナミクスを効果的に管理する効率的な方法を提供する方法も示しています。研究とSkoltech博士課程の学生IliaLuchnikov。

「私たちの仕事は基本的にエネルギー資源の最適な使用と電力システムの持続可能性を扱っていますが、需要応答の範囲は電力システム管理を超えており、水セクター、石油産業、廃棄物などの他の環境に適用される可能性があります管理」とOuerdane教授は結論付けています。

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Skoltechは、ロシアにある私立の国際大学です。 マサチューセッツ工科大学(MIT)と共同で2011年に設立されたSkoltechは、科学、技術、ビジネスの分野で新世代のリーダーを育成し、画期的な分野で研究を行い、解決を目指して技術革新を推進しています。ロシアと世界が直面している重大な問題。 Skoltechは、データサイエンスと人工知能、ライフサイエンス、先端材料と最新の設計手法、エネルギー効率、フォトニクスと量子技術、および高度な研究というXNUMXつの優先分野に焦点を当てています。 Web:https://WWW。skoltech。RU /.

https://WWW。skoltech。RU /オン/2021 /04 /電力グリッドの不安定性リスクの迅速な緩和/

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出典:https://bioengineer.org/1-of-695-fast-mitigation-of-power-grids-instability-risks/

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