افزایش انعطاف‌پذیری سیستم‌های قدرت در راستای بهبود قابلیت اطمینان و پایداری سیستم-پیام امروز

«برنامه‌ریزی انرژی تصادفی و چندلایه ریزشبکه‌های چندگانه با در نظرگیری همزمان انعطاف‌پذیری سمت تولید و تقاضا» عنوان طرح پسادکتری حمید کریمی است که با راهنمایی شهرام جدید، استاد دانشکده مهندسی برق دانشگاه علم و صنعت ایران و حمایت بنیاد ملی علم ایران اجرا شده است.

کریمی، دانش آموخته دکتری تخصصی مهندسی برق از دانشگاه علم و صنعت درباره علت انجام این طرح توضیح داد: گذار سیستم‌های قدرت به سمت بهره‌برداری از منابع انرژی تجدیدپذیر همچون نیروگاه‌های خورشیدی و بادی و افزایش مشارکت مصرف‌کنندگان نهایی در برنامه‌ریزی سیستم‌های قدرت، دو راهکار اساسی کربن‌زدایی هستند. نفوذ بالای منابع انرژی تجدیدپذیر با توجه به ماهیت متناوب آنها، بهره‌برداری از سیستم‌های قدرت را با چالش مواجه کرده است. از طرف دیگر، رشد مصرف انرژی و ضرورت تأمین انرژی مورد نیاز مصرف‌کنندگان از دیگر چالش شبکه‌های انرژی است.

وی افزود: اگر سیستم قدرت به خوبی طراحی نشده باشد، تأثیر همزمان عدم قطعیت‌های تولیدات تجدیدپذیر و رشد مصرف، قابلیت اطمینان سیستم را تهدید خواهد کرد. در این موارد، افزایش انعطاف‌پذیری سیستم می‌تواند عدم تعادل میان تولید و مصرف را کنترل کرده و سیستم را پایدار نگه دارد. اگر سیستم قدرت از مشخصات انعطاف‌پذیری مناسبی برخوردار باشد، می‌تواند نسبت به تغییرات واکنش نشان داده و به سرعت سیستم را به شرایط مناسب بازگرداند.

این محقق در ادامه بیان کرد: در واقع، افزایش انعطاف‌پذیری سیستم‌های قدرت گامی برای بهبود قابلیت اطمینان و پایداری سیستم است. انعطاف‌پذیری سیستم قدرت به عنوان چتری جهت پوشش نیازمندی‌ها مختلف سیستم‌های قدرت استفاده می‌شود تا بتواند شرایط لازم را برای مدیریت تغییرات فراهم کند.

وی در ادامه بیان کرد: تأمین انرژی جهانی با مشکلاتی مانند نوسانات قیمت، امنیت انرژی و مسائل زیست‌محیطی مواجه است. بشر به زودی با دو بحران بزرگ آلودگی محیط زیست ناشی از احتراق سوخت‌های فسیلی و شتاب فزاینده برای تخلیه این منابع روبه‌رو می‌شود. دلیل اصلی این چالش‌ها، سهم قابل‌توجه سوخت‌های فسیلی در ترکیب سبد انرژی است.

کریمی تصریح کرد: سوخت‌های فسیلی در حال حاضر بیش از ۸۰ درصد از انرژی جهان را تشکیل می‌دهند. گرمایش زمین، تغییرات اقلیمی و خشک‌سالی‌های گسترده مهم‌ترین تهدید‌ها برای زندگی بشر هستند از طرفی نفوذ منابع انرژی تجدیدپذیر هرساله رو به افزایش است. به همین جهت، ارائه الگوریتمی که بتواند بصورت همزمان هزینه‌های بهره‌برداری و انعطاف‌پذیری سیستم را بهینه کند ضروری است.

وی تصریح کرد: در این طرح پژوهشی مدیریت انرژی چندلایه پیشنهاد شده که به‌صورت همزمان هزینه‌های بهره‌برداری روزانه، انعطاف‌پذیری سمت تقاضا و انعطاف‌پذیری سمت تولید را بهینه می‌کند.

این محقق ادامه داد: هدف اصلی طرح، ارائه مدل سه لایه است که به‌صورت همزمان هزینه بهره‌برداری و انعطاف‌پذیری سیستم را در نظر می‌گیرد تا بتواند شرایط مناسبی را برای ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر فراهم کند. این طرح نه تنها انعطاف‌پذیری را بهبود می‌بخشد بلکه از ایجاد اوج بار جدید در شبکه برق نیز جلوگیری می‌کند.