چه عواملی تعیین می‌کنند که چه زمانی باید واحدهای پیک در شبکه‌های برق فعال شوند
عوامل تعیین زمان شروع واحدهای پیک شبکه
زمان شروع واحدهای پیک شبکه عمدتاً توسط چندین عامل تعیین می‌شود تا عملکرد پایدار و استفاده کارآمد از منابع در سیستم برق تضمین شود. زیرا عوامل اصلی که بر زمان شروع واحدهای پیک تأثیر می‌گذارند:
1. تغییرات تقاضای بار
دوره‌های بار پیک: در زمان‌هایی که بار شبکه به پیک خود (مانند ساعات کاری یا اوج استفاده از کولر در تابستان) نزدیک می‌شود، ظرفیت تولید اضافی برای برآورده کردن تقاضا لازم است. در چنین مواقعی، ممکن است واحدهای پیک شروع به کار کنند.
دوره‌های غیرپیک بار: در ساعات شب یا دوره‌های دیگر با تقاضای کم برق، شبکه ممکن است نیاز به کاهش تولید داشته باشد تا از تلف شدن انرژی جلوگیری کند. واحدهای پیک می‌توانند خروجی خود را سریعاً تنظیم کنند یا حتی بسته شوند تا تغییرات بار را مدیریت کنند.
2. ناپایایی انرژی‌های تجدیدپذیر
نوسانات انرژی باد و خورشیدی: با افزایش سهم انرژی‌های تجدیدپذیر مانند باد و خورشید در شبکه، ناپایایی و عدم قابل پیش‌بینی آنها چالش‌هایی برای پایداری شبکه ایجاد می‌کنند. هنگامی که سرعت باد یا نور خورشید کافی نیست، واحدهای پیک می‌توانند به سرعت تولید کم شده را جبران کنند.
پیش‌بینی هواشناسی: پیش‌بینی‌های دقیق هواشناسی به مراکز توزیع کمک می‌کند تا تولید انرژی تجدیدپذیر را پیش‌بینی کنند و تصمیم بگیرند که چه زمانی واحدهای پیک را شروع کنند.
3. قیمت‌های بازار برق
نوسانات قیمت: در بازارهای برق، قیمت‌ها بر اساس عرضه و تقاضا متغیر هستند. هنگامی که قیمت‌ها بالا می‌رود (معمولاً به دلیل تقاضای اضافی)، شروع واحدهای پیک می‌تواند از نظر اقتصادی مفیدتر باشد.
هزینه‌های حاشیه‌ای: هزینه حاشیه‌ای (یعنی هزینه تولید یک واحد برق اضافی) واحدهای پیک معمولاً بالاتر است، بنابراین فقط زمانی که قیمت‌های بازار به حد کافی بالا می‌باشند شروع می‌شوند.
4. نیازهای قابلیت اطمینان سیستم
ظرفیت ذخیره: برای تضمین قابلیت اطمینان سیستم، باید مقداری از ظرفیت ذخیره حفظ شود. اگر واحدهای تولید معمولی خراب شوند یا نیاز به تعمیر داشته باشند، واحدهای پیک می‌توانند به عنوان منبع پشتیبان عمل کرده و به سرعت آماده شوند.
کنترل فرکانس و ولتاژ: پایداری فرکانس و ولتاژ شبکه برای عملکرد عادی سیستم برق بسیار مهم است. واحدهای پیک می‌توانند به تغییرات فرکانس و ولتاژ به سرعت واکنش نشان دهند و پایداری شبکه را حفظ کنند.
5. عوامل محیطی و سیاست‌های دولتی
حداکثر میزان تولید آلاینده: برخی مناطق محدودیت‌های صریحی برای تولید آلاینده‌های کربنی و دیگر آلاینده‌ها دارند که بر انتخاب و استفاده از واحدهای پیک تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، واحدهای پیک گاز طبیعی معمولاً محیط‌زیست‌دوستانه‌تر از واحدهای زغال‌سنگ هستند و بنابراین در مناطق با الزامات محیط‌زیستی سختگیرانه‌تر مورد ترجیح قرار می‌گیرند.
حمایت سیاستی: دولت‌ها ممکن است سیاست‌هایی برای تشویق استفاده از منابع پیک انعطاف‌پذیر یا مساعدت‌های مالی برای انرژی‌های تجدیدپذیر ناپایدار ایجاد کنند که نیز بر تصمیم برای شروع واحدهای پیک تأثیر می‌گذارد.
6. مشخصات فنی
سرعت شروع: انواع مختلفی از واحدهای پیک سرعت شروع متفاوتی دارند. به عنوان مثال، توربین‌های گازی می‌توانند در چند دقیقه شروع شوند، در حالی که واحدهای هیدروالکتریک نیز می‌توانند به سرعت واکنش نشان دهند، اما واحدهای زغال‌سنگ زمان بیشتری برای شروع می‌گیرند. بنابراین، انتخاب واحد پیک به سرعت واکنش مورد نیاز شبکه به تغییرات بار بستگی دارد.
نرخ افزایش: نرخ افزایش (یعنی توانایی افزایش خروجی برق در واحد زمان) واحدهای پیک یکی دیگر از عوامل مهم در تعیین مناسب بودن آنها برای واکنش سریع به تغییرات بار است.
7. در دسترس بودن سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی
سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی باتری: در سال‌های اخیر، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی باتری (مانند باتری‌های لیتیوم-یون) به یکی از وسایل مهم پیک تبدیل شده‌اند. هنگامی که سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی ظرفیت کافی دارند، نیاز به شروع واحدهای پیک ممکن است کاهش یابد. برعکس، هنگامی که سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی کم شارژ شده‌اند، ممکن است تعداد شروع واحدهای پیک افزایش یابد.
8. عوامل فصلی
تغییرات بار فصلی: تقاضای بار به طور قابل توجهی در فصول مختلف متفاوت است. به عنوان مثال، افزایش استفاده از کولر در تابستان و نیاز به گرمایش در زمستان هر دو منجر به تغییرات بار می‌شوند که بر تصمیم برای شروع واحدهای پیک تأثیر می‌گذارند.
9. وضعیت زیرساخت‌های شبکه
ظرفیت خطوط انتقال: اگر ظرفیت خطوط انتقال محدود باشد و نتواند برق را از منابع دور به مراکز بار منتقل کند، واحدهای پیک می‌توانند به صورت محلی شروع شوند تا اختناق‌های انتقال را کاهش دهند.
شرایط زیرстанسیون‌ها و تسهیلات توزیع: اگر زیرستانسیون‌ها یا تسهیلات توزیع در حال تعمیر یا به‌روزرسانی باشند، واحدهای پیک می‌توانند به طور موقت خلاصه برق را پر کنند.
خلاصه
تصمیم برای شروع واحدهای پیک یک فرآیند پیچیده است که شامل چندین عامل مانند تقاضای بار، ناپایایی انرژی‌های تجدیدپذیر، قیمت‌های بازار، قابلیت اطمینان سیستم، سیاست‌های محیطی و مشخصات فنی است. مراکز توزیع سیستم برق معمولاً این عوامل را به طور جامع در نظر می‌گیرند و از سیستم‌های پیشرفته نظارت و کنترل برای تنظیم پویای عملکرد واحدهای پیک استفاده می‌کنند تا امنیت، قابلیت اطمینان و عملکرد اقتصادی شبکه تضمین شود.
