4 Aşağıdakı Akıllı Şəbəkə Texnologiyaları Yeni Enerji Sistemi üçün: Daşınma Şəbəkələrindəki İnnovasiyalar
1. Yeni Material və Təchizatın R&D-i və Aktivlərin İdarə Edilməsi
1.1 Yeni Material və Komponentlərin R&D-i
Farklı yeni materiallar, enerjinin çevrilməsi, elektrik gücünün verilmesi və idarə edilməsi kimi proseslərdə bir neçə tipli elektrik təchizatı və istifadə sistemlərində direkt nöqtələr olaraq xidmət edir və bu da operasiya effektivliyini, təhlükəsizliyini, etibarlılığını və sistem maliyyətini müəyyən edir. Məsələn:
Yeni həvəsləndirici materiallar, enerji sarflanmasını azaltmaqla, enerji çatışması və mühit zədələnməsi kimi problemləri həll edə bilər.
İleri elektrik manyetik materialların akıllı şəbəkə sensorlarında tətbiqi, sistemin işləmə etibarlılığını artırmağa kömək edir.
Yeni izolyasiya materialları və izolyasiya strukturları, elektron təchizatının inteqrasiyasından yaranan daha tez rast gələn transient impuls qalıcı voltaj problemlərini həll edə bilər.
Üçüncü nəsil yarıiletgər materialları (gallium nitrit (GaN) və silis karbid (SiC) ilə təmsil olunur) əsasında inkişaf etdirilmiş növbəti microwave radio frekans cihazları və elektron təchizatları, kommunikasiya və elektron sahələrində enerji saxlama və istifadənin azaldılması üçün texniki dəstək təmin edə bilər.
1.2 Yeni Elektrik Təchizatı və Elektrik Istifadə Obiektlərinin R&D-i
Xüsusi yeni məhsullar nöqtəsində, təşkilatlar, xüsusən də yumşaq normal açıq anahtarlama təchizatı olan yeni elektron təchizatları inkişaf etdirir. Bu cihazlar, bağlı liniyalarda aktiv və reaktiv gücü idarə edərək, enerjinin bərabərləşdirilməsi, voltajın yaxşılaşdırılması, yükün köçürülmesi və səhv cürrentinin məhdudlaşdırılması kimi funksiyaları yerinə yetirirlər.
Enerji İnterneti dalğası arasında, yeni texnologiyaların "funksiya + izləmə + elektronlaşdırma + rəqəmsallaşdırma + isə salma" realasdırılması, təşkilatların aşağı səviyyəli taklitlərdən yüksək səviyyəli istehsalata, tək məhsullardan kompleks həllərə, istehsal fabrikalarından innovasiya güdümlü obiektlərə keçməsinə imkan verir. Bu, aşağı voltajlı elektrik təchizatının istehsalatı və inovasiyasının karbon ayırmadan, rəqəmsallaşdırmadan və davamlı inkişafın təmin edilməsinə kömək edir.
1.3 Elektrik Təchizatı Üçün Tam Dövrün Aktivlər İdarə Edilmə Texnologiyası
Növbəti tip elektrik təchizatı və elektrik istifadə cihazlarının geniş variasiyası, elektrik təchizatının tam dövrün idarə edilməsi və ekoloji dizaynının son derecə önəmli olduğunu göstərir. Bütün təchizatın təhlükəsiz işləməsi təmin edilərkən, iqtisadi effektivlik də təmin edilməlidir.
Tam dövrün operasiya və servis ömrü, alış tələbləri, təchizatın qəbulu, istehsal və operasiya, və demontaj evrelerini örtür. Aktivlər idarə edilməsində, məlumat paylaşımını və idarə edilməni optimallaşdırmaq üçün inteqrasiya dizaynı tətbiq olunmalıdır. "İnternet +" kimi texnologiyaların tətbiqi, idarə edilmə sahəsini genişləndirmək və idarə edilmə effektivliyini artırmak üçün lazımdır.
2. Dağıtılan Nəqliyyat və Mikroşəbəkə Texnologiyası
2.1 Dağıtılan Yeni Enerji Nəqliyyat Texnologiyası
2.1.1 Effektiv və İqtisadi Yeni Enerji və Yenilənən Enerjinin İnkişaf Texnologiyası
Yeni enerji inkişaf texnologiyalarının inkişafı ilə birlikdə, bəzi yenilənən enerji mənbələri (məsələn, şəffəf və güneş enerjisi) yüksək səviyyədə tətbiq edilib və elektrik təchizatı sistemlərində lider rol oynayırlar. Amma, daha az maliyyətli və daha effektiv entegre fotovoltaik panel texnologiyalarını inkişaf etdirmək hələ də vacibdir.
Bununla birlikdə, hidrogen enerjisi, jeotermal enerji və biyoenerji kimi digər enerji mənbələrinin inkişafını daha da təşviq etmək lazımdır. Məsələn, hidrogen hazırlanması-saxlanması-nəqliyyatı, çoxlu mərhələli jeotermal istifadəsi və biyoyanacaq texnologiyaları.
Əlavə olaraq, mərkəzi və dağıtılan yeni enerjinin koordinasiya inkişafı, nəqliyyat zədələnmələrini azaltmaq, yeni enerjinin istifadə effektivliyini artırmaq və şəbəkənin yeni enerjiyi qəbul etmə qabiliyyətini artırmaqla, daha yaxşı sosial və iqtisadi fayda təmin edə bilər.
2.2 Dağıtılan Enerji Planlaşdırma Texnologiyası
Dağıtılan enerjinin planlaşdırılmasında və optimallaşdırılmasında mühüm addım, müxtəlif tərəflər arasında məlumat mübadiləsi və dispetçerlik koordinasiyası barədə məlumat bariyerlərinin pozulmasıdır.
Texniki perspektivdən, planlaşdırma evrəsində daha çox texniki məhdudiyyətlər nəzərə alınmalıdır, bu da təsadüfi voltaj səviyyəsi, qısa mərhələli cürrent səviyyəsi və enerji keyfiyyəti (titrəmə, harmonik) kimi məsələləri daxil edir.
Riyazi perspektivdən, çoxsaylı məqsədlər və çoxsaylı təsadüf kombinasiya optimallaşdırma metodu çox mürəkkəbdir. Bu səbəbdən, resurs və operasiyanı inteqrasiya edən çoxsaylı məqsəd optimallaşdırma planlaşdırması vacibdir.
Əlavə olaraq, diqqət yetirilməlidir: dağıtılan enerji ilə sistemlərin şəbəkə analizi və qiymətləndirməsi; elektrik təchizatı sistemlərinin və kommunikasiya şəbəkələrinin inteqrasiya və optimal planlaşdırılması araşdırılması; və kompleks nəzarət, risk və iqtisadi analiz üçün modellər və simulyasiya alətlərinin inkişafı.
2.3 Dağıtılan Yeni Enerjinin Nəqliyyatına Aktiv Dəstək Texnologiyası
Dağıtılan nəqliyyat (DG) yalnızca müəyyən aralıqdakı frekans və voltaja uyğunlaşmalıdır, amma tez dəyişən frekans və voltajı də məhdudlaşdırmalıdır.
Hazırda, bəzi alimlər "inertiya-stiffness kompensatoru" təklif etmişlər, bu, sistem enerji çatışması yaşandığında DG-nin instant frekans və voltaj dəstək təmin etməsinə imkan verir. DG-nin frekans inertiyası dəstək qabiliyyəti, enerji dəyişiklikləri zamanı təmin edilən aktiv gücü kompensasiya edərək kvantitatif olaraq ifadə olunur, bu da növbəti şəbəkə qoşulma standartlarının tərtib olunmasına əsas verir.
2.4 Dağıtılan Yeni Enerjinin Nəqliyyatı Çıxış Proqnoz Texnologiyası
Dağıtılan yeni enerjinin nəqliyyatı, geniş spasial paylanışı, mürəkkəb mikrometeoroloji xüsusiyyətləri və binalar və insan faaliyyətlərinin ciddi təsiri ilə belə çıxış proqnozu çətinləşir.
Hazırda, dağıtılan yeni enerjinin nəqliyyatı çıxışının araşdırılması, hava proqnozu və iklim şərtləri əsasında enerji nəqliyyatı proqnozu üzərində odaklanır, natural şərtlərin yeni enerji çıxışına təsiri üzərində çox vurgu edir. Bu, DG-nin spasial paylanışı və insan sosial faaliyyətləri ilə bağlı faktorları nəzərə almır.
2.5 Dağıtılan Yeni Enerjinin Nəqliyyatı Klaster İdarə Etme Texnologiyası
Dağıtılan idarə etmə, yüksək yeni enerji penetrasiyası olan elektrik təchizatı sistemlərində DG üçün ideal klaster idarə etme üsuludur.
Hazırda, dağıtılan yeni enerjinin nəqliyyatı klaster idarə etme texnologiyası haqqında araşdırma hələ başlangıç mərhələsindədir. İlgili nəticələr, əsasən tək enerji nəqliyyat cihazlarının idarə edilməsi üzərində odaklanır, şəbəkəyə qoşulan bir neçə yeni enerji nəqliyyat cihazlarının koordinasiya idarə etme strategiyalarını az nəzərə alır.
Hələ həll edilməmiş mühüm suallar var: enerji dəyişiklikləri zamanı bir neçə inversordan təsadüfi enerji paylanmasının mekanizmi; bir neçə inversordan təsadüfi müddət idarə etme strategiyalarının təsir mekanizmi; və tradisional droop idarə etmə (aktiv gücü-frekans və reaktiv gücü-voltaj xüsusiyyət xətləri əsasında) şəbəkə liniyalarının direnci mühüm olduğunda, DG-nin ilk dərəcəli frekans və voltaj nəzarətinə qoşulmasını məhdudlaşdırır.
2.6 Dağıtılan Enerji Saxlama Texnologiyası
Enerji perspektivindən, yeni tip elektrik təchizat sistemlərində statik və dinamik problemlər, fərqli zaman miqyasında enerji bərabərsizliyi problemləridir:
Nisbi uzun zaman miqyasında, piki yüklərə aid periodlarda, nəqliyyat və yüklər arasındakı enerji bərabərsizliyi, piki-dip fərq kimi statik problemlərə səbəb olur.
Nisbi qısa zaman miqyasında, enerji dəyişikliklərindən birinci dərəcəli frekans/voltaj nəzarətinə qədər, elektron təchizatları, senkron jeneratordan rotor inertiyasına malik deyil və sistem enerji bərabərsizliyi nəzərə alanda dəstək təmin edə bilməz, bu da sistem stabilliyini azaldır və enerji keyfiyyətini pisləşdirir.
Dağıtılan enerji saxlama texnologiyası, fərqli zaman miqyasında enerji bərabərsizliyinə səbəb olan statik və dinamik problemlərin həllinə imkan verir.
2.6.1 Enerji Saxlama Üçün Piki Qismələmə və Frekans Nəzarəti Texnologiyası
Dağıtılan pompalanmış saxlama, axın pilləri, litium-ion pillələri və soyut/sıcak saxlama texnologiyaları kimi enerji tipi enerji saxlama, yük piklərini silə bilər, piki-dip fərqlərini tənzimləyə bilər, dalgalanmaları yumaşdırır və zərurətli şəkildə şarj stansiyaları ilə birgə işləyərək, şarj gücü təsirini azaldır, bu da elektrik təchizatının istifadə məhdudluğunu artırır.
Enerji saxlama üçün piki qismələmə və frekans nəzarəti texnologiyası, enerji saxlama sistemlərinə kapasite, cavab verənlilik, maliyyə, təhlükəsizlik və enerji/güç sıxlığı kimi parametrlərə yüksək tələblər qoymur. Bir yeganə enerji saxlama növü bu tələbləri ödəyə bilməz, ona görə də, ümumi üstünlükə malik hibridləşdirilmiş enerji saxlama texnologiyaları haqqında araşdırma lazımdır.
2.6.2 Stabilitə və Enerji Keyfiyyətinin Yaxşılaşdırılması Texnologiyası
Dağıtılan enerji saxlama texnologiyası, yeni tip elektrik təchizat sistemlərinin stabiləsi və enerji keyfiyyətinin yaxşılaşdırılması üçün praktik həll yolu təmin edir.
Bəzi alimlər, enerji saxlama sistemlərini şəbəkəyə qoşulmuş inversor idarə etme strategiyaları ilə koordinasiya edərək, DG-nin sistemə dinamik stabil dəstək təmin etməsinə imkan verən metod təklif etmişlər. Elektron təchizatlarının böyük ölçülü inteqrasiyası ilə birlikdə, şəbəkəyə qoşulmuş inversorlar və enerji saxlama sistemləri sistem dinamik stabiləsinin artırılması üçün vacib vasitə olacaqdır.
Əlavə olaraq, süper kondensatorlar kimi enerji tipi enerji saxlaması, sürətli cavab verənliliklə, elektrik təchizat sistemlərində enerji keyfiyyətinin yaxşılaşdırılmasında mühüm rolnu oynayır. Hazırda, böyük kapasiteli, təhlükəsiz və ekonomik enerji saxlama cihazları, dağıtılan enerji saxlama texnologiyası üçün tamamilə tətbiq olunmayıb, incremental yükün böyük ölçülü inteqrasiyası zamanı piki qismələmə ehtiyacını tamamilə qarşılaya bilmir.
2.6.3 Mikroşəbəkə Texnologiyası
Mikroşəbəkə səviyyəsində müxtəlif dağıtılan resursların koordinasiya idarə edilməsini nəzərə alaraq və mikroşəbəkəni xaricən voltaj/çürüntü mənbəsi kimi bərabərsizləşdirərək, elektrik təchizat sistemlərində frekans və voltaj stabilliyi idarə etməsinin mürəkkəbliyini azalda bilər.
Mikroşəbəkə klaster səviyyəsində enerji köməkləşməsi və dispetçerlik optimallaşdırılmasını nəzərə alaraq, müxtəlif bölgələrdə yeni enerji və yükün komplementar xüsusiyyətlərini istifadə edərək, DG çıxışının dalgalanması və piki-dip fərqləri kimi iqtisadi dispetçerlik problemlərini həll edə bilər.
2.6.4 Yeni Enerji Mikroşəbəkələri üçün Frekans və Voltaj Dinamik Stabilite Texnologiyası
Nisbətən müstəqil və avtonom olan yeni enerji mikroşəbəkələri, elektrik təchizat sistemlərinin oxşar dinamik stabillik problemləri ilə qarşılaşır.
Bəzi alimlər, voltaj mənbəsi virtual synchronik jeneratör (VSG) idarə etme strategiyası təklif etmişlər. VSG, DG-nin dinamik frekans və voltaj dəstək qabiliyyətlərini artırmaq üçün ümumi idarə etme üsuldur. Onun asılı fikri, şəbəkəyə qoşulmuş inversorları, senkron jeneratordan xaricən xüsusiyyətləri (aktiv gücü-frekans və reaktiv gücü-voltaj) təxmir etməkdir.
Tradisional VSG texnologiyası tərəfindən təxmir edilən senkron jeneratordan virtual inertiya və sönümü ümumiyyətlə sabitdir. Fərqli enerji təsirləri altında, sabit inertiya parametrləri mikroşəbəkə frekans dinamik nəzarətinin stabillik və sürətli tələblərini ödəyə bilməz.
Yuxarıdakı nəzərə alınaraq, bəzi alimlər adaptiv virtual inertiya idarə etme texnologiyası təklif etmişlər. Əlavə olaraq, digər alimlər, tradisional droop idarə etməsini yaxşılaşdıraraq, ikinci dərəcəli frekans nəzarətini tradisional droop idarə etməsindən inteqrasiya edərək, inertiya və sönümü xüsusiyyətlərini təxmir edən ümumiləşdirilmiş droop idarə etme texnologiyası təklif etmişlər.
2.6.5 Mikroşəbəkə Klastərləri üçün Makro İdarə Etme Texnologiyası
Mikroşəbəkə klastərlərinin işləməsi və idarə edilməsi üzərində mühüm suallar, bir neçə mikroşəbəkənin birləşdirilmiş idarə edilməsinin necə təmin edilə biləcəyi və enerji köməkləşməsi və optimallaşdırılmış işləmənin necə həll edilə biləcəyi ilə bağlıdır.
Bəzi alimlər, elektrik təchizat səviyyəsi, mikroşəbəkə klaster səviyyəsi, mikroşəbəkə səviyyəsi və vahid səviyyəsi daxilində dörd səviyyəli idarə etme strukturu təklif etmişlər.
Mikroşəbəkə klaster səviyyəsində iki əsas strategiya istifadə olunur: ust-əldən idarə etmə və peer-to-peer idarə etmə.
Ust-əldən idarə etmə, mikroşəbəkələr arasında yüksək kommunikasiya tələb edir və voltaj və frekans nəzarəti üçün ust idarə etmə vahidinə böyük təzyiq qoyur.
Peer-to-peer idarə etmə, bu çətinlikləri aşır: hər bir mikroşəbəkə vahidi, əvvəlcədən təyin edilmiş droop xətləri əsasında özünə malik idarə etmə apara bilər, kommunikasiya və üst idarə etməyə ehtiyac duymaya bilməz.
Bəzi alimlər, AC və DC mikroşəbəkələrindən ibarət hibridləşdirilmiş mikroşəbəkə klasteri üçün idarə etme strategiyası təklif etmişlər. Bu strategiya, AC mikroşəbəkələrin aktiv gücü-frekans xüsusiyyətlərini və DC mikroşəbəkələrin aktiv gücü-voltaj xüsusiyyətlərini standartlaşdıraraq, hibridləşdirilmiş mikroşəbəkə klasteri üçün peer-to-peer idarə etməyə imkan verir.
Mikroşəbəkə klasterlərinin real vaxt dispetçerlik optimallaşdırılmasının çətinliklərini həll etmək üçün, bəzi alimlər, zayıf kommunikasiya şərtlərində də, qismən müşahidə edilən məlumat əsasında optimallaşdırma modellemə
