4 เทคโนโลยีสมาร์ทกริดหลักสำหรับระบบพลังงานใหม่: นวัตกรรมในเครือข่ายการกระจาย

1. การวิจัยและพัฒนาวัสดุและอุปกรณ์ใหม่ & การจัดการสินทรัพย์

1.1 การวิจัยและพัฒนาวัสดุและชิ้นส่วนใหม่

วัสดุต่างๆ ที่เป็นผู้ถือโดยตรงสำหรับการแปลงพลังงาน การส่งไฟฟ้า และการควบคุมการทำงานในระบบการกระจายและการใช้พลังงานแบบใหม่ กำหนดประสิทธิภาพการทำงาน ความปลอดภัย ความเชื่อถือได้ และต้นทุนของระบบโดยตรง ตัวอย่างเช่น:

• วัสดุนำไฟฟ้าใหม่สามารถลดการใช้พลังงาน แก้ไขปัญหาเรื่องการขาดแคลนพลังงานและการปนเปื้อนทางสิ่งแวดล้อม

• วัสดุแม่เหล็กไฟฟ้าขั้นสูงที่ใช้ในเซ็นเซอร์กริดอัจฉริยะช่วยเพิ่มความเชื่อถือได้ในการทำงานของระบบ

• วัสดุฉนวนใหม่และโครงสร้างฉนวนสามารถแก้ไขปัญหาแรงดันไฟฟ้าเกินที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งจากการรวมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังเข้ากับระบบ

• อุปกรณ์ไมโครเวฟและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังรุ่นต่อไปที่พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของวัสดุกึ่งตัวนำรุ่นที่สาม (เช่น ไนไตรด์แกลเลียม (GaN) และคาร์ไบด์ซิลิคอน (SiC)) สามารถให้การสนับสนุนทางเทคนิคในการประหยัดพลังงานและการลดการใช้พลังงานในภาคสื่อสารและอิเล็กทรอนิกส์

1.2 การวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์กำลังไฟฟ้าและสิ่งอำนวยความสะดวกในการใช้ไฟฟ้าใหม่

ในแง่ของผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ เฉพาะเจาะจง บริษัทพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังโดยเฉพาะสวิตช์เปิดแบบนุ่มนวล โดยการควบคุมการไหลของพลังงานจริงและปฏิยานุภาคบนสายส่งที่เชื่อมต่อ อุปกรณ์เหล่านี้สามารถทำหน้าที่เช่น การทรงตัวของพลังงาน การปรับปรุงแรงดัน การโอนโหลด และการจำกัดกระแสความผิดปกติ

ในคลื่นของ Internet of Energy การรวมเทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อให้ "ฟังก์ชัน + การตรวจสอบ + การอิเล็กทรอนิกส์ + การดิจิทัล + ปัญญาประดิษฐ์" ช่วยให้บริษัทสามารถย้ายออกจากการทำซ้ำระดับต่ำไปสู่การผลิตระดับสูง ขยายจากผลิตภัณฑ์เดี่ยวไปสู่โซลูชันที่ครอบคลุม และเปลี่ยนจากโรงงานการผลิตเป็นสถานที่ขับเคลื่อนด้วยนวัตกรรม ทำให้การผลิตและนวัตกรรมอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงดันต่ำสามารถสนับสนุนการลดคาร์บอน การดิจิทัล และการพัฒนาอย่างยั่งยืน

1.3 เทคโนโลยีการจัดการสินทรัพย์ตลอดวงจรชีวิตสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า

ระบบการกระจายและการใช้พลังงานแบบใหม่ประกอบด้วยอุปกรณ์กำลังไฟฟ้าและอุปกรณ์ใช้ไฟฟ้าใหม่หลากหลาย ทำให้การจัดการตลอดวงจรชีวิตและการออกแบบเชิงนิเวศของอุปกรณ์การกระจายไฟฟ้ามีความสำคัญมาก จำเป็นต้องรับประกันการดำเนินงานอย่างปลอดภัยของอุปกรณ์ทั้งหมดในขณะที่บรรลุความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ

การดำเนินงานและบำรุงรักษาตลอดวงจรชีวิตครอบคลุมระยะการต้องการซื้อ ระยะการยอมรับอุปกรณ์ ระยะการผลิตและดำเนินงาน และระยะการปลดประจำการ ในการจัดการสินทรัพย์ ควรดำเนินการออกแบบแบบบูรณาการเพื่อรับประกันการแบ่งปันข้อมูลและการจัดการที่เหมาะสม เทคโนโลยีเช่น "Internet +" ควรถูกรวมเข้ามาเพื่อขยายขอบเขตการจัดการและเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการ

2. เทคโนโลยีการผลิตพลังงานกระจายและไมโครกริด

2.1 เทคโนโลยีการผลิตพลังงานกระจายใหม่

2.1.1 เทคโนโลยีการพัฒนาพลังงานใหม่และพลังงานทดแทนที่มีประสิทธิภาพและประหยัด

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการพัฒนาพลังงานใหม่ แหล่งพลังงานทดแทนบางประเภท (เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์) ได้ถึงระดับการใช้งานสูงและตอนนี้มีบทบาทหลักในระบบการกระจายพลังงาน แต่ยังคงจำเป็นต้องพัฒนาวัสดุใหม่และเทคโนโลยีแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบรวมที่มีต้นทุนต่ำและมีประสิทธิภาพสูง

นอกจากนี้ การพัฒนาแหล่งพลังงานอื่นๆ เช่น พลังงานไฮโดรเจน พลังงานใต้พิภพ และพลังงานชีวมวล ต้องได้รับการส่งเสริมต่อไป ตัวอย่างเช่น เทคโนโลยีการผลิต การเก็บ และการขนส่งไฮโดรเจน เทคโนโลยีการใช้พลังงานใต้พิภพหลายขั้นตอน และเทคโนโลยีเชื้อเพลิงชีวภาพ

นอกจากนี้ การพัฒนาอย่างประสานกันของพลังงานใหม่ที่กระจัดกระจายและรวมศูนย์สามารถลดการสูญเสียในการส่งผ่าน ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานใหม่ และเพิ่มความสามารถของระบบในการรับพลังงานใหม่ ทำให้ส่งมอบประโยชน์ทางสังคมและเศรษฐกิจที่ดีขึ้น

2.2 เทคโนโลยีการวางแผนพลังงานกระจาย

หัวใจของการวางแผนและการปรับปรุงการครอบครองพลังงานกระจายอยู่ที่การแก้ไขข้อจำกัดในการสื่อสารข้อมูลและการประสานงานการจัดการระหว่างหน่วยงานต่างๆ

จากมุมมองทางเทคนิค ต้องพิจารณาข้อจำกัดทางเทคนิคมากขึ้นในระยะการวางแผน รวมถึงระดับแรงดัน ระดับกระแสไฟฟ้าสั้น และคุณภาพไฟฟ้า (การกระพริบ การสั่น)

จากมุมมองทางคณิตศาสตร์ วิธีการวางแผนที่เกี่ยวข้องกับการปรับปรุงแบบผสมผสานหลายเป้าหมายและหลายความไม่แน่นอนมีความซับซ้อนมาก ดังนั้น การวางแผนการปรับปรุงแบบหลายเป้าหมายที่รวมทรัพยากรและการดำเนินงานเป็นสิ่งสำคัญ

นอกจากนี้ ควรให้ความสนใจ: การวิเคราะห์และประเมินระบบที่มีพลังงานกระจาย การศึกษาการรวมและการวางแผนที่เหมาะสมของระบบการกระจายไฟฟ้าและเครือข่ายการสื่อสาร และการพัฒนาโมเดลและเครื่องมือจำลองสำหรับการวิเคราะห์ความน่าเชื่อถือ ความเสี่ยง และเศรษฐกิจอย่างครอบคลุม

2.3 เทคโนโลยีการสนับสนุนอย่างแข็งขันสำหรับการผลิตพลังงานกระจายใหม่

การผลิตพลังงานกระจาย (DG) ต้องสามารถปรับความถี่และความดันภายในขอบเขตที่กำหนด นอกจากนี้ยังต้องสามารถยับยั้งการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของความถี่และความดัน

ในปัจจุบันนักวิชาการบางท่านได้เสนอ "อินเออร์เนีย-สติฟฟ์เนสคอมเพนเซเตอร์" ซึ่งทำให้ DG สามารถให้การสนับสนุนความถี่และแรงดันได้ทันท่วงทีเมื่กระบบมีภาวะขาดแคลนพลังงาน ความสามารถในการสนับสนุนความถี่ของ DG ถูกแสดงออกเป็นปริมาณโดยใช้การชดเชยกำลังไฟฟ้าที่ให้ระหว่างการเปลี่ยนแปลงระดับกำลังไฟฟ้า ทำให้มีพื้นฐานสำหรับการกำหนดมาตรฐานการเชื่อมต่อระบบในภายหลัง

2.4 เทคโนโลยีการทำนายผลผลิตสำหรับการผลิตพลังงานใหม่แบบกระจาย

การผลิตพลังงานใหม่แบบกระจายมีการกระจายทางพื้นที่อย่างกว้างขวาง มีลักษณะภูมิอากาศขนาดเล็กรอบ ๆ ที่ซับซ้อน และได้รับผลกระทบจากอาคารและกิจกรรมของมนุษย์อย่างมาก ทำให้การทำนายผลผลิตเป็นเรื่องที่ยาก

การวิจัยปัจจุบันเกี่ยวกับการทำนายผลผลิตของการผลิตพลังงานใหม่แบบกระจายมุ่งเน้นไปที่การใช้การพยากรณ์อากาศและการสภาพภูมิอากาศในการทำนายการผลิตพลังงาน โดยให้ความสำคัญเกินไปกับผลกระทบของสภาพธรรมชาติต่อผลผลิตพลังงานใหม่ แต่ขาดการพิจารณาลักษณะการกระจายทางพื้นที่ของ DG และปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมทางสังคมของมนุษย์

2.5 เทคโนโลยีควบคุมกลุ่มสำหรับการผลิตพลังงานใหม่แบบกระจาย

การควบคุมแบบกระจายเป็นวิธีการควบคุมกลุ่มที่เหมาะสมสำหรับ DG ในระบบจำหน่ายไฟฟ้าที่มีการเจาะทะลุของพลังงานใหม่สูง

ในขณะนี้ การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีควบคุมกลุ่มสำหรับการผลิตพลังงานใหม่แบบกระจายยังอยู่ในขั้นเริ่มต้น ผลงานที่เกี่ยวข้องมุ่งเน้นไปที่การควบคุมอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าเดี่ยวๆ โดยไม่ได้พิจารณาถึงกลยุทธ์การควบคุมประสานงานสำหรับอุปกรณ์ผลิตพลังงานใหม่หลายเครื่องที่เชื่อมต่อกับระบบผ่านอินเวอร์เตอร์แบบเชื่อมต่อระบบ

ประเด็นสำคัญที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข: กลไกการกระจายกำลังไฟฟ้าที่ไม่สมดุลระหว่างอินเวอร์เตอร์หลายเครื่องระหว่างการเปลี่ยนแปลงระดับกำลังไฟฟ้า; กลไกการปฏิสัมพันธ์ของกลยุทธ์การควบคุมหลายระดับเวลาสำหรับอินเวอร์เตอร์หลายเครื่อง; และความไม่เพียงพอของวิธีการควบคุมแบบดร็อป (บนพื้นฐานของเส้นโค้งลักษณะกำลังไฟฟ้า-ความถี่และกำลังไฟฟ้าปฏิกิริยา-แรงดัน) เมื่อความต้านทานของสายจำหน่ายไฟฟ้าไม่สามารถละเลยได้ ทำให้ DG ไม่สามารถเข้าร่วมในการปรับความถี่และแรงดันขั้นต้นได้

2.6 เทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานแบบกระจาย

จากมุมมองของพลังงาน ปัญหาที่เป็นสถิตและไดนามิกของระบบจำหน่ายไฟฟ้าประเภทใหม่เป็นปัญหาการขาดดุลพลังงานในระดับเวลาที่แตกต่างกัน:

• ในระดับเวลาที่ยาวนานคือช่วงเวลาโหลดสูงสุด การขาดดุลพลังงานระหว่างฝั่งการผลิตและฝั่งโหลดทำให้เกิดปัญหาสถิต เช่น ความแตกต่างระหว่างยอดและแอ่ง

• ในระดับเวลาที่สั้นจากการเปลี่ยนแปลงระดับกำลังไฟฟ้าจนถึงการเปิดใช้งานการปรับความถี่/แรงดันขั้นต้น อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ควบคุมโดยอิเล็กทรอนิกส์ขาดความเฉื่อยของโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส ทำให้ไม่สามารถสนับสนุนระบบในการต่อต้านการขาดดุลพลังงาน ทำให้ความมั่นคงของระบบลดลงและคุณภาพไฟฟ้าเสื่อมโทรม

เทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานแบบกระจายให้ทางออกที่เป็นไปได้ในการแก้ไขปัญหาสถิตและไดนามิกที่เกิดจากความขาดดุลพลังงานในระดับเวลาที่แตกต่างกัน

2.6.1 เทคโนโลยีการลดยอดและปรับความถี่สำหรับการจัดเก็บพลังงาน

การจัดเก็บพลังงานประเภทพลังงาน—เช่น การจัดเก็บพลังงานแบบปั๊ม, แบตเตอรี่ไหล, แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน, และเทคโนโลยีการจัดเก็บความเย็น/ความร้อน—สามารถกำจัดยอดโหลด, ลดยอดและเติมแอ่ง, ทำให้ความผันผวนราบเรียบ และทำงานร่วมกับเสาชาร์จเพื่อลดผลกระทบของกำลังไฟฟ้าในการชาร์จ ทำให้เพิ่มอัตราการใช้ประโยชน์ของอุปกรณ์จำหน่ายไฟฟ้า

เทคโนโลยีการลดยอดและปรับความถี่สำหรับการจัดเก็บพลังงานมีข้อกำหนดสูงต่อระบบการจัดเก็บพลังงานในด้านความจุ, ความเร็วในการตอบสนอง, ต้นทุน, ความปลอดภัย, และความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้า/พลังงาน ประเภทการจัดเก็บพลังงานเดียวไม่สามารถตอบสนองข้อกำหนดเหล่านี้ได้ ดังนั้น การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานผสมที่มีข้อได้เปรียบที่ครอบคลุมจึงจำเป็น

2.6.2 เทคโนโลยีการเพิ่มความมั่นคงและความคุณภาพของไฟฟ้า

เทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานแบบกระจายให้ทางออกที่เป็นไปได้ในการเพิ่มความมั่นคงและความคุณภาพของไฟฟ้าของระบบจำหน่ายไฟฟ้าประเภทใหม่

นักวิชาการบางคนได้เสนอวิธีการที่ประสานงานระบบการจัดเก็บพลังงานกับกลยุทธ์การควบคุมอินเวอร์เตอร์แบบเชื่อมต่อระบบ เพื่อให้ DG สามารถให้การสนับสนุนความมั่นคงไดนามิกต่อระบบ ด้วยการรวมอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ควบคุมโดยอิเล็กทรอนิกส์อย่างใหญ่โตทำให้ความเฉื่อยของระบบลดลง อินเวอร์เตอร์แบบเชื่อมต่อระบบร่วมกับการจัดเก็บพลังงานจะกลายเป็นวิธีการสำคัญในการเพิ่มความมั่นคงไดนามิกของระบบ

นอกจากนี้ การจัดเก็บพลังงานประเภทกำลัง—เช่น ซูเปอร์แคปาซิเตอร์—มีความสามารถในการตอบสนองอย่างรวดเร็วและมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้าของระบบจำหน่ายไฟฟ้า ปัจจุบัน อุปกรณ์การจัดเก็บพลังงานที่มีความจุสูง, ปลอดภัย, และประหยัดสำหรับเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานแบบกระจายยังไม่ได้รับการนำมาใช้อย่างสมบูรณ์ ทำให้ไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการลดยอดของโหลดที่เพิ่มขึ้นอย่างใหญ่โตได้

2.6.3 เทคโนโลยีไมโครกริด

การพิจารณาการควบคุมประสานงานของทรัพยากรที่กระจายอย่างหลากหลายในระดับไมโครกริดและการเท่ากับแหล่งแรงดัน/กระแสไฟฟ้าภายนอกสามารถลดความซับซ้อนของการควบคุมความมั่นคงของความถี่และแรงดันในระบบจำหน่ายไฟฟ้า

การพิจารณาการช่วยเหลือและปรับปรุงการจัดสรรพลังงานในระดับกลุ่มไมโครกริดสามารถใช้ประโยชน์จากลักษณะที่เสริมกันของพลังงานใหม่และโหลดในภูมิภาคที่แตกต่างกัน เพื่อแก้ไขปัญหาการจัดสรรพลังงานเชิงเศรษฐศาสตร์ เช่น การเปลี่ยนแปลงผลผลิตของ DG และความแตกต่างระหว่างยอดและแอ่ง

2.6.4 เทคโนโลยีความมั่นคงไดนามิกของความถี่และแรงดันสำหรับไมโครกริดพลังงานใหม่

ในฐานะภูมิภาคที่ค่อนข้างอิสระและปกครองตนเอง เครือข่ายพลังงานใหม่ขนาดเล็กเผชิญกับปัญหาความเสถียรภาพไดนามิกคล้ายคลึงกับระบบจ่ายไฟฟ้า

นักวิชาการบางท่านได้เสนอวิธีการควบคุมของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเสมือน (VSG) แบบแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า VSG เป็นวิธีการควบคุมที่ใช้บ่อยในการปรับปรุงความสามารถในการสนับสนุนความถี่และแรงดันไฟฟ้าของ DG โดยแนวคิดหลักคือการควบคุมอินเวอร์เตอร์เชื่อมต่อสายเพื่อจำลองลักษณะภายนอก (กำลังไฟฟ้า-ความถี่และกำลังไฟฟ้าไร้ปฏิกิริยา-แรงดันไฟฟ้า) ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส

โมเมนตัมเสมือนและความหนืดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสที่จำลองโดยเทคโนโลยี VSG แบบดั้งเดิมโดยทั่วไปแล้วมักจะคงที่ ในกรณีของการรบกวนกำลังไฟฟ้าประเภทต่าง ๆ ค่าพารามิเตอร์โมเมนตัมคงที่ไม่สามารถตอบสนองต่อความต้องการในเรื่องความเสถียรและการตอบสนองอย่างรวดเร็วในการปรับความถี่ของเครือข่ายพลังงานขนาดเล็ก

จากพิจารณาข้างต้น นักวิชาการบางท่านได้เสนอเทคโนโลยีการควบคุมโมเมนตัมเสมือนแบบปรับตัว นอกจากนี้ยังมีนักวิชาการอื่น ๆ ที่เสนอเทคโนโลยีการควบคุมแบบ droop ทั่วไปโดยปรับปรุงการควบคุมแบบ droop แบบดั้งเดิม—รวมการควบคุมความถี่ระดับสองเข้ากับการควบคุมแบบ droop แบบดั้งเดิมเพื่อจำลองลักษณะของโมเมนตัมและความหนืด

2.6.5 เทคโนโลยีควบคุมระดับแมโครสำหรับกลุ่มเครือข่ายพลังงานขนาดเล็ก

ประเด็นสำคัญในการดำเนินการและควบคุมกลุ่มเครือข่ายพลังงานขนาดเล็กคือวิธีการบรรลุการควบคุมที่เป็นเอกภาพของเครือข่ายพลังงานขนาดเล็กหลายแห่งและวิธีการให้ความช่วยเหลือด้านพลังงานและการดำเนินงานที่เหมาะสม

นักวิชาการบางท่านได้เสนอโครงสร้างการควบคุมสี่ระดับสำหรับกลุ่มเครือข่ายพลังงานขนาดเล็ก ประกอบด้วยระดับการกระจายพลังงาน ระดับกลุ่มเครือข่ายพลังงานขนาดเล็ก ระดับเครือข่ายพลังงานขนาดเล็ก และระดับยูนิต

ที่ระดับกลุ่มเครือข่ายพลังงานขนาดเล็ก มีกลยุทธ์หลักสองอย่าง: การควบคุมแบบผู้นำ-ผู้ตามและการควบคุมแบบเท่าเทียมกัน

• การควบคุมแบบผู้นำ-ผู้ตามต้องการการสื่อสารระหว่างเครือข่ายพลังงานขนาดเล็กสูงและสร้างความกดดันให้กับหน่วยควบคุมหลักในการปรับแรงดันและความถี่

• การควบคุมแบบเท่าเทียมกันสามารถแก้ไขข้อบกพร่องเหล่านี้ได้: แต่ละหน่วยเครือข่ายพลังงานขนาดเล็กทำการควบคุมแบบเท่าเทียมกันตามโค้ง droop ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า โดยไม่จำเป็นต้องสื่อสารหรือควบคุมจากระดับบน

นักวิชาการบางท่านได้เสนอวิธีการควบคุมสำหรับกลุ่มเครือข่ายพลังงานขนาดเล็กผสมผสานระหว่างเครือข่าย AC และ DC วิธีการนี้ทำให้มาตรฐานลักษณะของกำลังไฟฟ้า-ความถี่ของเครือข่าย AC และลักษณะของกำลังไฟฟ้า-แรงดันของเครือข่าย DC ได้รับมาเป็นมาตราฐานการควบคุมที่เป็นเอกภาพ ทำให้สามารถควบคุมแบบเท่าเทียมกันของกลุ่มเครือข่ายพลังงานขนาดเล็กผสมผสานได้

เพื่อแก้ไขความท้าทายในการจัดสรรเวลาจริงสำหรับกลุ่มเครือข่ายพลังงานขนาดเล็ก นักวิชาการบางท่านได้เสนอวิธีการจำลองสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพของกลุ่มเครือข่ายพลังงานขนาดเล็กบนพื้นฐานของกระบวนการตัดสินใจ Markov ที่สังเกตได้บางส่วน (POMDP) ภายใต้โครงสร้างกระจายอำนาจ วิธีการนี้ทำให้สามารถจำลองการปรับปรุงประสิทธิภาพบนพื้นฐานของข้อมูลที่สังเกตได้บางส่วนได้แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีการสื่อสารอ่อนแอ และใช้ตัวคูณลากรานจ์ในการแยกฟังก์ชันเป้าหมาย ลดความซับซ้อนในการหาคำตอบ งานวิจัยนี้ให้แนวทางสำคัญในการทำให้การจัดสรรเวลาจริงของกลุ่มเครือข่ายพลังงานขนาดเล็กที่มีตัวแปรซับซ้อนและการควบคุมแบบเท่าเทียมกันเป็นไปได้

3. เทคโนโลยีการสื่อสารระหว่างแหล่งและโหลด

เทคโนโลยีการใช้โหลดที่ยืดหยุ่นและการบริหารโหลด

การใช้โหลดที่ยืดหยุ่นเป็นส่วนสำคัญในการพัฒนาการใช้พลังงานอัจฉริยะและการประหยัดพลังงานในอนาคต ซึ่งส่งเสริมการพัฒนาสังคมที่ประหยัดพลังงาน

การวิจัยเทคโนโลยีการควบคุมโหลดที่ยืดหยุ่นรวมถึง:

• การจำแนกและจำลองโหลดที่ยืดหยุ่นตามลักษณะเฉพาะ เพื่อใช้ศักยภาพของความยืดหยุ่นของโหลดอย่างเต็มที่

• การปรับปรุงกลไกโหลดที่ยืดหยุ่นอย่างแข็งขันและส่งเสริมการสร้างโครงการสาธิต

• การใช้เทคโนโลยีอัจฉริยะในการวิเคราะห์พฤติกรรมผู้ใช้อย่างแตกต่างกันและปรับปรุงความแม่นยำในการควบคุม

การบริหารโหลดที่มีประสิทธิภาพสามารถลดความไม่สมดุลระหว่างการผลิตและการบริโภคในระบบพลังงานใหม่ที่เกิดจากความไม่เสถียรของพลังงานใหม่และความไม่แน่นอนทางด้านโหลด ขณะนี้เทคโนโลยีการบริหารโหลดไฟฟ้ามีฟังก์ชันต่าง ๆ เช่น การบริหารค่าไฟฟ้า การบริหารการสูญเสียไฟฟ้า การวิเคราะห์การขโมยไฟฟ้า และการแบ่งปันข้อมูล

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีขับเคลื่อนด้วยข้อมูล พลังงานเสมือน และการสื่อสาร 5G ระบบการบริหารโหลดไฟฟ้าจะได้รับการปรับปรุงอย่างมากในด้านการคาดการณ์ข้อมูลโหลด เทคโนโลยีการควบคุมโหลดอย่างประสานกัน และประสิทธิภาพในการบริหาร ซึ่งจะสนับสนุนการดำเนินงานอย่างประสานกันของส่วนประกอบต่าง ๆ (เช่น การผลิตพลังงานกระจาย อุปกรณ์รถยนต์ไฟฟ้า และระบบเก็บพลังงาน) และเพิ่มการใช้ทรัพยากรอย่างเหมาะสม

3.1 วิธีการคำนวณกระแสไฟฟ้าที่พิจารณาความไม่แน่นอนของแหล่งและโหลด

การคำนวณกระแสไฟฟ้าเป็นพื้นฐานสำคัญในการวางแผนและดำเนินการจัดสรรระบบจ่ายไฟฟ้า

ขณะนี้ นักวิชาการบางท่านได้เสนอวิธีการคำนวณกระแสไฟฟ้าที่พิจารณาความไม่แน่นอนของการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์และลม นอกจากนี้ นักวิชาการอื่น ๆ ยังได้เสนอวิธีการคำนวณกระแสไฟฟ้าที่พิจารณาความไม่แน่นอนของโหลดและการตอบสนองของโหลดต่อความต้องการลดความสูงสุด

โดยรวมแล้ว การวิจัยที่มีอยู่ได้พิจารณาความไม่แน่นอนในลิงค์ต่าง ๆ ของการสื่อสารระหว่างแหล่งและโหลด และเสนอวิธีการคำนวณกระแสไฟฟ้าสำหรับความไม่แน่นอนแต่ละรายการ แต่ยังขาดการวิเคราะห์แบบรวมที่ครอบคลุมความไม่แน่นอนหลายรายการและผลกระทบจากการทำงานร่วมกัน ซึ่งจำกัดความแม่นยำในการคำนวณกระแสไฟฟ้าในระบบจ่ายไฟฟ้าชนิดใหม่ที่ซับซ้อน

3.2 เทคโนโลยีการจัดสรรที่เหมาะสมหลายเป้าหมายสำหรับระบบจ่ายไฟฟ้าภายใต้โหมดการสื่อสารระหว่างแหล่งและโหลด

ภายใต้โหมดการสื่อสารระหว่างแหล่งและโหลด การตัดสินใจในการจัดสรรมีผลอย่างมากต่อความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของการดำเนินงานของระบบ

ปัจจุบัน นักวิชาการบางคนได้เสนอวิธีการปรับแต่งกระแสไฟฟ้าแบบหลายเป้าหมายโดยใช้อัลกอริทึมการปรับแต่งแบบกรวยลำดับที่สองและการปรับแต่งแบบฝูงอนุภาค วิธีการเหล่านี้ใช้ชุดคำตอบที่เหมาะสมตามหลักพาราโตเพื่อประเมินทางเลือกที่อาจเหมาะสมในหลายมิติ มอบทางเลือกในการตัดสินใจที่ยืดหยุ่นขึ้นให้แก่ผู้จัดสรร และช่วยให้สามารถดำเนินการจัดสรรที่ปลอดภัย มั่นคง และคุ้มค่าภายใต้โหมดการสื่อสารระหว่างแหล่งและโหลด

3.3 เทคโนโลยีการดำเนินงานแบบเศรษฐกิจในสภาพแวดล้อมตลาดพลังงาน

การนำพาให้มีการมีส่วนร่วมของหลายฝ่ายในธุรกรรมตลาดพลังงานผ่านวิธีการกระตุ้นต่างๆ เป็นเครื่องมือสำคัญในการส่งเสริมการสื่อสารระหว่างแหล่งและโหลด รูปแบบเทคโนโลยีเฉพาะเจาะจงรวมถึงการตอบสนองตามความต้องการ (DR) และโรงไฟฟ้าเสมือน (VPPs)

ขณะนี้ การวิจัยที่เกี่ยวข้องเน้นไปที่การใช้กลไกการกระตุ้นด้วยราคาเพื่อกระตุ้นความสนใจในการมีส่วนร่วมของผู้ใช้ เพื่อสำรวจและระดมทรัพยากรที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ในระบบอย่างเต็มที่ นักวิชาการบางคนได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับ: การรับรู้สถานการณ์โดยรวมของแหล่ง-สายส่ง-โหลด; การประเมินความสามารถในการตอบสนองในเวลาจริง; การดำเนินการตามกลยุทธ์การตอบสนองจากกลุ่มสู่รายบุคคล; เทคโนโลยีการควบคุมประสานงานระหว่างแหล่ง-สายส่ง-โหลด; และลักษณะหลายระดับเวลาของโหลด การวิจัยนี้นำเสนอแนวคิดสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีการทรงกลมพลังงานแบบไดนามิกของระบบบนพื้นฐานของการตอบสนองตามความต้องการ

การวิจัยเกี่ยวกับการสื่อสารระหว่างแหล่งและโหลดมุ่งเน้นที่สองด้าน: เทคโนโลยีการวิเคราะห์และปรับแต่งกระแสไฟฟ้า และกลไกการแนะนำตลาด

ในด้านเทคโนโลยีการวิเคราะห์และปรับแต่งกระแสไฟฟ้า เทคโนโลยีที่มีอยู่ละเลยลักษณะการเชื่อมโยงทั้งพื้นที่และเวลาและการเชื่อมโยงอุณหภูมิที่เกิดจากการรวมกันของแหล่งและโหลดในระบบกระจายพลังงาน ทำให้ยากที่จะปรับปรุงความแม่นยำในการควบคุมกระแสไฟฟ้าของระบบกระจายพลังงานประเภทใหม่และบรรเทาความแตกต่างระหว่างช่วงสูงสุดและต่ำสุดในระยะเวลาสั้น

ในด้านกลไกการแนะนำตลาด โดยคำนึงถึงการหน่วงเวลาที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ของการตอบสนองโหลด การตอบสนองตามความต้องการไม่สามารถแก้ไขปัญหาความแตกต่างระหว่างช่วงสูงสุดและต่ำสุดของระบบกระจายพลังงานได้อย่างสมบูรณ์ จำเป็นต้องรวมเทคโนโลยีการควบคุมโหลดที่ยืดหยุ่นลึกซึ้งเพื่อให้เส้นโค้งการใช้พลังงานของโหลดสามารถติดตามเส้นโค้งการผลิตพลังงานทดแทนในเวลาจริง ทำให้สามารถทรงกลมแหล่ง-โหลดได้ในเวลาจริง แก้ไขปัญหาความแตกต่างระหว่างช่วงสูงสุดและต่ำสุดอย่างมูลฐาน และเพิ่มอัตราการใช้ประโยชน์ของอุปกรณ์กระจายพลังงาน

4. เทคโนโลยีการกระจายพลังงานกระแสตรง

ขณะนี้ การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการกระจายพลังงานกระแสตรงมุ่งเน้นไปที่ด้านต่อไปนี้:

4.1 ลำดับแรงดันและมาตรฐาน

ขณะนี้ ยังไม่มีมาตรฐานสากลที่เป็นเอกภาพสำหรับลำดับระดับแรงดันการกระจายพลังงานกระแสตรง

นักวิชาการทั้งในและต่างประเทศได้เสนอแผนการเลือกระดับแรงดันกระแสตรงต่างๆ ตามปัจจัยต่างๆ เช่น ความจุในการจ่ายไฟ ค่าใช้จ่ายในการลงทุน ระดับการผลิตอุปกรณ์กระแสตรง ความต้องการด้านคุณภาพพลังงาน ความคุ้มค่าในการกระจายพลังงาน และลักษณะความต้องการโหลดของสภาพแวดล้อมการกระจายพลังงานที่หลากหลาย

ประเทศจีนได้ประกาศ GB/T 35727—2017 แนวทางสำหรับแรงดันการกระจายพลังงานกระแสตรงระดับกลางและต่ำในเดือนธันวาคม 2017 ขณะนี้ มาตรฐานที่เกี่ยวข้องเน้นที่การวางแผนระดับแรงดันสำหรับระบบการกระจายพลังงานกระแสตรงสาธารณะระดับกลางและต่ำ ในขณะที่ขาดมาตรฐานละเอียดสำหรับการวางแผนลำดับแรงดันกระแสตรงในสภาพแวดล้อมเฉพาะ เช่น ระบบสื่อสาร การจ่ายไฟอาคาร การจ่ายไฟเรือ และระบบรถไฟฟ้ารางในเมือง

4.2 เทคโนโลยีการป้องกันข้อผิดพลาดสำหรับระบบการกระจายพลังงานกระแสตรง

เทคโนโลยีการป้องกันข้อผิดพลาดเป็นเครื่องมือสำคัญในการรับรองการดำเนินงานอย่างปลอดภัยของเครือข่ายการกระจายพลังงานกระแสตรง

การปรากฏของอุปกรณ์การกระจายพลังงานใหม่ (แสดงโดยคอนเวอร์เตอร์แหล่งกำเนิดแรงดันสองระดับและคอนเวอร์เตอร์หลายระดับโมดูลาร์) และโครงสร้างวงจรวงได้เปลี่ยนแปลงลักษณะข้อผิดพลาดของเครือข่ายการกระจายพลังงานอย่างลึกซึ้ง

นักวิชาการบางคนได้เสนอกลยุทธ์การป้องกันตามการเปรียบเทียบทิศทางกระแส ความสูงสุดเปรียบเทียบ การคาดการณ์ทิศทาง และ "การจดจำจริงเวลาเดียว การระบุตำแหน่งหลายสาขาในระยะสั้น" ซึ่งได้เพิ่มความเร็วในการระบุประเภทข้อผิดพลาดและความน่าเชื่อถือในการแยกข้อผิดพลาด

4.3 เทคโนโลยีการควบคุมประสานงานและการปรับแต่งการจัดสรรสำหรับระบบการกระจายพลังงานกระแสตรง

ขณะนี้ กลยุทธ์การควบคุมแรงดันสำหรับเครือข่ายการกระจายพลังงานกระแสตรงมีสามวิธีหลัก: การควบคุมแบบนาย-ทาส การควบคุมแบบลดระดับ และการควบคุมขอบเขตแรงดัน

บนพื้นฐานประสบการณ์โครงการสาธิตเครือข่ายการกระจายพลังงานกระแสตรง การควบคุมแบบนาย-ทาสเป็นวิธีการควบคุมแรงดันที่ใช้กันอย่างกว้างขวางที่สุดสำหรับเครือข่ายการกระจายพลังงานกระแสตรงในระยะนี้

นักวิชาการบางคนได้เสนอกลยุทธ์การควบคุมแรงดันที่ปรับปรุงแล้ว เช่น กลยุทธ์การควบคุมความลาดเอียงความคลาดเคลื่อนแรงดันกระแสตรงที่รวมการควบคุมแบบลดระดับและการควบคุมความคลาดเคลื่อน กลยุทธ์นี้客服似乎在回复中被截断了，我将接着翻译剩余的部分： 该策略克服了偏差控制响应速度慢和下垂控制稳态误差的问题。

随着分布式发电、储能和柔性负荷的大规模集成，微电网将成为实现电力系统友好接入和高效吸收新能源的重要方式。结合直流配电技术的交直流微电网集群协调控制技术是未来值得关注的研究方向。

5. 数字化配电网络技术

5.1 电气设备智能化技术

กลยุทธ์นี้ได้แก้ไขปัญหาความช้าในการตอบสนองของการควบคุมความคลาดเคลื่อนและการควบคุมแบบลดระดับที่มีความคลาดเคลื่อนในภาวะคงที่

ด้วยการรวมกันของกำเนิดไฟฟ้าแบบกระจาย การเก็บพลังงาน และโหลดที่ยืดหยุ่นอย่างมาก ไมโครกริดจะกลายเป็นวิธีการสำคัญในการส่งเสริมการเชื่อมต่ออย่างมิตรภาพและการดูดซับพลังงานทดแทนอย่างมีประสิทธิภาพในระบบกระจายพลังงาน เทคโนโลยีการควบคุมประสานงานของกลุ่มไมโครกริด AC/DC ร่วมกับเทคโนโลยีการกระจายพลังงานกระแสตรงเป็นทิศทางการวิจัยที่ควรให้ความสนใจในอนาคต

5. เทคโนโลยีเครือข่ายการกระจายพลังงานแบบดิจิทัล

5.1 เทคโนโลยีการควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบอัจฉริยะ

พื้นฐานของเทคโนโลยีการจัดการดิจิทัลคืออุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีความสามารถในการรวบรวมข้อมูล การคำนวณ และการสื่อสาร

• การรวบรวมข้อมูล: เทคโนโลยีการรับรู้แบบบีบอัดสามารถสร้างสัญญาณต้นฉบับได้ด้วยความน่าจะเป็นสูงโดยใช้ข้อมูลระดับต่ำ ซึ่งเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการแก้ไขความขัดแย้งระหว่างต้นทุนของเซ็นเซอร์และประสิทธิภาพในอุปกรณ์ไฟฟ้าอัจฉริยะ

• การคำนวณ: วิธีการทำให้อัลกอริทึมเบาบางลงและนำไปใช้ในการคำนวณขอบเขตเป็นคำถามที่ควรให้ความสนใจ

• การสื่อสาร: การสื่อสารไร้สาย การสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสง และการสื่อสารผ่านพาหะเป็นวิธีหลักในการสื่อสารระยะไกลสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าในขณะนี้ ความปลอดภัยของข้อมูลในเทอร์มินัลอัจฉริยะเป็นประเด็นสำคัญที่ต้องให้ความสนใจในการวิจัยอุปกรณ์ไฟฟ้าอัจฉริยะ

5.2 เทคโนโลยีความโปร่งใสสำหรับระบบจำหน่ายไฟฟ้า (ไมโคร)กริด

เซ็นเซอร์ประเภทต่างๆ ในระบบจำหน่ายไฟฟ้ารูปแบบใหม่สร้างข้อมูลไฟฟ้าและไม่ใช่ไฟฟ้าในปริมาณมาก ผ่านการสร้างฐานข้อมูลตรวจสอบสถานะหลายระดับสำหรับอุปกรณ์ เทคโนโลยีดิจิทัลทำให้สามารถมองเห็นและควบคุมระบบจำหน่ายไฟฟ้ารูปแบบใหม่ได้โดยรวม ค่อยๆ เดินหน้าไปสู่ความโปร่งใส

ปัจจุบัน ในขั้นตอนการรวบรวมข้อมูลจากแหล่งข้อมูลหลายแห่งของเทคโนโลยีการจัดการดิจิทัล อุปกรณ์จำหน่ายไฟฟ้ายังไม่ได้รับการพัฒนาให้มีความอัจฉริยะ ขาดวิธีการในการรวบรวมข้อมูลไฟฟ้าและไม่ใช่ไฟฟ้าหลากหลาย และยังไม่มีมาตรฐานเดียวสำหรับอินเทอร์เฟซการอัปโหลดข้อมูล

ในขั้นตอนการประมวลผลและวิเคราะห์ข้อมูล มีความขาดแคลนเทคโนโลยีการค้นหาความสัมพันธ์ของข้อมูลหลายรูปแบบและประเภท ทำให้ไม่สามารถใช้ข้อมูลความสัมพันธ์ทางกาลเวลาและพื้นที่ที่มีอยู่ในข้อมูลเพื่อการปรับปรุงการดำเนินงานของระบบจำหน่ายไฟฟ้าได้อย่างเต็มที่