نیو پاور سسٹم کے لئے چار کلیدی سمارٹ گرڈ ٹیکنالوجیز: ڈسٹری بیوشن نیٹ ورکس میں نوآوریاں

1. نئے مواد اور معدات کی تحقیق و ترقی اور سامان کا مالکیتی انتظام

1.1 نئے مواد اور نئے جز کی تحقیق و ترقی

مختلف نئے مواد نئے قسم کے بجلی تقسیم اور صرفہ نظاموں میں توانائی کے تبدیلی، بجلی کے منتقلی، اور آپریشنل کنٹرول کے لیے مستقیم کیریئرز کے طور پر کام کرتے ہیں، جو عمل کی کارکردگی، سلامتی، قابلِ اعتمادی، اور نظام کی لاگت کو مستقیماً تعین کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر:

• نئے کنڈکٹیو مواد توانائی کی صرفہ کو کم کر سکتے ہیں، جس سے توانائی کی کمی اور ماحولی آلودگی کے مسائل کا حل ہوسکتا ہے۔

• سوچھے گرڈ سنسروں میں استعمال ہونے والے متقدم الیکٹرانک مغناطیسی مواد نظام کے آپریشن کی قابلِ اعتمادی میں بہتری لاتے ہیں۔

• نئے انسلیشن مواد اور انسلیشن ساختیں بجلی کے الیکٹرانک معدات کی تکامل کے باعث پیدا ہونے والے زیادہ معمولی عابرتی پلس اوورولٹ کے مسائل کو حل کر سکتے ہیں۔

• تیسرے نسل کے سیمی کنڈکٹر مواد (جن کی نمائندگی گیلیم نائٹراڈ (GaN) اور سلیکون کاربائیڈ (SiC) کرتے ہیں) پر مبنی نسل کے مائیکروویو ریڈیو فریکوئنسی دستیابات اور بجلی کے الیکٹرانک دستیابات کی ترقی کو توانائی کی صرفہ کو کم کرنے اور صرفہ کو کم کرنے کے لیے کمیونیکیشن اور الیکٹرانک شعبوں میں فنی مدد فراہم کرسکتے ہیں۔

1.2 نئے بجلی کے معدات اور بجلی کے صرفہ کی سہولیات کی تحقیق و ترقی

مخصوص نئے پروڈکٹس کے لحاظ سے، کمپنیاں نئے بجلی کے الیکٹرانک معدات— خصوصاً نرم عام طور پر کھلتی سوچھی معدات— کی ترقی کرتی ہیں۔ ان دستیابات کو ملحقہ فیڈرز پر فعال اور غیر فعال طاقت کے فلو کو کنٹرول کرتے ہوئے، یہ دستیابات طاقت کی توازن، ولٹیج کی بہتری، لوڈ کی منتقلی، اور فلٹ کرنٹ کی محدودیت جیسے کام کو حاصل کرتے ہیں۔

اینرجی انٹرنیٹ کی لہر کے دوران، نئی ٹیکنالوجیوں کو "فنکشن + مونیٹرنگ + الیکٹرونائزیشن + ڈیجیٹلائزیشن + مصنوعی ذہانت" کو حقیقی بنانے کے لیے داخل کرنا کمپنیوں کو نیچے کے سطح کے نقل کرنے سے اوپر کے سطح کے منصوبہ بندی کے لیے منتقل کرتا ہے، ایکلے پروڈکٹس سے کامل حل تک کی توسیع کرتا ہے، اور منصوبہ بندی کی فیکٹریوں سے اننوفیشن کی طاقت کی فیکٹریوں میں تبدیلی کرتا ہے۔ یہ کم ولٹیج الیکٹرانک معدات کی منصوبہ بندی اور اننوفیشن کو کاربن کم، ڈیجیٹل، اور مستقل ترقی کے لیے معاون بناتا ہے۔

1.3 بجلی کے معدات کے لیے مکمل لائف سائکل کا مالکیتی انتظام کی ٹیکنالوجی

نئے قسم کے بجلی تقسیم اور صرفہ نظاموں میں مختلف نئے بجلی کے معدات اور بجلی کے صرفہ کے دستیابات شامل ہوتے ہیں، جس سے بجلی کے تقسیم معدات کے مکمل لائف سائکل کا انتظام اور ایکولوجیکل ڈیزائن بہت اہم ہوتا ہے۔ یہ ضروری ہے کہ تمام معدات کی سلامت آپریشن کو یقینی بنایا جائے ساتھ ہی معیشتی کارکردگی کو حاصل کیا جائے۔

مکمل لائف سائکل آپریشن اور مینٹیننس کی خریداری کی درخواست کے مرحلے، معدات کی قبولیت کے مرحلے، پروڈکشن اور آپریشن کے مرحلے، اور ریٹائرمنٹ کے مرحلے کو کور کرتا ہے۔ مالکیتی انتظام میں، مکمل ڈیزائن کو نافذ کیا جانا چاہئے تاکہ ڈیٹا کو شیئر کرنے اور مینجمنٹ کو بہتر بنانے کی یقینی بنائی جائے۔ "انٹرنیٹ +" جیسی ٹیکنالوجیوں کو مینجمنٹ کے رقبے کو وسعت دینے اور مینجمنٹ کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے داخل کیا جانا چاہئے۔

2. تقسیم شدہ تولید اور مائیکرو گرڈ ٹیکنالوجی

2.1 تقسیم شدہ نئی توانائی تولید کی ٹیکنالوجی

2.1.1 کارکردگی کے ساتھ نئی توانائی اور نیویبل توانائی کی ترقی کی ٹیکنالوجی

نئی توانائی کی ترقی کی ٹیکنالوجیوں کے ساتھ ترقی کے ساتھ، کچھ نیویبل توانائیوں (مثال کے طور پر، ہوا اور سورجی توانائی) کا ایک بلند سطح کا اطلاق ہو چکا ہے اور اب بجلی تقسیم نظاموں میں ایک غالب مقام رکھتے ہیں۔ تاہم، کم لاگت اور زیادہ کارکردگی کے ساتھ نئے مواد اور مکمل فوٹو وولٹک پینل ٹیکنالوجیوں کی ترقی کرنا اب بھی اہم ہے۔

مزید برآں، دیگر توانائیوں کی ترقی—جیسے ہائیڈروجن توانائی، گیothermal توانائی، اور بائیومیس توانائی—کو مزید ترقی دینا ضروری ہے۔ مثال کے طور پر، ہائیڈروجن کی تیاری، ذخیرہ، اور نقل کی ٹیکنالوجیاں، کئی مرحلوں کی گیothermal استعمال کی ٹیکنالوجیاں، اور بائیو فیول ٹیکنالوجیاں۔

اس کے علاوہ، مرکزی اور تقسیم شدہ نئی توانائی کی متناسب ترقی کو کم کرنے کی کوشش کی جاسکتی ہے، نئی توانائی کی استعمال کی کارکردگی کو بہتر بنانے کی کوشش کی جاسکتی ہے، اور گرڈ کی نئی توانائی کو جذب کرنے کی صلاحیت کو بہتر بنانے کی کوشش کی جاسکتی ہے، جس سے بہتر سماجی اور معیشتی فائدے حاصل ہوسکتے ہیں۔

2.2 تقسیم شدہ توانائی کے منصوبہ بندی کی ٹیکنالوجی

تقسیم شدہ توانائی کی مالکیت کے منصوبہ بندی اور بہتری کے مسئلے کا کلیدی نقطہ مختلف تنظیموں کے درمیان معلومات کی مواصلات کے رکاوٹوں اور ڈسپیچ کے متناسقات کے رکاوٹوں کو توڑنا ہے۔

ٹیکنالوجی کے نظریے سے، منصوبہ بندی کے مرحلے میں زیادہ سے زیادہ ٹیکنالوجیک رکاوٹوں کو دیکھنا ضروری ہے، جس میں ولٹیج کی سطح، شارٹ سرکٹ کرنٹ کی سطح، اور طاقت کی کوالٹی (فلکر، ہارمونکس) شامل ہیں۔

ریاضی کے نظریے سے، ملٹی آبژیکٹیو اور ملٹی انشنٹی کی مجموعی بہتری کے منصوبہ بندی کے طریقے بہت پیچیدہ ہوتے ہیں۔ اس لیے، منصوبہ بندی کی ملٹی آبژیکٹیو بہتری جس میں منصوبہ بندی اور آپریشن کو مل کر کام کرنا ضروری ہے۔

مزید برآں، توجہ دی جانی چاہئے: تقسیم شدہ توانائی کے ساتھ نظاموں کے لیے نیٹ ورک کی تجزیہ اور متعادل کرنے کی تحقیق؛ بجلی تقسیم نظاموں اور مواصلاتی نیٹ ورک کی تکامل اور بہترین منصوبہ بندی کی تحقیق؛ اور مکمل قابلِ اعتمادی، خطرے، اور معیشتی تجزیہ کے لیے ماڈلز اور محاکات کے اوزار کی ترقی۔

2.3 تقسیم شدہ نئی توانائی تولید کے لیے سرگرم معاون ٹیکنالوجی

تقسیم شدہ تولید (DG) کو صرف کچھ حد تک فریکوئنسی اور ولٹیج کو تیار کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، بلکہ فریکوئنسی اور ولٹیج کی تیز تبدیلی کو روکنے کی ضرورت بھی ہوتی ہے۔

ابتدائی طور پر، کچھ محققین نے "اینٹیا-سٹفنس کمپینسر" کا تجویز کیا ہے، جس سے ڈی جی کو نظام میں برقی طاقت کی کمی کے وقت فوری تکان اور ولٹیج کی مدد فراہم کرنے کی صلاحیت ملتی ہے۔ ڈی جی کی تکان کی مدد کی صلاحیت کو برقی طاقت کی تبدیلی کے دوران فراہم کی گئی سرگرم طاقة کی معاوضہ کے ذریعے کمیتی طور پر ظاہر کیا گیا ہے، جس سے بعد میں شبکہ کی شرائط کو تشکیل دینے کا بنیادی مرجع ملتا ہے۔

2.4 وسیع پیمانے پر پھیلے ہوئے نیو انرجی جنریشن کی آؤٹ پٹ کی پیشن گوئی کی تکنالوجی

وسیع پیمانے پر پھیلے ہوئے نیو انرجی جنریشن کی خصوصیات میں وسیع جغرافیائی تقسیم، پیچیدہ ماحولیاتی خصوصیات، عمارتوں اور انسانی سرگرمیوں کا زیادہ اثر شامل ہے، جس سے آؤٹ پٹ کی پیشن گوئی مشکل بن جاتی ہے۔

آج کل وسیع پیمانے پر پھیلے ہوئے نیو انرجی جنریشن کی آؤٹ پٹ کی تحقیق کا بنیادی توجہ کی معدنی حالات اور موسمی شرائط کی روشنی میں برقی طاقت کی پیشن گوئی کے استعمال پر مرکوز ہے، جس میں قدرتی شرائط کے نیو انرجی آؤٹ پٹ پر اثر کو زیادہ توجہ دی گئی ہے۔ یہ ڈی جی کی جغرافیائی تقسیم کی خصوصیات اور انسانی سماجی سرگرمیوں سے متعلق عوامل کو غفلت سے چھوڑ دیتا ہے۔

2.5 وسیع پیمانے پر پھیلے ہوئے نیو انرجی جنریشن کی کلیسٹر کنٹرول تکنالوجی

ڈسٹرائبیوٹڈ کنٹرول نیو انرجی کی زیادہ نفوذ کے ساتھ برقی توزیع نظام میں ڈی جی کے لئے ایک مثالی کلیسٹر کنٹرول طریقہ ہے۔

اب تک وسیع پیمانے پر پھیلے ہوئے نیو انرجی جنریشن کی کلیسٹر کنٹرول تکنالوجی کی تحقیق ابھی شروعاتی مرحلے میں ہے۔ متعلقہ کامیابیاں بنیادی طور پر کسی ایک برقی تولید کے ڈیوائس کے کنٹرول پر مرکوز ہیں، کئی نیو انرجی تولید کے ڈیوائس کے متعدد کنٹرول کے لئے منسلک کنٹرول کی ریاضیات کو کم توجہ دی گئی ہے جو سسٹم کو گرڈ کنیکٹڈ انورٹرز کے ذریعے منسلک کرتے ہیں۔

کلیدی مسائل حل نہیں ہوئے ہیں: برقی طاقت کی تبدیلی کے دوران کئی انورٹرز کے درمیان غیر مساوی برقی طاقت کی تقسیم کا مکمل عمل؛ کئی انورٹرز کے متعدد وقت کے مقیاس کے کنٹرول کی ریاضیات کے درمیان تعامل کا مکمل عمل؛ اور ٹرانسمیشن لائن کی مخالفت کو غفلت سے چھوڑنے کے باوجود روایتی ڈروپ کنٹرول (فعال طاقة-فریکوئنسی اور غیر فعال طاقة-ولٹیج کے خصوصیات کے مطابق) کی کمی، جس سے ڈی جی کو پرائم فریکوئنسی اور ولٹیج کی تنظیم میں شرکت کرنے سے روک دیا جاتا ہے۔

2.6 وسیع پیمانے پر پھیلے ہوئے برقی ذخیرہ تکنالوجی

برقی طاقت کے نقطہ نظر سے، نیو ٹائپ برقی توزیع نظام کے سٹیٹک اور ڈائنامک مسائل بنیادی طور پر مختلف وقت کے مقیاس پر برقی طاقت کی عدم مساوات کے مسائل ہیں:

• پیک لوڈ کے دوران کے نسبتاً لمبے وقت کے مقیاس پر، تولید اور لوڈ کے درمیان برقی طاقت کی عدم مساوات سے پیک-ولی کے فرق جیسے سٹیٹک مسائل پیدا ہوتے ہیں۔

• پاور اسٹیپ چینجز سے لے کر پرائم فریکوئنسی/ولٹیج کی تنظیم کے آغاز تک کے نسبتاً کم وقت کے مقیاس پر، برقی معدنیات کی کمیت میں سینکرون آئی ژنریٹرز کی روتر انرٹیا کی کمیت کی کمی کی وجہ سے سسٹم کو برقی طاقت کی عدم مساوات کے خلاف مدد فراہم نہیں کرسکتی ہے، جس سے سسٹم کی استحکام کم ہو جاتی ہے اور برقی کیفیت کی کیفیت بد ہو جاتی ہے۔

وسیع پیمانے پر پھیلے ہوئے برقی ذخیرہ تکنالوجی مختلف وقت کے مقیاس پر برقی طاقت کی عدم مساوات کے سٹیٹک اور ڈائنامک مسائل کو حل کرنے کے لئے ایک قابل عمل حل فراہم کرتی ہے۔

2.6.1 برقی ذخیرہ کی پیک شیونگ اور فریکوئنسی ریگولیشن تکنالوجی

برقی طاقت کی نوعیت کے ذخیرہ—جن کی نمائندگی وسیع پیمانے پر پھیلے ہوئے پمپ سٹوریج، فلو بیٹریز، لیتھیم آئن بیٹریز، اور سرد/گرم ذخیرہ تکنالوجیاں کرتی ہیں—لوڈ کے پیک کو ختم کر سکتی ہیں، پیک کو کم کر سکتی ہیں، وادیوں کو بھاری کر سکتی ہیں، اور دھڑکن کو ہموار کر سکتی ہیں، اور کارڈنگ پائل کے ساتھ کام کرتے ہوئے کارڈنگ برقی طاقت کے اثرات کو کم کر سکتی ہیں، جس سے برقی توزیع معدنیات کی استعمال کی شرح میں بہتری لائی جاتی ہے۔

برقی ذخیرہ کی پیک شیونگ اور فریکوئنسی ریگولیشن تکنالوجی کی مطلوبہ صلاحیتوں کے لئے برقی ذخیرہ نظاموں پر بالکل کپیسٹی، جواب کی رفتار، قیمت، سلامتی، اور برقی طاقة/برقی کیفیت کی کثافت کی اعلی درجے کی مطالبہ کی جاتی ہے۔ کسی ایک برقی ذخیرہ کی نوعیت کو یہ مطالبہ پورا نہیں کرسکتی ہے، لہذا مکمل فائدہ حاصل کرنے والی مخلوط برقی ذخیرہ تکنالوجیوں کی تحقیق ضروری ہے۔

2.6.2 استحکام اور برقی کیفیت کی بہتری کی تکنالوجی

وسیع پیمانے پر پھیلے ہوئے برقی ذخیرہ تکنالوجی نیو ٹائپ برقی توزیع نظام کے استحکام اور برقی کیفیت کو بہتر بنانے کے لئے ایک قابل عمل حل فراہم کرتی ہے۔

کچھ محققین نے ایک طریقہ پیش کیا ہے جو برقی ذخیرہ نظاموں کو گرڈ کنیکٹڈ انورٹرز کے کنٹرول کی ریاضیات کے ساتھ ملواکر ڈی جی کو سسٹم کو ڈائنامک استحکام کی مدد فراہم کرنے کی صلاحیت دیتا ہے۔ برقی معدنیات کی وسیع پیمانے پر منسلک ہونے سے سسٹم کی انرٹیا کم ہو جاتی ہے، گرڈ کنیکٹڈ انورٹرز کو برقی ذخیرہ کے ساتھ ملواکر سسٹم کی ڈائنامک استحکام کو بہتر بنانے کا ایک اہم ذریعہ بن جاتا ہے۔

علاوہ ازیں، برقی طاقت کی نوعیت کا برقی ذخیرہ—جن کی نمائندگی سوپر کیپیسٹر کرتی ہیں—تیز جواب کی صلاحیت کا مالک ہوتا ہے اور برقی توزیع نظام کی برقی کیفیت کو بہتر بنانے میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ موجودہ طور پر، وسیع پیمانے پر پھیلے ہوئے برقی ذخیرہ تکنالوجی کے لئے بڑی کپیسٹی، سیکیور اور معقول برقی ذخیرہ معدنیات کا مکمل استعمال نہیں ہوا ہے، جس سے بڑے پیمانے پر مضافی لوڈ کی منسلک ہونے کے لئے پیک شیونگ کی ضروریات کو مکمل طور پر پورا نہیں کیا جا سکتا ہے۔

2.6.3 مائیکروگرڈ تکنالوجی

مائیکروگرڈ سطح پر مختلف وسیع پیمانے پر پھیلے ہوئے منابع کی متناسب کنٹرول کو دیکھتے ہوئے اور مائیکروگرڈ کو بیرونی طور پر ولٹیج/کرنٹ سرچ کے طور پر سمجھتے ہوئے برقی توزیع نظام کی فریکوئنسی اور ولٹیج کی استحکام کی کنٹرول کی پیچیدگی کو کم کیا جا سکتا ہے۔

مائیکروگرڈ کلیسٹر سطح پر برقی متبادل اور ڈسپیچ میں بہتری کو دیکھتے ہوئے مختلف خطوں میں نیو انرجی اور لوڈ کی مکمل خصوصیات کو استعمال کرتے ہوئے IEE-Business کے آؤٹ پٹ کے ناپائیداریوں اور پیک-ولی کے فرق جیسے معاشی ڈسپیچ کے مسائل کو حل کیا جا سکتا ہے۔

2.6.4 نیو انرجی مائیکروگرڈ کی فریکوئنسی اور ولٹیج کی ڈائنامک استحکام تکنالوجی

نیو اینرجی مائیکروگرڈز کے طور پر نسبتاً مستقل اور خودمختار علاقے کا سامنا برقی توزیع نظاموں کے مشابہ پوائنٹ آف انفیکشن کے استحکام کے مسائل کے ساتھ ہوتا ہے۔

کچھ علماء نے ولٹیج-سروس ورچوئل سنکرون جنریٹر (VSG) کنٹرول سٹریٹجی کا مقترح کیا ہے۔ VSG DG کے ڈینامک فریکونسی اور ولٹیج سپورٹ کی صلاحیتوں کو بہتر بنانے کا عام کنٹرول طریقہ ہے۔ اس کا مرکزی خیال گرڈ سے منسلک انورٹرز کو کنٹرول کرنا ہے تاکہ سنکرون جنریٹرز کے بیرونی خصوصیات (فعال طاقت-فریکونسی اور غیر فعال طاقت-ولٹیج) کو محاکا کیا جا سکے۔

تدریجی VSG ٹیکنالوجی کے ذریعے محاکا کردہ سنکرون جنریٹرز کا ورچوئل انرتیا اور ڈیمپنگ عام طور پر ثابت ہوتا ہے۔ مختلف قسم کے طاقت کے اختلالات کے تحت، ثابت انرتیا پارامیٹرز مائیکروگرڈ فریکونسی ڈینامک ریگولیشن کے استحکام اور تیزی کی ضروریات کو پورا نہیں کرسکتے۔

اس پر مبنی، کچھ علماء نے تطبیقی ورچوئل انرتیا کنٹرول ٹیکنالوجی کا مقترح کیا ہے۔ علاوہ ازیں دیگر علماء نے تدریجی کنٹرول کو بہتر بنانے کے لیے عمومی تدریجی کنٹرول ٹیکنالوجی کا مقترح کیا ہے - روایتی تدریجی کنٹرول میں دوسری فریکونسی کنٹرول کو شامل کرکے انرتیا اور ڈیمپنگ کی خصوصیات کو محاکا کرنے کے لیے۔

2.6.5 مائیکروگرڈ کلستروں کے لیے ماکرو کنٹرول ٹیکنالوجی

مائیکروگرڈ کلستروں کے آپریشن اور کنٹرول کے متعلق کلیدی مسائل کے درمیان متعدد مائیکروگرڈز کے متحدہ ریگولیشن کو کیسے حاصل کیا جائے اور طاقت کے متبادل معاونت اور مبادی آپریشن کو کیسے عملی جامہ پہنانے کے طریقے شامل ہیں۔

کچھ علماء نے مائیکروگرڈ کلستروں کے لیے چار سطحی کنٹرول ساخت کا مقترح کیا ہے، جس میں پاور ڈسٹریبوشن لیئر، مائیکروگرڈ کلیسٹر لیئر، مائیکروگرڈ لیئر، اور یونٹ لیئر شامل ہیں۔

مائیکروگرڈ کلیسٹر لیئر پر دو اہم سٹریٹجی استعمال کی جاتی ہیں: ماسٹر-سلاو کنٹرول اور پیئر-ٹو-پیئر کنٹرول۔

• ماسٹر-سلاو کنٹرول کے لیے مائیکروگرڈز کے درمیان بالا کماندی کی ضرورت ہوتی ہے اور ماسٹر کنٹرول یونٹ پر ولٹیج اور فریکونسی کی ریگولیشن کے لیے کافی دباؤ ڈالا جاتا ہے۔

• پیئر-ٹو-پیئر کنٹرول ان کمزوریوں کو دور کرتا ہے: ہر مائیکروگرڈ یونٹ پری-سیٹ تدریجی کروزوں کے مبنی پر خود کار پیئر-ٹو-پیئر کنٹرول کرتا ہے، بغیر کماندی یا اوپری لیول کنٹرول کی ضرورت کے۔

کچھ علماء نے AC اور DC مائیکروگرڈز سے ملکر بننے والے ہائبرڈ مائیکروگرڈ کلستروں کے لیے کنٹرول سٹریٹجی کا مقترح کیا ہے۔ یہ سٹریٹجی AC مائیکروگرڈز کی فعال طاقت-فریکونسی خصوصیات اور DC مائیکروگرڈز کی فعال طاقت-ولٹیج خصوصیات کو معیاری کرتی ہے تاکہ متحدہ کنٹرول سکیل حاصل کیا جا سکے، جس سے ہائبرڈ مائیکروگرڈ کلستروں کا پیئر-ٹو-پیئر کنٹرول ممکن ہو سکے۔

مائیکروگرڈ کلستروں کے لیے ریل ٹائم ڈسپیچ آپٹیمائزیشن کے چیلنجز کو حل کرنے کے لیے کچھ علماء نے مجزا ساخت کے تحت پارشیلی آبزرول مارکوف ڈیسیژن پروسیس (POMDP) پر مبنی مائیکروگرڈ کلستروں کے متناسق آپٹیمائزیشن کے لیے مڈلنگ کا مقترح کیا ہے۔ یہ طریقہ کم کمانڈی کی شرائط میں بھی پارشیلی آبزرول معلومات کے مبنی پر آپٹیمائزیشن مڈلنگ کو ممکن بناتا ہے اور لاگرانج ملٹیپلائرز کو استعمال کرتے ہوئے آبجیکٹو فنکشن کو ڈیکپل کرتا ہے، جس سے حل کی پیچیدگی کم ہو جاتی ہے۔ یہ تحقیق مائیکروگرڈ کلستروں کے ریل ٹائم ڈسپیچ آپٹیمائزیشن اور پیئر-ٹو-پیئر کنٹرول کو ممکن بنانے کے لیے اہم ہدایت فراہم کرتی ہے۔

3. سروس-لوڈ انٹریکشن ٹیکنالوجی

مطیع لوڈ کا استعمال اور لوڈ مینجمنٹ ٹیکنالوجی

مطیع لوڈ کا استعمال مستقبل میں سمارٹ انرجی استعمال اور انرجی کوشش کی ترقی کا ایک کلیدی ربط ہے، جو انرجی کوشش کے معاشرے کی ترقی میں مدد کرتا ہے۔

مطیع لوڈ تنظیم ٹیکنالوجی پر تحقیق کے میدان میں شامل ہیں:

• ان کی خصوصیات کے مبنی پر مطیع لوڈ کو درجہ بندی اور مڈلنگ کرنا تاکہ لوڈ الیستانٹیٹی کے پوٹنشل کو مکمل طور پر استخراج کیا جا سکے۔

• مطیع لوڈ مکانیکوں کو سرگرمی سے بہتر بنانا اور مظاہرہ پروجیکٹس کی تعمیر میں ترقی کرنا۔

• ذہین ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے صارفین کے طرز عمل کی متمایز تجزیہ کرنا اور تنظیم کی صحت کو بہتر بنانا۔

اثرآمد کی لوڈ مینجمنٹ نیو انرجی نظاموں میں نیو انرجی کی ناپائیداری اور لوڈ کی جانب سے عدم یقینی کی وجہ سے پیدا ہونے والے فراہمی-مطالبات کے عدم توازن کو کم کر سکتی ہے۔ موجودہ طور پر، برقی لوڈ مینجمنٹ ٹیکنالوجی کے پاس برقی فیس مینجمنٹ، برقی نقصان مینجمنٹ، برقی دaco کی تجزیہ، اور ڈیٹا شیئرنگ جیسی کارکردگیاں موجود ہیں۔

ڈیٹا-ڈرائیو ٹیکنالوجی، ورچوئل پاور پلانٹس، اور 5G کمانڈی کی ترقی کے ساتھ، برقی لوڈ مینجمنٹ سسٹم لوڈ ڈیٹا کی پیشن گوئی، لوڈ کی تنسيق کنٹرول ٹیکنالوجی، اور مینجمنٹ کی کارکردگی کے لحاظ سے مثبت طور پر مزید مضبوط ہوں گے۔ یہ مختلف کمپوننٹس (جیسے موزیع تولید، برقی گاڑیاں، اور انرجی سٹوریج سسٹمز) کے متناسق آپریشن کو مثبت طور پر مدد کرے گا اور وسائل کے معقول استعمال میں بہتری لائے گا۔

3.1 سروس-لوڈ غیر یقینیات کو مدنظر رکھتے ہوئے پاور فلو کیلکیولیشن میتھڈس

پاور فلو کیلکیولیشن برقی توزیع نظام کے منصوبہ بندی اور ڈسپیچ آپریشن کا ایک اہم بنیادی ہے۔

موجودہ طور پر کچھ علماء نے فوٹو وولٹک اور ونڈ پاور آؤٹ پٹ کی غیر یقینیات کو مدنظر رکھتے ہوئے پاور فلو کیلکیولیشن کے طریقے کا مقترح کیا ہے۔ علاوہ ازیں دیگر علماء نے لوڈ کی غیر یقینیات اور لوڈ کی پیک شیوینگ کے مطالبات کے رد عمل کی غیر یقینیات کو مدنظر رکھتے ہوئے پاور فلو کیلکیولیشن کے طریقے کا مقترح کیا ہے۔

کلیہ، موجودہ تحقیقات نے سروس-لوڈ انٹریکشن کے مختلف روابط میں غیر یقینیات کو مدنظر رکھتے ہوئے فردی غیر یقینیات کے لیے پاور فلو کیلکیولیشن کے طریقے کا مقترح کیا ہے۔ تاہم، کئی غیر یقینیات کی مکمل تجزیہ اور ان کے کوپلنگ اثرات کی کمی ہے، جو پیچیدہ نیو ٹائپ برقی توزیع نظاموں میں پاور فلو کیلکیولیشن کی صحت کو محدود کرتی ہے۔

3.2 سروس-لوڈ انٹریکشن میڈ کے تحت برقی توزیع نظام کے لیے ملٹی-اوبلجیکٹ آپٹیمال ڈسپیچ ٹیکنالوجی

سروس-لوڈ انٹریکشن مود کے تحت، ڈسپیچ کے فیصلے سسٹم کے آپریشن کی سلامتی اور قابلِ اعتمادی پر بڑا اثر ڈالتے ہیں۔

حالیہ طور پر، کچھ علماء نے دوسرے درجے کے مخروطی بهینی اور ذرات کے گروہ کے الگورتھم کا استعمال کرتے ہوئے ملٹی آبژیکٹو پاور فلو بہینی کے حل کا تجویز کیا ہے۔ ان حل کے ذریعے پاریٹو کے مثلى حل کے مجموعات کو استعمال کرتے ہوئے ممکنہ مثلى حل کی کئی جہتوں پر تناسب کی جاتی ہے، جس سے ڈسپیچرز کو مزید مسلبی فیصلہ سازی کے اختیارات ملتے ہیں اور سروس-لوڈ انٹریکشن مود کے تحت سلامت، مستحکم اور معقول ڈسپیچ کی وضاحت کرنے میں مدد ملتی ہے۔

3.3 بجلی کے بازار کے ماحول میں معیشتی آپریشن کا تکنالوجی

متعدد اداروں کو مختلف حوصلہ افزائی کے طریقوں کے ذریعے بجلی کے بازار کے معاملات میں حصہ لینے کی رہنما کرنا سروس-لوڈ انٹریکشن کو فروغ دینے کا ایک اہم ذریعہ ہے۔ خاص تکنالوجی کی شکلیں درخواست کے جواب (DR) اور مجازی بجلی کے پلانٹ (VPPs) شامل ہیں۔

حالیہ طور پر، متعلقہ تحقیق قیمت کے حوصلہ افزائی کے نظام کا استعمال کرتے ہوئے صارفین کی شرکت کی رغبت کو برقرار رکھنے پر مرکوز ہے۔ سسٹم کے میں موجود تناسب کی گئی منابع کو مکمل طور پر استعمال کرنے اور متحرک کرنے کے لئے کچھ علماء نے یہ تحقیق کی ہے: سروس-نیٹ-لوڈ کی کلیہ وضع کا احساس؛ جواب کی صلاحیتوں کی حقیقی وقت کی کمیتی تناسب؛ گروہ سے فرد تک جواب کے خطوط کو عمل میں لانے کا طریقہ؛ سروس-نیٹ-لوڈ کے تناسب کی ہدایت کی تکنالوجی؛ اور لوڈ کی کئی وقت کے مقیاس کی خصوصیات۔ یہ تحقیق درخواست کے جواب کے بنیاد پر سسٹم کی متحرک بجلی کے توازن کی تکنالوجی کی ترقی کے لئے خیالات فراہم کرتی ہے۔

سروس-لوڈ انٹریکشن کی تحقیق کا زیادہ تر توجہ دو جہتیں پر مرکوز ہے: پاور فلو کی تجزیہ اور بہینی کی تکنالوجی، اور بازار کی رہنما کے نظام۔

پاور فلو کی تجزیہ اور بہینی کی تکنالوجی کے لحاظ سے، موجودہ تکنالوجیاں سروس-لوڈ کے گروہ کی وجہ سے بجلی کے تقسیم کے نظام میں پیدا ہونے والی وقتی اور مکانی جڑی خصوصیات کو نظر انداز کرتی ہیں، جس کی وجہ سے نیا نوع کے بجلی کے تقسیم کے نظام کی پاور فلو کنٹرول کی صحت میں بہتری کرنا مشکل ہوتا ہے اور کم وقت کے مقیاس پر پیک-ویلی کے فرق کو مساوی کرنا مشکل ہوتا ہے۔

بازار کی رہنما کے نظام کے لحاظ سے، لوڈ کے جواب کے غیر قابلِ اجتناب وقت کے تاخیر کو مد نظر رکھتے ہوئے، درخواست کے جواب کے ذریعے بجلی کے تقسیم کے نظام کا پیک-ویلی کا فرق کو مکمل طور پر حل کرنا ممکن نہیں ہے۔ یہ ضروری ہے کہ گہری مسلبی لوڈ کنٹرول کی تکنالوجی کو شامل کیا جائے تاکہ لوڈ کی توانائی کی استعمال کی کریو کو نیا نوع کی توانائی کی پیداوار کی کریو کے مطابق حقیقی وقت میں ٹریک کیا جا سکے، جس سے حقیقی وقت میں سروس-لوڈ کا توازن حاصل کیا جا سکے، بنیادی طور پر پیک-ویلی کا فرق کا مسئلہ حل کیا جا سکے اور بجلی کے تقسیم کے معدات کی استعمال کی شرح کو بہتر بنایا جا سکے۔

4. DC بجلی کی تقسیم کی تکنالوجی

حالیہ طور پر، DC بجلی کی تقسیم کی تکنالوجی کی تحقیق کا زیادہ تر توجہ درج ذیل جہتیں پر مرکوز ہے:

4.1 ولٹیج کا ترتیب اور معیاری کرنا

حالیہ طور پر DC بجلی کی تقسیم کے ولٹیج کے درجے کے ترتیب کے لئے کوئی متحدہ بین الاقوامی معیار موجود نہیں ہے۔

گھریلو اور بین الاقوامی علماء نے مختلف عوامل کے مبنی پر مختلف DC ولٹیج کے درجے کے ترتیب کے انتخاب کے طریقے پیش کیے ہیں جیسے بجلی کی فراہمی کی صلاحیت، سرمایہ کاری کی لاگت، DC معدات کی تیاری کی سطح، بجلی کی کوالٹی کی درخواستیں، بجلی کی تقسیم کی معیشتیات، اور مختلف مثالی بجلی کی تقسیم کے سناریوں کی لوڈ کی درخواست کی خصوصیات۔

چین نے دسمبر 2017 میں GB/T 35727—2017 میڈیم اور لو وولٹیج DC بجلی کی تقسیم کے ولٹیج کے لئے ہدایات جاری کیں۔ حالیہ طور پر، متعلقہ معیارات میڈیم اور لو وولٹیج عام DC بجلی کی تقسیم کے نظام کے ولٹیج کے درجے کے منصوبہ بندی پر مرکوز ہیں، جبکہ مواصلات کے نظام، عمارات کی بجلی کی فراہمی، جہاز کی بجلی کی فراہمی، اور شہری ریل کے نقل و حمل جیسے خاص سناریوں کے لئے DC ولٹیج کے درجے کے ترتیب کے منصوبہ بندی کے لئے تفصیلی معیارات کی کمی ہے۔

4.2 DC بجلی کی تقسیم کے نظام کے لئے فیلٹ کی حفاظت کی تکنالوجی

فیلٹ کی حفاظت کی تکنالوجی DC بجلی کی تقسیم کے نیٹ ورک کی سلامت آپریشن کے لئے ایک کلیدی ذریعہ ہے۔

نیا نوع کے بجلی کی تقسیم کے معدات (دو درجے کے ولٹیج سرس کے کنورٹرز اور ماڈیولر ملٹی لیول کنورٹرز کی نمائندگی) اور حلقہ نیٹ ورک کی جغرافیائی ساخت کی ظہور نے بجلی کی تقسیم کے نیٹ ورک کے فیلٹ کی خصوصیات کو گہرائی سے تبدیل کر دیا ہے۔

کچھ علماء نے کرنٹ کی سمتوں کے موازنہ، اکسترم کے موازنہ، سمتوں کی پیشن گوئی، اور "ایک شاخ کا حقیقی وقت کی یادداشت، متعدد شاخوں کا کم وقت کی مکانیت" پر مبنی حفاظت کے خطوط پیش کیے ہیں، جس سے فیلٹ کی قسم کی شناخت کی رفتار اور فیلٹ کی مکانیت کی قابلِ اعتمادی میں بہتری ہوئی ہے۔

4.3 DC بجلی کی تقسیم کے نظام کے لئے متناسب کنٹرول اور ڈسپیچ بہینی کی تکنالوجی

حالیہ طور پر، DC بجلی کی تقسیم کے نیٹ ورک کے ولٹیج کے کنٹرول کے خطوط کے لئے بنیادی طور پر تین طریقے شامل ہیں: ماسٹر-سلیو کنٹرول، ڈروپ کنٹرول، اور ولٹیج مارجن کنٹرول۔

DC بجلی کی تقسیم کے نیٹ ورک کے مظاہرہ پروجیکٹ کے تجربے کے مبنی پر، ماسٹر-سلیو کنٹرول موجودہ مرحلے پر DC بجلی کی تقسیم کے نیٹ ورک کے لئے سب سے زیادہ استعمال ہونے والا ولٹیج کنٹرول کا طریقہ ہے۔

کچھ علماء نے متناسب ولٹیج کنٹرول کے خطوط کی تجویز کی ہے، جیسے ڈروپ کنٹرول اور ڈیویشن کنٹرول کو ملایا ہوا DC ولٹیج ڈیویشن سلوپ کنٹرول کا خط۔ یہ خط ڈیویشن کنٹرول کی کم رفتاری اور ڈروپ کنٹرول کی سٹیڈی سٹیٹ کی غلطی کو فتح کرتا ہے۔

ڈسٹری بیوٹڈ جنریشن، اینرجی سٹوریج، اور مسلبی لوڈ کے بڑے پیمانے پر ملنا کے ساتھ، مائیکرو گرڈز بجلی کی تقسیم کے نظام میں نیا نوع کی توانائی کے میٹھے انسداد اور موثر اپشن کے اہم طریقہ بن جائیں گے۔ AC/DC مائیکرو گرڈ کے گروہ کے متناسب کنٹرول کی تکنالوجی DC بجلی کی تقسیم کی تکنالوجی کے ساتھ ایک مستقبل میں توجہ کا لائق تحقیق کا مسیر ہے۔

5. ڈیجیٹل بجلی کی تقسیم کا نیٹ ورک کی تکنالوجی

5.1 بجلی کے معدات کی ذہین تکنالوجی

ڈیجیٹل مینجمنٹ ٹیکنالوجی کی بنیاد برقی معدات میں ڈیٹا جمع، حساب سازی اور مواصلات کی صلاحیتوں کے ہونے پر ہوتی ہے۔

• ڈیٹا جمع: کمپریسڈ سینسنگ ٹیکنالوجی کم درجہ دیٹا کے استعمال سے اصل سائنلز کو زیادہ احتمال سے دوبارہ تعمیر کر سکتی ہے، یہ ذہین برقی معدات میں سینسر کی قیمت اور کارکردگی کے درمیان تضاد کو حل کرنے کا ایک موثر طریقہ ہے۔

• حساب سازی: کیسے الگورتھم کو نرم کیا جائے اور اسے کنارہ کمپیوٹنگ میں لاغر کیا جائے یہ ایک نوٹ آف ورتھ ایٹنشن کا سوال ہے۔

• مواصلات: بیرونی مواصلات، فوٹوں کی مواصلات، اور کیریئر مواصلات موجودہ مرحلے پر برقی معدات کے دور دراز مواصلات کے لئے اہم طریقے ہیں۔ ذہین انجام دہندگان کی معلوماتی سلامتی بھی ذہین برقی معدات کے مطالعے میں توجہ کا ایک کلیدی موضوع ہے۔

5.2 برق تقسیم (مائیکرو) گرڈز کے لئے شفافیت کی ٹیکنالوجی

نئے قسم کے برق تقسیم نظام میں مختلف قسم کے سینسرز نے برقی اور غیر برقی ڈیٹا کی وسیع مقدار پیدا کی ہے۔ معدات کے لئے ملٹی سٹیٹ مانیٹرنگ ڈیٹابیسز کی تعمیر کے ذریعے، ڈیجیٹل ٹیکنالوجی نئے قسم کے برق تقسیم نظام کی کلیہ مشاہدہ کیلیت اور کنٹرول کیلیت کو ممکن بناتی ہے، تدریجی طور پر شفافیت کی طرف بڑھ رہی ہے۔

موجودہ طور پر، ڈیجیٹل مینجمنٹ ٹیکنالوجی کے ملٹی سورس ڈیٹا جمع لنک میں، برق تقسیم معدات نے ابھی تک ذہانت حاصل نہیں کی ہے، مختلف برقی اور غیر برقی ڈیٹا جمع کرنے کے لئے طریقہ نہیں ہے، اور ڈیٹا اپلوڈ انٹرفیس کے لئے کوئی متحدہ معیار نہیں ہے۔

ڈیٹا پروسیسنگ اور تجزیہ کے لنک میں، ملٹی مودل اور ملٹی قسم کے ڈیٹا کے متعلق کی مائننگ ٹیکنالوجی کی کمی ہے، جس کی وجہ سے ڈیٹا میں موجود سپیٹیمپورل کوریلیشن معلومات کو برق تقسیم آپریشن کی مینجمنٹ کے لئے مکمل طور پر استعمال کرنے کی امکان نہیں ہوتی۔