Ικανότητα φιλοξενίας σε σύγχρονα συστήματα ισχύος:προοπτικές και προκλήσεις
Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ) διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στα σύγχρονα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας, με κίνητρο τα κοινωνικά, περιβαλλοντικά και τεχνοοικονομικά πλεονεκτήματά τους. Σήμερα, το μείγμα παραγωγής ενέργειας έχει αναβαθμιστεί σε πολλές χώρες όπως η Γερμανία, η Αυστραλία και το Ηνωμένο Βασίλειο για να συμπεριλάβει περισσότερες ΑΠΕ αντί των συμβατικών πόρων που βασίζονται σε ορυκτά καύσιμα για την επίλυση διαφόρων προκλήσεων όπως οι μελλοντικές ενεργειακές ανάγκες, οι αξιοσημείωτες διακυμάνσεις της τιμής του πετρελαίου , αυξανόμενους κινδύνους ρύπανσης από ορυκτά καύσιμα και στρατηγικές εξοικονόμησης ενέργειας για την ελαχιστοποίηση των απωλειών των δικτύων μεταφοράς και διανομής. Κατά συνέπεια, η απελευθέρωση των αγορών ηλεκτρικής ενέργειας οδήγησε σε μια επαυξημένη ενσωμάτωση των ΑΠΕ, όπως τα φωτοβολταϊκά (PV) και οι ανεμογεννήτριες (WT), στα σημερινά συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας.
Ωστόσο, η απρογραμμάτιστη και υπερβολική διείσδυση της ΓΔ μπορεί να μετατρέψει τα πλεονεκτήματά της σε μειονεκτήματα με πιθανούς λειτουργικούς κινδύνους, όπως αυξημένους κινδύνους υπέρτασης, υπερφόρτωση ηλεκτρικού εξοπλισμού, αντίστροφες ροές ισχύος με τις αρνητικές επιπτώσεις τους στα συστήματα προστασίας του δικτύου και προβλήματα ποιότητας ισχύος (PQ). Τα ηλεκτρικά συστήματα είναι πολύ ευάλωτα σε αυτούς τους κινδύνους όταν η διείσδυση της ΓΔ υπερβαίνει το μέγιστο επιτρεπόμενο επίπεδο που διασφαλίζει την ασφαλή και αξιόπιστη λειτουργία, το λεγόμενο όριο χωρητικότητας φιλοξενίας συστήματος (HC). Στη βιβλιογραφία, διαφορετικοί δείκτες απόδοσης θεωρήθηκαν ως περιοριστικά όρια HC για την αποφυγή των δυσμενών επιπτώσεων της υψηλής διείσδυσης DG στα δίκτυα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας, συγκεκριμένα, υπέρταση, υπερφόρτωση και απώλεια ισχύος, ποιότητα ισχύος και προβλήματα προστασίας.
Κατά συνέπεια, η ενίσχυση του HC του συστήματος θεωρείται ένας από τους σημαντικούς στόχους για τους DSO σε όλο τον κόσμο. Οι τεχνικές βελτίωσης HC κατηγοριοποιούνται σε έξι κύριες κατηγορίες, δηλαδή έλεγχο άεργου ισχύος, τεχνικές αυτόματου ελέγχου τάσης, όπως μετασχηματιστές εναλλάκτη ρεύματος (OLTC), περιορισμός ενεργού ισχύος, τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας, αναδιαμόρφωση και ενίσχυση δικτύου και τεχνικές αρμονικού μετριασμού.
Το HC είναι μια έννοια που εξαρτάται από τον ιστότοπο, δηλαδή η φιλοξενία νέων ΓΔ μπορεί να αναγνωριστεί σε ορισμένες τοποθεσίες, αλλά όχι σε άλλες. Η θερμική χωρητικότητα των τροφοδοτικών διανομής και το προφίλ τάσης κατά μήκος του τροφοδότη παίζουν σημαντικό ρόλο στην αξιολόγηση του HC του συστήματος. Ως εκ τούτου, οι χάρτες HC έχουν εισαχθεί ως μια επεξηγηματική και σε πραγματικό χρόνο εφαρμογή του HC του δικτύου. Αυτοί οι χάρτες μπορούν να εφαρμοστούν στις γεωγραφικές διατάξεις δρομολόγησης καλωδίων ή σε διαγράμματα μιας γραμμής δικτύου. Πολλοί διαχειριστές συστημάτων διανομής επωφελήθηκαν από τους χάρτες HC σε πραγματικό χρόνο στο διαδίκτυο μέσω των διαδικτυακών τους πυλών για να ρίξουν φως στις συμφορημένες τοποθεσίες του δικτύου και τις πιο πολύτιμες τοποθεσίες για την ενοποίηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για να προωθήσουν περαιτέρω επενδύσεις στην ενοποίηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας με οικονομικό τρόπο.
Με βάση την εμπειρία που αποκτήθηκε κατά τη διάρκεια αυτής της έρευνας, διαπιστώθηκε ότι η αξιολόγηση HC δεν είναι μια ενιαία τιμή που μπορεί να υπολογιστεί μία φορά. Θα πρέπει να αξιολογείται συχνά για διάφορους δείκτες απόδοσης, όπως παραβιάσεις τάσης, θερμική χωρητικότητα των τροφοδοτικών, ποιότητα ισχύος και προβλήματα συστήματος προστασίας. Στη συνέχεια, η ελάχιστη τιμή του HC που λαμβάνεται λαμβάνοντας υπόψη τον σχετικό δείκτη απόδοσης θα πρέπει να προσδιοριστεί σε κάθε κόμβο για να εκτιμηθεί το συνολικό HC του συστήματος.
Τέλος, διάφορες τεχνικές ενίσχυσης HC έχουν εισαχθεί στη βιβλιογραφία και καθεμία από αυτές έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της. Θα πρέπει να πραγματοποιηθεί μια ενδελεχής μελέτη συστήματος για να αποφασιστεί εάν μια λύση παρέχει πολλά υποσχόμενα οφέλη ή όχι. Στη συνέχεια, θα είναι δυνατό να εξακριβωθούν οι καταλληλότερες τεχνικές για την αντιμετώπιση των αποδεκτών ορίων των διαχειριστών δικτύων σε σχέση με τη βιωσιμότητα, τη λειτουργικότητα και τα τεχνοοικονομικά χαρακτηριστικά.
