Para ahli menyerukan penyimpanan baterai rumah untuk melindungi rentan selama pemadaman
Spotlight

Kerangka kerja dapat mendukung sistem distribusi tenaga listrik yang lebih andal


Kredit: CC0

Bayangkan proses pendistribusian listrik ke rumah-rumah dari jaringan listrik seperti para pelancong yang naik kereta.

Ada beberapa langkah yang harus diambil sebelum mereka dapat mencapai tujuan akhir mereka. Pertama, mereka harus membeli tiket di loket tiket — di sinilah listrik dihasilkan. Kemudian, mereka naik kereta yang berangkat dari stasiun — daya disalurkan melalui jarak jauh menggunakan jalur transmisi. Akhirnya, kereta membawa para pelancong (listrik) ke tujuan akhir mereka. Langkah terakhir dalam mengirimkan daya ke rumah dan bisnis ini disebut sistem distribusi — dan sistem tersebut harus tetap dapat diandalkan.

Chanan Singh dan mahasiswa doktoral Arun Karngala dari Departemen Teknik Elektro dan Komputer di Texas A&M University, sedang berupaya mengembangkan kerangka kerja keandalan untuk sistem distribusi sehingga perusahaan utilitas dapat lebih siap menghadapi ketidakpastian yang mungkin timbul. Singh adalah Profesor Bupati, Ketua Profesor Irma Runyon, dan Profesor Terhormat Universitas.

Dengan mengembangkan model dan metode ini untuk melakukan analisis tingkat distribusi jaringan listrik, efek buruk dari kejadian cuaca lokal atau kegagalan peralatan berpotensi dapat dicegah.

Kerangka kerja peneliti juga dapat digunakan untuk menguji dampak seluruh sistem dari pemasangan atap surya dan penyimpanan energi oleh pelanggan dalam sistem distribusi.

“Kami menemukan bahwa dengan 40% pelanggan memasang kapasitas surya, itu berarti 1,5 kali lipat dari permintaan puncak rumah tangga masing-masing,” kata Karngala. “Dengan sistem penyimpanan energi yang memadai, indeks keandalan mengukur peningkatan yang signifikan. Misalnya, indeks frekuensi gangguan rata-rata sistem ditingkatkan sebesar 50%, indeks durasi gangguan rata-rata sistem ditingkatkan sebesar 70% dan indeks durasi gangguan rata-rata pelanggan ditingkatkan sebesar 45%. “

Karngala mengatakan kerangka kerja ini juga dapat digunakan untuk menentukan kapasitas pemasangan atap surya: “Jika kapasitas surya terpasang ditingkatkan dari satu kali permintaan puncak menjadi dua kali permintaan puncak, indeks keandalan menunjukkan peningkatan yang stabil. Perbaikan indeks berkurang setelah kapasitas surya terpasang meningkat lebih dari 2,5 kali lipat permintaan puncak. “

Melakukan studi keandalan dapat membantu membuat kasus bisnis untuk membeli penyimpanan tersebut, dan penelitian berkelanjutan tentang teknologi penyimpanan membantu memberikan alternatif yang lebih terjangkau dan andal.

Tim peneliti berfokus pada analisis dan keandalan di tingkat distribusi karena merupakan yang paling rentan dari semua tahap alokasi daya dan oleh karena itu dapat menyebabkan masalah terbesar bagi pelanggan. Lebih lanjut, tidak seperti sektor tingkat tinggi dari jaringan listrik — seperti pembangkit listrik dan transmisi — yang memiliki metode analisis dan prosedur yang ada untuk memastikan bahwa keandalan akan dipertahankan dengan adanya ketidakpastian pada tingkat tertentu, tingkat distribusi umumnya tidak memiliki standar seperti itu.

Sebagian besar operator sistem independen (ISO) memastikan mereka memiliki cadangan pembangkit listrik yang cukup sehingga jika muncul masalah yang tidak terduga (misalnya, kegagalan saluran transmisi, kegagalan generator, beban lebih tinggi dari yang diperkirakan, dll.) Yang mengakibatkan total beban tidak dapat disuplai, bebannya bisa diatur agar tidak hilang sama sekali untuk semua pelanggan. Banyak ISO menggunakan kriteria yang memastikan bahwa, rata-rata, pembatasan beban ini tidak akan terjadi lebih dari satu hari dalam 10 tahun. Standar semacam itu biasanya tidak digunakan di tingkat distribusi.

Karya ini diterbitkan di Transaksi IEEE tentang Energi Berkelanjutan di Januari.

“Peristiwa badai musim dingin yang terjadi baru-baru ini di Texas memiliki sifat yang berbeda yang terjadi di seluruh negara bagian,” kata Singh. “Tetapi cuaca ekstrem dapat dalam berbagai bentuk. Misalnya, Anda dapat mengalami tornado atau angin topan di mana efeknya tidak di seluruh negara bagian tetapi wilayah yang terpengaruh lebih terbatas. Kami percaya bahwa dalam situasi seperti itu model dan alat yang akan mereka sediakan bagi kami untuk mengelola sistem akan meningkatkan keandalan sistem distribusi karena Anda tidak harus hanya mengandalkan daya yang berasal dari jaringan, tetapi juga dari sumber lokal lain seperti matahari dan mungkin angin. “

Salah satu tantangan yang dihadapi tim adalah banyaknya jenis sistem pembangkit yang diintegrasikan ke dalam sistem distribusi yang harus dipertanggungjawabkan. Karngala mengatakan sistem distribusi sebelumnya dianggap satu-satunya konsumen energi, tetapi saat ini ada teknologi yang lebih baru dan lebih banyak sumber daya energi terdistribusi yang masuk ke sistem distribusi seperti panel surya, pembangkit dan penyimpanan angin.

“Bagian yang menarik tentang bekerja pada sistem distribusi adalah bahwa sekarang ini sedang dalam fase perubahan,” kata Karngala. “Ini berubah dari sistem tradisional ke sistem yang jauh lebih maju, dan kami berada dalam fase transisi di mana kami perlu mengembangkan model dan metodologi.”

Pada akhirnya, tim mencari cara untuk membangun kerangka analisis keandalan yang komprehensif di mana pendekatan seperti respons permintaan, strategi harga dan strategi operasional dapat dimasukkan dan diperluas seiring dengan perkembangan jaringan listrik.

“Tidak ada kekurangan proyek yang dapat dikembangkan di sekitar kerangka ini karena banyak model, metode dan strategi operasional dapat dimasukkan dalam evaluasi keandalan,” kata Karngala.


Mengurangi resiko dan menghindari bencana – membuat grid 2.0


Informasi lebih lanjut:
Arun Kumar Karngala dkk. Kerangka Penilaian Keandalan untuk Sistem Distribusi Termasuk Sumber Daya Energi yang Didistribusikan, Transaksi IEEE tentang Energi Berkelanjutan (2021). DOI: 10.1109 / TSTE.2021.3053911

Disediakan oleh Texas A&M University

Kutipan: Kerangka kerja dapat mendukung sistem distribusi tenaga listrik yang lebih andal (2021, 7 April) diakses 7 April 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-04-framework-reliable-electric-power.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Pengeluaran SGP Hari Ini