Микросети - это локализованные энергетические системы, которые обеспечивают стабильное электроснабжение, особенно в отдаленных районах или районах, подверженных стихийным бедствиям. По мере того как мир переходит на возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия и энергия ветра, микросети становятся все более необходимыми. Однако управление этими системами является сложной задачей из-за неопределенностей в поставках и спросе на энергию, таких как перебои в подаче электроэнергии или колебания в потреблении энергии, а также стохастическое изолирование - ситуации, когда части энергосистемы неожиданно оказываются изолированными, нарушая подачу электроэнергии.

Чтобы решить эти проблемы, команда исследователей из Национального университета Инчхон, Корея, во главе с доцентом Джонгхоном Ли, разработала новую оптимизационную модель для улучшения работы микросетей в неопределенных условиях. Эти модели не только повышают эффективность и надежность микросетей, но и предлагают масштабируемые решения для реального мира. Их выводы были доступны онлайн 2 августа 2024 года и опубликованы в 374-м томе журнала Applied Energy 15 ноября 2024 года.

Традиционные методы оптимизации работы микросетей, такие как многоступенчатые модели, являются дорогостоящими с точки зрения вычислений и непрактичными для использования в реальных условиях. Эти модели рассматривают различные сценарии с течением времени, но сложность возрастает экспоненциально, что затрудняет их применение в больших масштабах. Исследователи упростили эти модели, сохранив при этом их эффективность, сократив количество возможных сценариев и внедрив процесс, называемый перепланированием, при котором оптимизационная модель адаптируется с течением времени по мере появления новой информации. Этот новый подход значительно снизил вычислительную нагрузку, позволив им быть более эффективными в реальных условиях.

"Нашей целью было создать метод, который сделает работу микросетей более адаптивной и экономически эффективной, особенно в регионах с ненадежными сетями или частыми перебоями", - говорит доктор Ли. "Упрощая модели и используя перепланировку, мы можем разработать эффективный операционный план без больших вычислительных затрат".

Микросети служат важным резервным источником энергии в отдаленных и сельских районах, где стабильный доступ к электросетям ненадежен, обеспечивая непрерывное электроснабжение во время перебоев в работе или стихийных бедствий. Благодаря новым моделям эти микросети могут работать более эффективно, сводя к минимуму потери энергии и перепроизводство. Доктор Ли объясняет: "Поскольку возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия и ветер, часто непредсказуемы, крайне важно сбалансировать эти колебания. Наши модели помогают справиться с этими неопределенностями, обеспечивая более стабильное энергоснабжение".

Кроме того, эти решения выгодны и для городов, где спрос на энергию растет, а электросети находятся в напряжении. Масштабируемые модели оптимизации могут улучшить общее управление энергопотреблением. Адаптация к изменениям спроса и предложения в режиме реального времени помогает повысить устойчивость электросетей, поддерживая переход к устойчивой энергетике. Кроме того, эти модели отличаются гибкостью, что делает их подходящими как для небольших, так и для крупных систем.

"Эти методы оптимизации будут жизненно важны для повышения энергетической безопасности, особенно в районах с ненадежным электроснабжением. Они также поддерживают глобальные цели устойчивого развития, продвигая возобновляемые источники энергии", - подчеркивает доктор Ли.

В заключение, это исследование представляет собой шаг вперед в создании более интеллектуальных и устойчивых энергетических систем, обеспечивающих стабильное и эффективное энергоснабжение сообществ по всему миру.