GIST opracował „barierkę bezpieczeństwa” dla paneli PV i magazynów ESS

Zespół prof. Kim Yoon-sua z Wydziału Elektrotechniki, Elektroniki i Informatyki Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) opracował technologię, która w czasie rzeczywistym wylicza, o ile można jeszcze zmienić moc rozproszonych zasobów energii (DER), takich jak instalacje fotowoltaiczne i magazyny energii ESS, bez zagrożenia dla sieci. Uczelnia poinformowała o tym 31 października.

Rozwiązanie działa jak „barierka bezpieczeństwa” w wirtualnych elektrowniach (VPP), czyli systemach łączących wiele źródeł i magazynów w jedną jednostkę, a także przy handlu energią.

Dlaczego same limity urządzeń nie wystarczą

Każde urządzenie może mieścić się w swojej mocy znamionowej, a mimo to jednoczesna zmiana mocy przez wiele z nich może zbyt mocno podnieść lub obniżyć napięcie w sieci albo przeciążyć wybraną linię. Wpływ takiej samej zmiany zależy od miejsca przyłączenia i przepływów mocy w okolicy. Między kolejnymi kontrolami stanu sieci moc urządzeń też może się zmienić, więc sprawdzanie samych parametrów urządzeń nie daje pełnego obrazu bezpieczeństwa.

Nowy mechanizm najpierw sprawdza napięcia i przepływy mocy. Jeśli limity eksploatacyjne są przekroczone, koryguje moc części zasobów, aby przywrócić bezpieczny stan. Następnie oblicza „margines elastyczności eksploatacyjnej” (OFM) i iteracyjnie weryfikuje, czy jednoczesna zmiana mocy wielu urządzeń nie naruszy limitów napięcia i linii. Wyniki trafiają do decyzji poszczególnych urządzeń. Sieć jest monitorowana co 15 minut.

Wyniki testów

Przy uwzględnieniu wyłącznie warunków pojedynczych magazynów ESS odsetek naruszeń limitów pracy sieci wynosił 6,7%. Po zastosowaniu nowej technologii spadł do 0%, a łączna przepustowość ładowania i rozładowania ESS pozostała niemal bez zmian. Zmiany mocy przydzielano urządzeniom w miejscach z większym zapasem, a nie tym obciążającym sieć.

Dodatkowa symulacja na danych z linii dystrybucyjnych na wyspie Jeju wykazała, że obliczenia dla wielu linii mieszczą się w 15-minutowym cyklu nadzoru.

Zdaniem prof. Kima technologia pozwala operatorom sieci dystrybucyjnej zachować autonomię pracy urządzeń, nie przekraczając fizycznych granic sieci. Jest już stosowana w systemie dystrybucyjnym Korea Electric Power (DSO-MD), a według badacza przyczyni się do zwiększenia udziału energii odnawialnej i rozwoju lokalnego rynku energii.