框架可以支持更可靠的配电系统

想象一下，从电网向房屋分配电力的过程就像旅行者登上火车一样。在到达最终目的地之前，需要采取多个步骤。首先，他们必须在售票亭买票-这是发电的地方。然后，他们登上离开车站的火车-电力通过传输线远距离传输。最后，火车将旅客(电力)带到他们的最终目的地。向家庭和企业供电的最后一步称为配电系统-保持可靠性至关重要。

德克萨斯农工大学电气与计算机工程系的Chanan Singh和博士生Arun Karngala正在努力开发配电系统的可靠性框架，以便公用事业公司可以更好地为可能出现的不确定性做好准备。辛格(Singh)是摄政教授，艾玛·鲁尼恩(Irma Runyon)讲座教授和大学杰出教授。

通过开发这些模型和方法来执行电网分布水平的分析，可以潜在地防止局部天气事件或设备故障的不利影响。

研究人员的框架还可以用于测试客户在配电系统中安装屋顶太阳能和储能系统对整个系统的影响。

Karngala说：“我们发现，有40%的客户安装了太阳能发电容量，这是各自家庭高峰需求的1.5倍。” “有了足够的储能系统，可靠性指标显着提高。例如，系统平均中断频率指标提高了50%，系统平均中断持续时间指标提高了70%，客户平均中断持续时间指标提高了45%。”

Karngala说，该框架还可用于确定太阳能屋顶安装的容量：“如果已安装的太阳能容量从高峰需求的一倍增加到高峰需求的两倍，则可靠性指标将显示出稳定的提高。指标的提高在安装的太阳能容量增加到峰值需求的2.5倍以上后逐渐减少。”

进行可靠性研究可以帮助创建购买此类存储的业务案例，而对存储技术的正在进行的研究正在帮助提供更实惠，更可靠的替代方案。

该研究团队专注于配电级别的分析和可靠性，因为它在所有功率分配阶段中都是最脆弱的，因此可能给客户带来最大的麻烦。此外，与电网的高层部门(例如发电和输电)具有现有的分析方法和过程以确保在特定级别存在不确定性的情况下保持可靠性相比，配电级别通常不会有这样的标准。

大多数独立系统运营商(ISO)都会确保他们有足够的发电储备，这样，如果出现意外问题(例如，传输线故障，发电机故障，负载高于预期等)，从而导致无法提供总负载，可以调整负载，以免对所有客户造成完全的损失。许多ISO都使用标准来确保平均而言，这种负载削减在10年内不会超过一天。此类标准通常不在分发级别使用。

这项工作在一月份发表在IEEE可持续能源交易上。

辛格说：“最近在得克萨斯州发生的冬季风暴事件具有不同的性质，遍及整个州。” “但是极端天气可能有多种形式。例如，您可能会遭受龙卷风或飓风的袭击，这种影响并非在全州范围内发生，而是在更有限的地区受到影响。我们相信，在这种情况下，这些模型及其将提供的工具由我们来管理系统将提高配电系统的可靠性，因为您不必仅依靠来自电网的电力，还可以依靠其他本地资源(例如太阳能和风能)的电力。”

团队面临的一项挑战是将许多不同类型的发电系统集成到必须考虑的配电系统中。Karngala说，分配系统以前被认为是唯一的能源消耗者，但是如今，出现了更新的技术，并且有更多的分布式能源进入了分配系统，例如太阳能电池板，风力发电和储能。

Karngala说：“在配电系统上工作的令人兴奋的部分是，这些系统现在处于变革阶段。” “这些正在从传统系统转变为更高级的系统，而我们正处于过渡阶段，我们需要开发模型和方法论。”

最终，该团队希望建立一个可靠性分析的综合框架，其中可以包括并随电网的发展而扩展诸如需求响应，价格策略和运营策略之类的方法。

Karngala说：“可以围绕这个框架开发的项目不乏其人，因为可以在可靠性评估中包括许多模型，方法和运营策略。”

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