Đăng ký thành viên

Mô phỏng hệ thống phân phối điện của tương lai

Các mô hình mới và các kiến ​​trúc phần mềm mới có thể mô phỏng hiệu quả dữ liệu lưới điện (Ảnh st)

Mô hình 9500 Node đã được phát triển để ứng dụng cho hệ thống phân phối điện lực đang tiến hóa nhanh chóng và sẽ cung cấp một khối xây dựng quan trọng để thu hẹp khoảng cách giữa nghiên cứu học thuật và nhu cầu của ngành điện.

Các nỗ lực khử cacbon đang nhanh chóng định hình lại lưới điện. Các hệ thống phân phối không còn là một phụ tải thụ động kết nối với máy biến áp của trạm biến áp. Mỗi năm lưới điện lại chứng kiến sự gia tăng mới đáng kể các nguồn năng lượng phân tán, năng lượng tái tạo không liên tục, việc sử dụng xe điện, sự biến động của phụ tải, điện tử công suất và các chương trình tham gia của khách hàng. Sự thâm nhập cao của năng tái tạo, dòng công suất hai chiều và cấu hình phụ tải thay đổi đang gây ra những tác động đáng kể đến các hoạt động phân phối. Đồng thời, các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt hơn, cùng với mối đe dọa ngày càng tăng của các cuộc tấn công vật lý mạng, đang đặt ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với độ tin cậy của hệ thống. Để tạo điều kiện thuận lợi cho những thay đổi này, cần có một bộ công cụ quản lý lưới điện mới và các ứng dụng phân phối tiên tiến và để phát triển chúng sẽ cần có các mô hình mới và các kiến ​​trúc phần mềm mới có thể mô phỏng hiệu quả môi trường năng động, giàu dữ liệu mới này.

Mô hình 9500 Node

Liên doanh công nghiệp và học thuật do Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương đứng đầu đã phát triển Mô hình 9500 Node để đáp ứng nhu cầu về một thế hệ mô hình mới. Mô hình 9500 Node mô hình hóa các đặc tính, hành vi và thực tiễn vận hành của hệ thống phân phối điện lực đang tiến hóa nhanh chóng.

Mô hình 9500 Node mô hình hóa các đặc tính, hành vi và thực tiễn vận hành của hệ thống phân phối điện lực đang phát triển nhanh chóng (Ảnh st)

Mô hình 9500 Node hỗ trợ các mô phỏng thực tế, tập trung vào vận hành và các cấu hình vận hành trong tương lai. Mô hình mới này bao gồm một hệ thống truyền tải phụ, nhiều trạm biến áp, sự thâm nhập sâu của điện mặt trời mái nhà của khách hàng và rất nhiều nguồn năng lượng phân tán ở quy mô công ty điện lực. Mô hình 9500 Node cũng được thiết kế để hỗ trợ các thao tác dựa trên quy trình, với khả năng trình diễn các thao tác đóng cắt, cấu hình lại lộ xuất tuyến, điều chỉnh thiết bị điều khiển volt-var, điều phối sản lượng điện phân tán và phản ứng với các sự kiện cắt điện theo kế hoạch và ngoài kế hoạch.

Mô hình 9500 Node bao gồm ba lộ xuất tuyến phân phối 12,47kV hình sao, mỗi lộ xuất tuyến được cung cấp bởi một trạm biến áp phân phối 69kV khác nhau. Ba lộ xuất tuyến phân phối này được kết nối với nhau thông qua các dao cắt thường mở, đại diện cho cách vận hành của nhiều công ty điện lực ở Bắc Mỹ. Một lộ xuất tuyến đại diện cho lưới điện ngày nay với mức độ thâm nhập thấp của năng lượng tái tạo từ phía khách hàng. Lộ xuất tuyến thứ hai đại diện cho lưới điện tiềm năng trong tương lai với các lưới điện siêu nhỏ và mức thâm nhập của năng lượng tái tạo là 100%. Lộ xuất tuyến thứ 3 không có nguồn điện của khách hàng, một lò hơi sưởi ấm đô thị và một trang trại PV quy mô công ty điện lực. Cả ba lộ xuất tuyến đều có khách hàng kết nối bằng các đường dây chập ba thứ cấp điện áp thấp thông qua các máy biến áp phân pha 120V/240V.

Mô hình 9500 Node cũng đại diện cho lưới điện thông minh được dự kiến trong tương lai, kết hợp các “khu dân cư lân cận” có mức độ thâm nhập cao của năng lượng tái tạo, cấu trúc liên kết dạng mắt lưới, rất nhiều nguồn năng lượng phân tán (DER), các lưới điện siêu nhỏ tách rời và mật độ đo lường và dữ liệu tăng lên đáng kể.

Mô hình 9500 Node cũng đại diện cho lưới điện thông minh (Ảnh st)

Triển vọng tương lai

Theo dự kiến Mô hình 9500 Node sẽ cung cấp nền tảng để các công ty điện lực, các nhà cung cấp, các trường đại học và phòng thí nghiệm nghiên cứu cộng tác, chia sẻ ý tưởng và trao đổi thông tin. Các công ty điện lực sẽ có thể thu hút sự tham gia của cộng đồng lớn hơn mà không có các ràng buộc bảo mật của dữ liệu mạng thực và thông tin cơ sở hạ tầng năng lượng quan trọng.

Mô hình 9500 Node sử dụng nền tảng mã nguồn mở GridAPPS-D (Ảnh st)

Một liên doanh công nghiệp-học thuật đã phát triển mô hình 9500 Node để hỗ trợ phát triển và thử nghiệm chức năng hệ thống phân phối tiên tiến bằng cách sử dụng nền tảng nguồn mở GridAPPS-D. GridAPPS-D đang được phát triển bởi một nhóm đứng đầu là Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương như một phần của Chương trình Nghiên cứu lưới điện tiên tiến của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ.

Biên dịch: Thanh Hải

Theo "T&D", số tháng 8/2021