1. طراحی شبکه برق سنتی برای دسترسی به انرژی توزیع شده در مقیاس بزرگ مناسب نیست
مثال
طراحی سنتی شبکه برق عمدتاً مبتنی بر نیروگاه های متمرکز است که برق را به کاربران تحویل می دهند، در حالی که با ادغام در مقیاس بزرگ تولید پراکنده (DG) مانند فتوولتائیک خورشیدی (PV)، انرژی باد و غیره، شبکه توزیع به تدریج از یک شبکه غیرفعال یک طرفه به یک شبکه فعال دو طرفه. این تغییر، طراحی و برنامهریزی سنتی شبکه برق را برای برآوردن نیازهای جدید دشوار میسازد. به عنوان مثال، در شاندونگ، هنان و سایر نقاط، به دلیل سرعت رشد سریع ظرفیت نصب شده فتوولتائیک توزیع شده، برخی از شبکه های برق منطقه ای پدیده اضافه بار سنگین معکوس را تجربه کرده اند، یعنی در دوره اوج تولید برق فتوولتائیک، برق بیش از حد ارسال می شود. بازگشت از سمت ولتاژ پایین به سمت ولتاژ بالا، که فشار اضافی را به شبکه برق وارد می کند.
2. برنامه ریزی شبکه توزیع نیاز به تغییر به سمت برنامه ریزی احتمالی چند سناریویی دارد
مثال
با افزایش نسبت انرژی جدید توزیع شده، عدم قطعیتی که شبکه توزیع با آن مواجه است نیز به شدت افزایش یافته است. به منظور مدیریت بهتر این عدم قطعیت ها و تصادفی بودن، برنامه ریزی شبکه توزیع باید از برنامه ریزی قطعی سنتی به برنامه ریزی احتمالی که سناریوهای متعدد را در نظر می گیرد تغییر کند. این نه تنها به معنای ارزیابی عملکرد شبکه برق در شرایط استاتیکی است، بلکه شبیه سازی پاسخ دینامیکی تحت شرایط مختلف آب و هوایی، الگوهای بار و سایر عوامل است. به عنوان مثال، دستورالعمل ارزیابی ظرفیت حمل منابع برق توزیع شده متصل به شبکه های برق، معیارهای رتبه بندی مختلفی را برای ظرفیت حمل شبکه های توزیع تعریف می کند و برای اطمینان از عملکرد ایمن شبکه، به آزمایش های متعددی مانند محاسبه پایداری حرارتی و تأیید انحراف ولتاژ نیاز دارد. شبکه برق
3. این سیستم به شیوه ای پیچیده عمل می کند و سازگاری با ساخت سیستم های قدرت جدید را دشوار می کند
مثال
افزودن انرژی جدید توزیع شده ساختار اصلی سیستم قدرت را تغییر داده و عملیات سیستم را پیچیده تر کرده است. بهویژه در نرخهای نفوذ بالا، مدل سنتی زمانبندی «دینامیک بار منبع» دیگر قابل اجرا نیست و با «تعامل بار منبع» پیچیدهتر جایگزین میشود. این امر مستلزم آن است که شبکه برق دارای انعطاف پذیری بالاتری برای انطباق با شرایط کاری سریع در حال تغییر باشد. به عنوان مثال، در برخی مناطق، هنگامی که تعداد زیادی فتوولتائیک توزیع شده به طور همزمان تولید می شود، می تواند مشکلاتی مانند ولتاژ شبکه محلی بالا یا فرکانس ناپایدار ایجاد کند که بر پایداری کل سیستم تأثیر می گذارد.
4. چالش های کنترل ولتاژ و فرکانس
مثال
پس از ادغام فتوولتائیک های توزیع شده، به ویژه در دوره های نور شدید خورشید، ولتاژ انتهای شبکه توزیع فراتر از محدوده مجاز افزایش می یابد و در نتیجه بر قابلیت اطمینان منبع تغذیه و کیفیت انرژی الکتریکی تأثیر می گذارد. علاوه بر این، به دلیل متناوب بودن و نوسان خروجی DG، پایداری فرکانس سیستم را نیز تهدید می کند. بنابراین، فناوری اینورتر هوشمند به طور گسترده ای برای حفظ سطوح ولتاژ با تنظیم توان خروجی استفاده می شود. در عین حال، استراتژی های کنترل ولتاژ پیشرفته مانند دستگاه های جبران توان راکتیو (RPC) برای اطمینان از عملکرد عادی شبکه برق باید اتخاذ شود.
5. مشکلات اضافه بار معکوس و اضافه ولتاژ ترمینال
مثال
دسترسی پراکنده فتوولتائیک اغلب در مناطق خاص، به ویژه در مناطق روستایی یا حومه شهرها متمرکز می شود، که می تواند منجر به پدیده های معکوس روند قابل توجهی در منطقه شود - برق اضافی در طول روز به پست تراز بالاتر در امتداد خط تغذیه برمی گردد. اگر این قسمت از توان از ظرفیت طراحی شده خط بیشتر شود، باعث ایجاد چیزی می شود که به عنوان " اضافه بار معکوس " شناخته می شود. علاوه بر این، برای کاربران نهایی که دور از منبع تغذیه هستند، ولتاژی که تجربه می کنند به دلیل جریان اضافی تولید شده توسط آرایه فتوولتائیک به طور قابل توجهی افزایش می یابد و یک "اضافه ولتاژ ترمینال" را تشکیل می دهد که خطر بالقوه ای برای ایمنی تجهیزات ایجاد می کند.
6. مشکلات در پیش بینی بار و زمان بندی
مثال
یکی از مشکلات اصلی که در حال حاضر با آن مواجه است، مشکل در پیشبینی، کنترل و زمانبندی انرژی جدید است. خروجی منابع انرژی توزیع شده به شرایط طبیعی مانند شدت نور خورشید و سرعت باد بستگی دارد که پیش بینی دقیق آنها دشوار است. بنابراین، روشهای پیشبینی بار موجود نمیتوانند سهم واقعی DG را بهطور دقیق دریافت کنند، که به نوبه خود بر بازده برنامهریزی کلی شبکه برق تأثیر میگذارد. برای پرداختن به این موضوع، محققان در حال بررسی استفاده از فناوریهای نوظهور مانند تجزیه و تحلیل دادههای بزرگ و الگوریتمهای یادگیری ماشین برای توسعه دقیقتر DG و مدلهای پیشبینی آب و هوا هستند.
7. مدل اقتصادی و حمایت مالی
مثال
مدل سرمایهگذاری و بهرهبرداری از سیستمهای انرژی پراکنده هنوز به بلوغ نرسیده است، و فاقد حمایت مالی پایدار و مکانیزمهای بازگشت است. از یک طرف، هزینه ساخت و ساز اولیه نسبتا بالا است، از جمله خرید تجهیزات، نصب و راه اندازی، و هزینه های تعمیر و نگهداری بعدی. از سوی دیگر، به دلیل تغییر در سیاست ها و مقررات و سرعت سریع پیشرفت تکنولوژی، سرمایه گذاران با ریسک های قابل توجهی در بازار مواجه هستند. دولت باید سیاستهای مربوطه را برای تشویق سرمایه اجتماعی برای ورود به این عرصه و ایجاد یک سیستم توزیع درآمد معقول برای تضمین توسعه پایدار پروژهها معرفی کند.
8. فن آوری مدیریت و نظارت
مثال
فن آوری برای مدیریت و نظارت بر سیستم های انرژی توزیع شده در مقیاس بزرگ هنوز به اندازه کافی بالغ نشده است. با تعداد بیشتر و بیشتر واحدهای تولید برق کوچک متصل به شبکه، نحوه جمعآوری موثر دادهها، نظارت بر وضعیت در زمان واقعی و پاسخگویی به موقع به یک مشکل فوری تبدیل شده است که باید حل شود. در حال حاضر، اگرچه تلاشهای اولیهای مانند پیادهسازی کنترل از راه دور بر اساس پلتفرمهای اینترنت اشیا (IoT) صورت گرفته است، اما در مجموع هنوز در مراحل اولیه است. در آینده، تحقیقات بیشتر و توسعه فناوری ها و ابزارهای مربوطه برای بهبود کارایی عملیاتی و ایمنی سیستم مورد نیاز است.
9. استانداردهای فنی و قابلیت همکاری
مثال
در حال حاضر استاندارد واحدی برای دسترسی پراکنده انرژی در صنعت وجود ندارد و مشکلات سازگاری بین محصولات تولیدکنندگان مختلف وجود دارد. این بدان معنی است که حتی در داخل همان کشور، ممکن است ناهماهنگی در رابط ها وجود داشته باشد که باعث افزایش دشواری اجرای پروژه می شود. بنابراین، لازم است مجموعه ای کامل از استانداردهای ملی و حتی بین المللی برای استانداردسازی فرآیند دسترسی DG و پارامترهای فنی و ارتقای یکپارچگی یکپارچه بین اجزای مختلف ایجاد شود.
