Dukungan keamanan operasional untuk sistem tenaga listrik dan energi: jaringan microgrid sebagai solusi

Proyek ini bertujuan untuk mengembangkan metode inovatif operasi microgrid berjejaring agar dapat mencapai sistem pembangkit listrik dengan manfaat ekonomi optimal, andal operasional dan didukung dengan keamanan yang efisien.

Dengan instalasi pembangkit terdistribusi skala besar, jaringan energi berevolusi dari sistem pasif konvensional ke sistem aktif terpusat, seperti microgrid. Untuk mengurangi emisi gas rumah kaca dan mengentaskan ketergantungan terhadap bahan bakar fosil, sumber energi terbarukan, seperti tenaga angin dan tenaga surya, mendominasi microgrid yang ada saat ini. Namun, tidak seperti pembangkit konvensional dengan bahan bakar fosil, turbin angin dan fotovoltaik tenaga surya hanya membangkitkan tenaga listrik berselang, mudah naik turun dan tidak dapat dipindahkan. Faktor ketidakpastian dan keberselangan dapat mengganggu operasi microgrid secara signifikan, terutama dalam konteks mengurangi manfaat ekonomis dan memicu pelanggaran hambatan operasional. Dengan demikian, perlu dibuat pendekatan operasi terkoordinasi yang mumpuni bagi microgrid untuk memasukkan elemen ketidakpastian.

Di sisi lain, sistem pembangkit tenaga listrik perlu berada di dalam koridor batasan keamanan dan ekonomi. Security constrained optimal power flow (SCOPF) adalah instrumen andal untuk menyeimbangkan konflik antara persyaratan keamanan dan ekonomi. Seiring dengan perkembangan popularitas microgrid, kondisi ini memberikan peluang untuk mendukung kendali paska-kontingensi dengan cara pengelolaan beberapa microgrid berjejaring secara simultan. Oleh karena itu, SCOPF baru yang andal dan memperhitungkan pengembangan microgrid berjejaring menjadi sangat penting untuk keamanan sistem pembangkit listrik di masa depan.

Proyek ini bertujuan untuk mengembangkan kerangka kerja yang mumpuni bagi microgrid untuk mengkoordinasikan beragam sumber energi yang didistribusikan, termasuk tenaga listrik yang didistribusikan, penyimpanan energi dan respon terhadap permintaan, sekaligus metode SCOPF andal yang menggunakan microgrid berjejaring untuk mengimplementasikan kendali paska kontingensi.

Proyek ini mengusulkan dua metode koordinasi microgrid yang bertujuan untuk memaksimalkan laba bagi operator microgrid sekaligus memuaskan batasan operasional. Satu metode fokus pada tempat penyimpanan energi dan kendali beban langsung, dan satu metode lainnya fokus pada respon berbasis harga satu hari sebelumnya dan penyesuaian regular dari unit tenaga listrik yang didistribusikan. Hasil simulasi mengindikasikan tingkat keandalan dan efisiensi yang tinggi. Kesimpulannya adalah kedua metode yang diusulkan dapat memberikan manfaat ekonomi dan teknis yang signifikan.

Proyek juga mengusulkan instrumen SCOPF baru yang dapat mengelola keamanan di dalam lingkungan operasional yang tak pasti. Microgrid jamak dikoordinasikan untuk mendukung kendali paska-kontingensi, sebagai contoh kendali korektif. Model dinamis yang memperhitungkan biaya untuk aksi pengendalian dan memperhitungkan elemen ketidakpastian dan kasus kontingensi menunjukkan bahwa kinerja SCOPF yang andal dan aman, dengan menggunakan microgrid jamak adalah sesuatu yang dapat dicapai. Simulasi numerik menunjukkan efektivitas tinggi dari metode SCOPF yang baik. Untuk aplikasi industri, metode tersebut dapat membantu operator sistem untuk meningkatkan keamanan sistem sekaligus mengoptimalkan kinerja ekonomi di bawah kerangka integrasi pembangkit energi terbarukan intermiten dan skala besar, dan pengoperasionalan microgrid.

Di pekerjaan di masa depan, usulan kerangka operasional terkoordinasi yang mumpuni perlu diterapkan pada masalah praktis operasional microgrid, seperti kendali voltase/VAR, manajemen sisi permintaan dan pengoperasionalan energi jamak (tenaga panas bumi dan gas). Usulan metode SCOPF yang andal diharapkan akan diperluas dengan mempertimbangkan elemen stabilitas frekuensi dan voltasi serta resiliensi operasi dalam kondisi bencana.