Wetenschappers van het Tokyo Institute of Technology hebben een nieuwe methode ontwikkeld voor het plannen van de activering en deactivering van stroomgeneratoren die de kosten minimaliseert en betrouwbaarheid garandeert, terwijl de problemen worden aangepakt die in eerdere methoden voorkomen.

Elektrische generatoren hebben opstart- en uitschakeltijden en bijbehorende kosten. Omdat er over het algemeen meerdere generatoren tegelijk beschikbaar zijn, en ze kunnen niet snel worden geactiveerd of gedeactiveerd, netwerkexploitanten plannen deze "aan" en "uit"-bewerkingen gewoonlijk van tevoren op basis van voorspelde belastingen om de kosten te verlagen. Deze schema's worden gemaakt op basis van wiskundige modellen en strategieën die omgaan met een afweging tussen enerzijds het minimaliseren van kosten en het besparen van energie, en anderzijds het waarborgen van betrouwbaarheid.

Een dergelijke familie van wiskundige optimalisatieproblemen wordt "unit commitment (UC)" genoemd en is gebruikt om de vereiste toestanden (aan/uit) van generatoren in energiesystemen te bepalen. Zoals eerder gezegd, deze problemen en de planning worden vooraf bepaald, wat inhoudt dat je moet omgaan met onzekerheid in meerdere variabelen over de hele linie, zoals lading, beschikbaarheid en storingen van de generator, en hernieuwbare energie-input. Beschikbare methoden om dergelijke schema's op te stellen hebben verschillende nadelen. Sommigen van hen nemen de geplande periode als geheel en vereisen dat rekening wordt gehouden met de dynamiek van de generatoren en onzekere variabelen, maar deze onzekerheid wordt meestal niet goed aangepakt en al te conservatieve schema's worden verkregen. Andere methoden kunnen niet omgaan met energieopslagsystemen, die essentieel zijn voor technologieën voor hernieuwbare energie.

Gezien deze problemen, een team van onderzoekers van het Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), onder leiding van professor Jun-ichi Imura, ontwikkelde een nieuwe UC-methode met een interessante wending om deze problemen op te lossen. "De voorgestelde methode heeft op verschillende manieren voordelen ten opzichte van eerdere UC-methoden en pakt expliciet hun belangrijkste problemen aan, " legt Imura uit. In hun aanpak, in plaats van de geplande periode in zijn geheel te nemen en te maken te hebben met systeemdynamiek, de periode is opgedeeld in tijdsloten die individueel in "real time" (geoptimaliseerd voor) worden afgehandeld. Om dit te doen, de onzekere waarden in het model krijgen voor elk tijdslot onafhankelijk een boven- en ondergrens, en het samenspel van deze limieten en andere beperkingen worden gebruikt om haalbare optimale oplossingen af ​​te leiden. Bovendien, de methode kan worden aangepast om rekening te houden met mogelijke generatorstoringen.

Het team voerde simulaties uit om te demonstreren hoe de voorgestelde methode werkt en vergeleek de resultaten met die verkregen met bestaande methoden. In tegenstelling tot eerder gerapporteerde benaderingen, hun methode was volkomen betrouwbaar en resulteerde niet in een overschot of tekort aan stroom. "De voorgestelde methode vertegenwoordigt een praktisch kader voor niet-anticipatieve en robuuste UC, " concludeert meneer Cho, de hoofdauteur van het artikel waarin de inspanningen van het team worden uitgelegd.

De onderzoekers werken verder aan verschillende aspecten van hun nieuwe aanpak, zoals op andere manieren om de limieten voor de onzekere variabelen voor elk tijdslot te berekenen, om de resultaten verder te verbeteren. De ontwikkeling en implementatie van dergelijke efficiënte strategieën in elektriciteitsdistributienetwerken zal de toegang tot goedkope en betrouwbare elektriciteit waarborgen.