The coordination between TSO and DSO in the context of energy transition - A review
تستعرض هذه الورقة وتحلل مختلف مخططات التنسيق بين مشغلي أنظمة النقل ومشغلي أنظمة التوزيع (TSOs وDSOs) لدمج موارد الطاقة الموزعة بفعالية، بهدف الحفاظ على توازن النظام ومنع ازدحام الشبكة مع التغلب على التحديات التقنية والسوقية المرتبطة بالتحول الطاقي المستمر.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل شبكة الكهرباء كأنها نظام سباكة ضخم ومعقد لمدينة عملاقة.
- مشغل نظام النقل (TSO) هو مدير أنابيب المياه الرئيسية. هذه هي الأنابيب الضخمة ذات الضغط العالي التي تنقل المياه من الخزانات (محطات توليد الطاقة) عبر البلاد بأكملها.
- مشغل نظام التوزيع (DSO) هو مدير أنابيب الأحياء المحلية. هذه هي الأنابيب الأصغر التي توصل المياه إلى المنازل والشركات الفردية.
- تحول الطاقة يشبه استبدال الخزانات القديمة المستقرة فجأة بآلاف البراميل الصغيرة غير المتوقعة فوق كل سطح (الألواح الشمسية وتوربينات الرياح).
المشكلة: مديران، ونظام واحد
في الأيام الخوالي، كان مدير الأنابيب الرئيسية ومدير الأحياء يعملان في مكاتب منفصلة. لم يكونوا يتحدثون كثيراً. كان المدير الرئيسي يقوم فقط بفتح الصمامات الكبيرة، بينما يتأكد مدير الأحياء من عدم انفجار الأنابيب في شارعه الخاص.
لكن الآن، مع وجود كل تلك البراميل (الطاقة المتجددة)، بدأت الأمور تصبح فوضوية.
- أحياناً، يكون لدى أحد الأحياء فائض كبير من المياه (طاقة شمسية زائدة في يوم مشمس)، مما يؤدي إلى انفجار الأنابيب المحلية (الازدحام).
- وأحياناً، تحتاج المدينة بأكملها إلى المزيد من المياه، لكن أنابيب الأحياء تكون مسدودة، لذا لا يستطيع المدير الرئيسي دفع المياه عبرها.
إذا لم يتحدث المديران، فقد يتصارعان دون قصد. قد يحاول المدير الرئيسي دفع المياه إلى الداخل لإصلاح نقص ما، بينما يحاول مدير الحي دفع المياه إلى الخارج لإصلاح فيضان محلي. هذا يهدر الطاقة، ويكلف مالاً، ويخاطر بحدوث انقطاعات في التيار الكهربائي.
الحل: مخططات التنسيق
هذه الورقة هي مراجعة لـ كيف يمكن لهذين المديرين البدء في التحدث مع بعضهما البعض لإصلاح السباكة دون كسر الأنابيب. ينظر المؤلفون في طرق مختلفة يمكنهم من خلالها التنسيق، مثل بروتوكولات "المصافحة" المختلفة.
فكر في الأمر كأنه نظام إشارات مرور:
- المركزية (نموذج "الديكتاتور"): يحاول المدير الرئيسي التحكم في كل صنبور في كل منزل.
- المزايا: منطق بسيط.
- العيوب: مستحيل. لا يمكن للمدير الرئيسي أن يعرف حالة ملايين الأنابيب الصغيرة. هذا عمل شاق للغاية وبطيء جداً.
- اللامركزية (نموذج "الجار الصامت"): يدير مدير الحي شارعه الخاص، ويدير المدير الرئيسي الطريق السريع. يتحدثون فقط في حالة وقوع كارثة.
- المزايا: قرارات محلية سريعة.
- العيوب: قد يغفلون عن الصورة الكبيرة. قد يغلق الحي الطريق السريع دون أن يدرك ذلك.
- الهجين/السوق المشتركة (نموذج "العمل الجماعي"): وهذا هو ما تقترحه الورقة كأفضل طريقة. حيث ينشئون سوقاً مشتركة.
- تخيل لوحة إعلانات رقمية يقول فيها مدير الحي: "لدي 50 جالوناً من المياه الزائدة التي يمكنني بيعها".
- يرى المدير الرئيسي هذا ويقول: "رائع! أحتاج إلى مياه، لكن يمكنني فقط أخذ 30 جالوناً لأن أنابيبكم المحلية نحيفة".
- يتفقان على صفقة تعمل لصالح الطرفين.
آلية "إشارات المرور"
تصف الورقة عملية محددة لهولندا (والتي تعد بمثابة اختبار تجريبي للعالم أجمع):
- التأهيل المسبق (فحص الهوية): قبل أن يتمكن أي منزل من بيع مياهه الزائدة للمدينة، يتحقق مدير الحي مما إذا كانت الأنابيب قوية بما يكفي. إذا كانت كذلك، يمنحه بطاقة تعريف "الضوء الأخضر".
- العرض (حرب المزايدة): يسأل المدير الرئيسي: "من لديه مياه للبيع؟" يتحقق مدير الحي من بطاقات الهوية ويقول: "حسناً، ولكن تذكر، أنابيبكم يمكنها فقط تحمل 15 جالوناً، وليس 20". يقوم بتعديل العرض قبل إرساله إلى المدير الرئيسي.
- التفعيل (التدفق): عندما تحتاج المدينة إلى الماء، يرفع المدير الرئيسي المفتاح. ولأنهم تحدثوا مسبقاً، تتدفق المياه بسلاسة دون انفجار أنابيب الحي.
لماذا هذا مهم؟
بدون هذا التنسيق:
- هدر الأموال: قد نبني أنابيب كبيرة جديدة ومكلفة بينما كان بإمكاننا ببساطة استخدام المياه الموجودة بالفعل في الحي.
- انقطاع التيار الكهربائي: إذا تصارع المديران، ستنطفئ الأنوار.
- تباطؤ التحول الأخضر: لا يمكننا إضافة المزيد من الألواح الشمسية إذا كانت الشبكة لا تستطيع تحمل عملية التنسيق.
الخلاصة
تجادل الورقة بأنه للوصول إلى مستقبل "صفر كربون" (حيث نستخدم فقط براميل المطر وطواحين الهواء)، يجب على المدير الرئيسي ومدير الحي التوقف عن العمل في جزر منعزلة.
يتعين عليهم بناء جسر رقمي لمشاركة البيانات في الوقت الفعلي. يجب أن يعاملوا الشبكة بأكملها كفريق واحد، حيث يكون لمدير الحي رأي أكبر في كيفية تدفق المياه. من خلال القيام بذلك، يمكنهم استخدام "المرونة" التي توفرها الألواح الشمسية الصغيرة والبطاريات للحفاظ على استمرار الأنوار، وتوفير المال، والحفاظ على البيئة نظيفة.
باخت شديد: الأمر يتعلق بجعل المدير الكبير والمشرف المحلي يمسكان بأيدي بعضهما، ويتشاركان خريطة واحدة، ويقودان نفس السيارة، بدلاً من محاولة توجيهها من مقعدين مختلفين.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.