พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในการขับเคลื่อนรถไฟ

มีหลายขั้นตอนที่ต้องดำเนินการก่อนที่จะไปถึงจุดหมายปลายทางได้ ขั้นแรก พวกเขาต้องซื้อตั๋วที่ตู้ขายตั๋ว ซึ่งเป็นจุดที่สร้างพลังงานไฟฟ้า จากนั้น พวกเขาขึ้นรถไฟที่ออกจากสถานี ไฟฟ้าจะถูกส่งผ่านระยะทางโดยใช้สายส่ง ในที่สุด รถไฟก็พานักเดินทาง (ไฟฟ้า) ไปถึงจุดหมายปลายทาง ขั้นตอนสุดท้ายของการส่งไฟฟ้าไปยังบ้านเรือนและธุรกิจนี้เรียกว่าระบบจำหน่ายไฟฟ้า และจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องรักษาความน่าเชื่อถือไว้ได้ Chanan Singh และนักศึกษาปริญญาเอก Arun Karngala จากภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ที่ Texas A&M University กำลังทำงานเพื่อพัฒนากรอบความน่าเชื่อถือสำหรับระบบการจัดจำหน่าย เพื่อให้บริษัทสาธารณูปโภคสามารถเตรียมพร้อมสำหรับความไม่แน่นอนที่อาจเกิดขึ้นได้ดีขึ้น ซิงห์เป็นศาสตราจารย์ผู้สำเร็จราชการแทนพระองค์, ประธานศาสตราจารย์ Irma Runyon และศาสตราจารย์กิตติคุณของมหาวิทยาลัย ด้วยการพัฒนาแบบจำลองและวิธีการเหล่านี้เพื่อทำการวิเคราะห์ระดับการกระจายของโครงข่ายไฟฟ้า จึงสามารถป้องกันผลกระทบจากสภาพอากาศในท้องถิ่นหรือความล้มเหลวของอุปกรณ์ได้ เฟรมเวิร์กของนักวิจัยยังสามารถใช้เพื่อทดสอบผลกระทบทั้งระบบของการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาและการเก็บพลังงานโดยลูกค้าในระบบจำหน่าย "เราพบว่าลูกค้า 40% ติดตั้งโซลาร์เซลล์ ซึ่งคิดเป็น 1.5 เท่าของความต้องการสูงสุดของครัวเรือนนั้นๆ" Karngala กล่าว "ด้วยระบบจัดเก็บพลังงานที่เพียงพอ ดัชนีความน่าเชื่อถือวัดการปรับปรุงที่สำคัญ ตัวอย่างเช่น ดัชนีความถี่การหยุดชะงักโดยเฉลี่ยของระบบได้รับการปรับปรุง 50% ดัชนีระยะเวลาการหยุดชะงักโดยเฉลี่ยของระบบได้รับการปรับปรุง 70% และดัชนีระยะเวลาการหยุดชะงักโดยเฉลี่ยของลูกค้าได้รับการปรับปรุงโดย 45%" Karngala กล่าวว่ากรอบนี้สามารถใช้ในการตัดสินใจเกี่ยวกับความสามารถในการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคา: "หากกำลังการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งเพิ่มขึ้นจากหนึ่งเท่าของความต้องการสูงสุดเป็นสองเท่าของความต้องการสูงสุด ดัชนีความน่าเชื่อถือจะแสดงการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง การปรับปรุงในดัชนี ลดลงหลังจากกำลังการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งเพิ่มขึ้นมากกว่า 2.5 เท่าของความต้องการสูงสุด" การดำเนินการศึกษาความน่าเชื่อถือสามารถช่วยสร้างกรณีธุรกิจสำหรับการซื้อพื้นที่จัดเก็บข้อมูลดังกล่าว และการวิจัยอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับเทคโนโลยีการจัดเก็บกำลังช่วยให้มีทางเลือกที่เหมาะสมและเชื่อถือได้มากขึ้น ทีมวิจัยให้ความสำคัญกับการวิเคราะห์และความน่าเชื่อถือในระดับระบบจำหน่ายเนื่องจากเป็นส่วนที่เปราะบางที่สุดในทุกขั้นตอนของการจัดสรรพลังงาน ดังนั้นจึงสามารถสร้างปัญหาให้กับลูกค้าได้มากที่สุด รถไฟ นอกจากนี้ ไม่เหมือนกับภาคส่วนระดับสูงของโครงข่ายไฟฟ้า เช่น การผลิตและการส่งไฟฟ้า ซึ่งมีวิธีการวิเคราะห์และขั้นตอนที่มีอยู่เพื่อให้มั่นใจว่าความน่าเชื่อถือจะยังคงอยู่ท่ามกลางความไม่แน่นอนในระดับที่กำหนด โดยทั่วไปแล้ว ระดับการกระจาย ไม่มีมาตรฐานดังกล่าว ผู้ควบคุมระบบอิสระ (ISO) ส่วนใหญ่ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพวกเขามีปริมาณสำรองในการผลิตไฟฟ้าเพียงพอ ดังนั้นหากเกิดปัญหาที่ไม่คาดคิดเกิดขึ้น (เช่น สายส่งขัดข้อง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขัดข้อง โหลดสูงกว่าที่คาดการณ์ไว้ ฯลฯ) ส่งผลให้โหลดทั้งหมดไม่ถูกจ่าย สามารถปรับโหลดได้เพื่อไม่ให้สูญหายโดยสิ้นเชิงสำหรับลูกค้าทุกคน ISO หลายแห่งใช้เกณฑ์ที่รับรองว่าโดยเฉลี่ยแล้ว การลดโหลดนี้จะไม่เกิดขึ้นมากกว่าหนึ่งวันใน 10 ปี โดยทั่วไปแล้วมาตรฐานดังกล่าวจะไม่ใช้ในระดับการแจกจ่าย งานนี้เผยแพร่ในIEEE Transactions on Sustainable Energyในเดือนมกราคม "เหตุการณ์พายุฤดูหนาวที่เกิดขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้ในเท็กซัส มีลักษณะที่แตกต่างออกไปซึ่งครอบคลุมทั่วทั้งรัฐ" ซิงห์กล่าว "แต่สภาพอากาศที่รุนแรงอาจเกิดขึ้นได้ในหลายรูปแบบ ตัวอย่างเช่น คุณอาจมีพายุทอร์นาโดหรือพายุเฮอริเคน ซึ่งผลกระทบจะไม่ครอบคลุมทั่วทั้งรัฐ แต่ได้รับผลกระทบในพื้นที่จำกัด เราเชื่อว่าในสถานการณ์เหล่านั้น แบบจำลองและเครื่องมือเหล่านี้จะมีให้ การให้เราจัดการระบบจะช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบจำหน่าย เพราะคุณไม่ต้องพึ่งพาเฉพาะพลังงานที่มาจากกริดเท่านั้น แต่ยังมาจากแหล่งอื่นในท้องถิ่น เช่น แสงอาทิตย์และลม" ความท้าทายอย่างหนึ่งที่ทีมกำลังเผชิญคือระบบการผลิตประเภทต่างๆ จำนวนมากที่รวมเข้ากับระบบจำหน่ายที่ต้องนำมาพิจารณา Karngala กล่าวว่า ก่อนหน้านี้ระบบจำหน่ายถือเป็นผู้บริโภคพลังงานเพียงรายเดียว แต่ปัจจุบันมีเทคโนโลยีที่ใหม่กว่าและแหล่งพลังงานแบบกระจายจำนวนมากเข้ามาในระบบจำหน่าย เช่น แผงโซลาร์เซลล์ การผลิตและกักเก็บพลังงานลม Karngala กล่าวว่า "ส่วนที่น่าตื่นเต้นเกี่ยวกับการทำงานกับระบบการจัดจำหน่ายคือสิ่งเหล่านี้กำลังอยู่ในช่วงของการเปลี่ยนแปลง "สิ่งเหล่านี้กำลังเปลี่ยนจากระบบดั้งเดิมไปสู่ระบบที่ก้าวหน้ากว่ามาก และเรากำลังอยู่ในช่วงเปลี่ยนผ่านที่เราจำเป็นต้องพัฒนาแบบจำลองและวิธีการ" ท้ายที่สุด ทีมงานกำลังมองหาการสร้างกรอบการวิเคราะห์ความน่าเชื่อถือที่ครอบคลุม ซึ่งแนวทางต่างๆ เช่น การตอบสนองความต้องการ กลยุทธ์ราคา และกลยุทธ์การดำเนินงาน สามารถรวมและขยายตามเมื่อกริดไฟฟ้ามีวิวัฒนาการ "ไม่มีปัญหาการขาดแคลนโครงการที่สามารถพัฒนาได้ภายใต้กรอบการทำงานนี้ เนื่องจากสามารถรวมโมเดล วิธีการ และกลยุทธ์การดำเนินงานจำนวนมากไว้ในการประเมินความน่าเชื่อถือ" Karngala กล่าว