Gli scienziati del Tokyo Institute of Technology hanno sviluppato un nuovo metodo per programmare l'attivazione e la disattivazione dei generatori di corrente che riduce al minimo i costi e garantisce l'affidabilità affrontando i problemi prevalenti nei metodi precedenti.

I generatori elettrici hanno tempi di avviamento e spegnimento e relativi costi. Poiché più generatori sono generalmente disponibili in un dato momento, e non possono essere attivati ​​o disattivati ​​rapidamente, gli operatori di rete di solito programmano in anticipo queste operazioni di "accensione" e "spegnimento" in base ai carichi previsti al fine di ridurre i costi. Questi programmi sono realizzati sulla base di modelli matematici e strategie che affrontano un compromesso tra minimizzazione dei costi e risparmio energetico da un lato, e garantire l'affidabilità dall'altro.

Una di queste famiglie di problemi di ottimizzazione matematica è denominata "impegno unitario (UC)" ed è stata utilizzata per determinare gli stati richiesti (accensione/spegnimento) dei generatori nei sistemi di alimentazione. Come menzionato prima, questi problemi e il programma sono determinati in anticipo, il che implica dover affrontare l'incertezza in più variabili su tutta la linea, come carico, disponibilità e guasti del generatore, e l'apporto di energia rinnovabile. I metodi disponibili per elaborare tali programmi presentano diversi svantaggi. Alcuni di essi prendono l'intero periodo programmato e richiedono di tenere conto della dinamica dei generatori e delle variabili incerte, ma questa incertezza di solito non viene affrontata adeguatamente e si ottengono programmi eccessivamente conservativi. Altri metodi non sono in grado di gestire i sistemi di accumulo di energia, che sono essenziali per le tecnologie di energia rinnovabile.

Considerando questi problemi, un team di ricercatori del Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), guidato dal professor Jun-ichi Imura, ha sviluppato un nuovo metodo UC con una svolta interessante per superare questi problemi. "Il metodo proposto presenta vantaggi rispetto ai precedenti metodi UC in diversi modi e affronta esplicitamente i loro problemi principali, " spiega Imura. Nel loro approccio, invece di considerare il periodo programmato nel suo insieme e dover affrontare le dinamiche del sistema, il periodo è suddiviso in fasce orarie da trattare (ottimizzate per) singolarmente in “tempo reale”. Per fare questo, i valori incerti nel modello sono dati indipendentemente limiti superiore e inferiore per ogni fascia oraria, e l'interazione di questi limiti e altri vincoli sono usati per derivare soluzioni ottimali fattibili. Cosa c'è di più, il metodo può essere adattato per considerare potenziali interruzioni del generatore.

Il team ha condotto simulazioni per dimostrare come funziona il metodo proposto e ha confrontato i suoi risultati con quelli ottenuti utilizzando i metodi esistenti. A differenza degli approcci precedentemente riportati, il loro metodo era completamente affidabile e non comportava alcun surplus o carenza di energia. "Il metodo proposto rappresenta un quadro pratico per la UC non preventiva e robusta, " conclude il signor Cho, l'autore principale del documento che spiega gli sforzi del team.

I ricercatori continueranno a lavorare su vari aspetti del loro nuovo approccio, come su altri modi per calcolare i limiti per le variabili incerte per ogni fascia oraria, per migliorare ulteriormente i risultati. Lo sviluppo e l'attuazione di tali strategie efficienti nelle reti di distribuzione dell'energia garantiranno l'accesso a un'elettricità economica e affidabile.