Undersøgelse:Moderne elnet har brug for smartere modeller for forbedret modstandsdygtighed

Strømsystemer og kommunikationsnetværk er i stigende grad afhængige af hinanden, som kan påvirke respons- og genopretningstiderne, når der opstår problemer.

Dagens smarte net involverer komponenter, der taler til hinanden, sender signaler over kommunikationsnetværk for at holde strømmen jævn og effektiv. Men hvad sker der, når "samtalen" bliver stille?

Et team af forskere ved US Department of Energy's (DOE) Argonne National Laboratory og Illinois Institute of Technology undersøgte for nylig litteraturen om denne forbindelse mellem elsystemet og dets kommunikationsnetværk, at finde ud af, at mange undersøgelser ikke tilstrækkeligt overvejer dette forholds tovejs karakter og dets indvirkning på netmodstandsdygtighed. Deres papir, "Elstrømnets modstandsdygtighed med indbyrdes afhængighed mellem strøm- og kommunikationsnetværk - en gennemgang, "blev for nylig offentliggjort i IET Smart Grid, et tidsskrift fra Institutionen for teknik og teknologi.

Forskere og netoperatører bruger computermodeller til at forstå og planlægge, hvordan hændelser som storme eller fejl i udstyr vil påvirke elnettet. Men da studieforfatterne kiggede på feltrapporter fra faktiske forstyrrelser, de fandt kompleksiteter, som de fleste undersøgelser ikke fangede.

"Der er nogle huller mellem, hvad vi i øjeblikket modellerer, og hvad vi skal modellere, "sagde Bo Chen, en Argonne energisystemforsker og en medforfatter af papiret. "Vi skal bedre indarbejde indbyrdes afhængighed af kommunikation i vores eksisterende metoder." Ud over Chen, Xin Liu og Dong Jin fra Illinois Institute of Technology og Argonnes Chen Chen forfattede undersøgelsen.

Forbindelsen mellem kommunikationsnetværk og det elektriske net tager form på flere måder. En forsyningsstolpe, der transporterer elektricitet ind i hjemmene, kan også bære signaler fra sensornetværk til styring og datarapportering. Netoperationscentre har brug for kommunikationsnetværk for at overvåge forholdene og opdage problemer.

Mange undersøgelser har overvejet effekten af ​​et netværksfejl på elsystemet, men ikke så meget omvendt. Under Floridas orkansæson i 2004, for eksempel, en fejl i distributionssystemet kompromitteret mobiltelefon service, hvilket gjorde det sværere for forsyningsselskaber at effektivt sende reparationshold.

En anden potentiel planlægning blind spot, Chen sagde, er batteriets levetid for kommunikationsenheder. Hvis strømmen går ud, hvor længe vil deres backup batterier køre, og har de kapacitet nok? Den rigtige modellering kan levere planlægningsløsninger, der tegner sig for dette, med reparationer, der er tidsbestemt, før batterierne løber tør for strøm.

"En type enhed, der er virkelig vigtig for styringssystemets distribution og restaurering af elsystemet, er afbrydere i transformerstationerne, der kan isolere et fejlområde eller aktivere fordelingsfødere, "Sagde Chen." Disse understationer leveres med backup -batterier, der kan holde i timevis, men de skal gendannes, før batteriet løber tør for at undgå kaskadefejl. "

Modellering af disse former for forviklinger kan være udfordrende, derfor har de fleste undersøgelser endnu ikke taget højde for dem fuldt ud, Sagde Chen. Fremtidens arbejde vil fokusere på modellering af den rolle, kommunikationsnetværk spiller i strømgenoprettelsesprocessen efter naturkatastrofer. Efterhånden som sådanne modeller modnes, de kan også udvides til at omfatte elektriske køretøjer, mobile backup -generatorer og andre distribuerede ressourcer, der bliver mere og mere almindelige.

"Elsystemer og kommunikationsnetværk bliver i stigende grad koblet i takt med, at nettet moderniseres, "Sagde Chen." Vi er nødt til at overveje alle aspekter af dette link for at sikre en stabil, modstandsdygtigt elektrisk net. "