CWI -forskere gør strømnet mere pålideligt med matematik

Forskere fra Centrum Wiskunde &Informatica (CWI), det nationale forskningsinstitut for matematik og datalogi i Holland, opdagede, hvor store udsving i solenergi og vindenergi, kombineret med den fysiske netværksdynamik af elektricitet, kan forårsage fejl i strømnet. Den matematiske ramme udviklet af forskerne hjælper med at forudsige udseendet af potentielle svigt i elledninger. Artiklen blev offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve den 21. juni 2018.

Elnet drives på grundlag af omkostningseffektive principper og er derfor stærkt belastede. Kombineret med ekstreme vejrscenarier, dette kan føre til, at linjer i nettet mislykkes eller lukkes ned. En fejl forårsager en global omfordeling af strømstrømme, øget stress på de resterende linjer, muligvis udløser yderligere afbrydelser og endda systemdækkende blackouts. Det er derfor af stor samfundsmæssig betydning at sikre, at omdannelsen til et bæredygtigt samfund ikke fører til en forringelse af elforsyningskvaliteten.

Forudsiger de svageste led

CWI -forskere Tommaso Nesti, Alessandro Zocca og Bert Zwart har undersøgt, hvordan den tidlige fase af en sådan proces kan påvirkes af sol- og vindkraft. Ved hjælp af en analogi med statistisk fysik, de betragter et stort elnet med mange vedvarende input som et partikelsystem. Dette gør det muligt at identificere hvilke linjer i nettet, der er mest sårbare over for udsving i vejrmønstre samt den mest sandsynlige måde, hvorpå fejl udbredes i netværket.

Linjesvigt kan skyldes mange små udsving i en stor geografisk region. Antallet af efterfølgende fejl kan være betydeligt højere end forudset af tidligere modeller, hvor vejrmønstre ikke blev taget i betragtning.

Disse indsigter, som er valideret med data fra det tyske transmissionsnet, give en ny ramme til at opdage sårbarheder i elnet og vil bidrage til bedre at håndtere udsving i vedvarende energikilder, forhindre strømafbrydelser som følge heraf.