היכן מתרחשים נחשולי מתח ברשת חשמל? - עולם הפיזיקה

אלגוריתם חדש יכול לזהות היכן התרחש נחשול זרם חשמלי ברשת חשמל, מה שעשוי להקל על הימנעות מהפסקות ומתקלות בציוד הבאות לאורך קווי ההולכה. האלגוריתם פותח על ידי חוקרים מהאוניברסיטה למדעים יישומיים של מערב שוויץ (HES-SO) ומהמעבדה הלאומית של לוס אלמוס בארה"ב, והוא לא דורש ידע קודם על המבנה הגלובלי של הרשת כדי לאתר את המקור לתופעות מזיקות.

כאשר רכיב של רשת חשמלית מתקלקל, הוא מחדיר אות בלתי צפוי למערכת, וגורם להפרעות תקופתיות מתמשכות המכונה תנודות מאולצות לזרום דרך הרשת. תנודות אלו יכולות להופיע כתנודות כוח לאורך קווי תמסורת ועשויות להיות השלכות של אלפי קילומטרים ממקור ההפרעה.

השפעות כאלה למרחקים ארוכים אפשריות מכיוון שרשתות חשמל הן בין המערכות הגדולות בעולם מתוצרת האדם, מציין רובין דלאבייס, מתמטיקאי יישומי ב המכון לאנרגיה בת קיימא של HES-SO ומוביל המחקר. הרשת האירופית, למשל, משתרעת מפורטוגל ועד אוקראינה ופועלת כמערכת אחת. לכן אי אפשר לאף אחד לפקח על כל מרכיביו כל הזמן.

"מכיוון שרשתות החשמל הן מבנים מורכבים, קשה לזהות את המקורות להפרעות כאלה", מסביר דלאבייס. "אבל עם השיטה שאנו מציעים, אנו מסוגלים לעשות זאת אך ורק על סמך מדידות מתח. משמעות הדבר היא שאיננו זקוקים לידע על רשת החשמל הבסיסית בפועל."

"אגנוסטיות מערכתית" כזו היא יתרון גדול, הוא מוסיף, שכן מבנה הרשת והפרמטרים בפועל משתנים ללא הרף עקב החלטות תפעוליות ואפילו תנאי מזג האוויר.

גישת "הסבירות המקסימלית" עקרונית

המודל של החוקרים מסביר תנודות אקראיות של זרימת כוח הנמצאות באופן טבעי בקווי תמסורת ומשתמש בהן כדי לקבוע את קבוצת הפרמטרים הדרושים כדי למצוא את המקור הסביר ביותר של תנודה מאולצת. באמצעות גישה זו של "הסבירות המקסימלית העקרונית", Delabays ועמיתיו הצליחו לזהות את מקור התנודה בנתונים היסטוריים של מערכת השידור בארה"ב שתועדו במהלך אירועי תנודה מאולצת ידועים.

"החלק האלגוריתמי הודעות הוא די סטנדרטי", מסביר דלאבייס. "אנחנו פותרים בעיה הכי פחות ריבועית בשיטת נקודת פנים. התרומה העיקרית שלנו הייתה להיות מסוגלים לכתוב מחדש את בעיית האופטימיזציה בצורה כזו שתאפשר לנו להיפטר מהרבה אי-ליניאריות במערכת”.

רשתות עירוניות מחממות דברים

העבודה עשויה לסייע בהפחתת תנודות מאולצות ברשתות חשמל עתידיות של אנרגיות מתחדשות, שבהן הן יכולות להיות מקור משמעותי לכשל בתשתית ולהפסקות, הוא אומר. "הגביע הקדוש עבורנו יהיה להיות מסוגלים ליישם את השיטה שלנו בזמן אמת על נתוני מדידה ולזהות מכשיר (בדרך כלל שנאי) שכרגע לא תקין", הוא אומר. עולם הפיזיקה. "המטרה שלנו כאן תהיה לספק אזהרות מוקדמות למפעילי הרשת ולהצליח לאתר את מקור האזהרות הללו".

Delabays אומר שהשלב הבא יהיה לקבל גישה לנתונים עבור אירועי הפרעה נוספים שעבורם זוהה המקור, ולהשתמש בזה כדי לאשר את תקפות השיטה. לאחר מכן, הוא ועמיתיו מקווים ליישם את האלגוריתם על נתוני מדידה היסטוריים שמקור ההפרעה בפועל אינו ידוע. "השיפור הנוסף שאנו מדמיינים הוא מינוף הידע שיש לנו על רשת החשמל באופן כללי", אומר דלאבייס. "אנחנו לא יודעים הכל על רשת, אבל יש הרבה דברים שאנחנו כן יודעים ושאנחנו לא ממנפים כרגע. למשל, קווי חשמל חדשים לא יתממשו מאוויר דליל, כך שגם אם אנחנו לא יודעים אם קו קיים פעיל או לא, אנחנו כן יודעים מתי שני אוטובוסים לא מחוברים פיזית".

הטכניקה מתוארת ב PRX Energy.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. רכב / רכבים חשמליים, פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• BlockOffsets. מודרניזציה של בעלות על קיזוז סביבתי. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/where-do-power-surges-occur-in-an-electricity-grid/