ไฟกระชากเกิดขึ้นที่ใดในโครงข่ายไฟฟ้า – โลกฟิสิกส์

ไฟกระชากเกิดขึ้นที่ใดในโครงข่ายไฟฟ้า – โลกฟิสิกส์

ประทับเวลา: 28 กรกฎาคม 2023 8:00 น

แผนที่ XNUMX แห่งของสหราชอาณาจักร ซ้อนทับด้วยวงกลมและเส้นที่แสดงถึงโครงข่ายไฟฟ้า
วิธีการ "ความเป็นไปได้สูงสุดตามหลักการ": ความเข้มของสีจะวัดปริมาณความน่าจะเป็นที่โหนดจะเป็นแหล่งที่มาของการรบกวน แผงด้านซ้ายและตรงกลางสอดคล้องกับวิธีมาตรฐาน (ได้แก่ การแปลงฟูเรียร์ของอนุกรมเวลา) และแผงด้านขวาเป็นวิธีที่ใช้ในการศึกษานี้ ขอขอบคุณ: R.Delabays

อัลกอริธึมใหม่สามารถระบุตำแหน่งที่เกิดกระแสไฟกระชากในระบบส่งไฟฟ้า ซึ่งอาจช่วยให้หลีกเลี่ยงการหยุดทำงานและความล้มเหลวของอุปกรณ์ตามสายส่งได้ง่ายขึ้น อัลกอริธึมนี้ได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์ประยุกต์แห่งสวิตเซอร์แลนด์ตะวันตก (HES-SO) และห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอลามอสในสหรัฐอเมริกา และไม่จำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างทั่วโลกของกริดมาก่อนเพื่อระบุแหล่งที่มาของปรากฏการณ์ที่สร้างความเสียหาย

เมื่อส่วนประกอบของโครงข่ายไฟฟ้าทำงานผิดปกติ มันจะส่งสัญญาณที่ไม่คาดคิดเข้าสู่ระบบ ทำให้เกิดการรบกวนเป็นระยะอย่างต่อเนื่องซึ่งเรียกว่าการสั่นแบบบังคับให้ไหลผ่านโครงข่าย การแกว่งเหล่านี้สามารถแสดงขึ้นเมื่อมีการแกว่งของกำลังไปตามสายส่ง และอาจส่งผลตามมาหลายพันกิโลเมตรจากแหล่งกำเนิดของการรบกวน

ผลกระทบในระยะไกลดังกล่าวเกิดขึ้นได้เนื่องจากโครงข่ายไฟฟ้าเป็นหนึ่งในระบบที่มนุษย์สร้างขึ้นที่ใหญ่ที่สุดในโลก โรบิน เดลาเบย์ส,นักคณิตศาสตร์ประยุกต์ที่ สถาบันพลังงานยั่งยืนของ HES-SO และผู้นำการศึกษา ตัวอย่างเช่น ตารางกริดของยุโรปทอดยาวจากโปรตุเกสไปยังยูเครน และทำงานเป็นระบบเดียว ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่ใครก็ตามจะตรวจสอบส่วนประกอบทั้งหมดตลอดเวลา

“เนื่องจากโครงข่ายไฟฟ้าเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อน แหล่งที่มาของการรบกวนดังกล่าวจึงยากต่อการระบุ” Delabays อธิบาย “แต่ด้วยวิธีที่เรานำเสนอ เราสามารถทำได้โดยอาศัยการวัดแรงดันไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว ซึ่งหมายความว่าเราไม่จำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับโครงข่ายไฟฟ้าพื้นฐานที่แท้จริง”

“การไม่เชื่อเรื่องพระเจ้าของระบบ” ดังกล่าวเป็นข้อได้เปรียบที่ยิ่งใหญ่ เขากล่าวเสริม เนื่องจากโครงสร้างกริดและพารามิเตอร์ที่เกิดขึ้นจริงเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาเนื่องจากการตัดสินใจในการปฏิบัติงานและแม้แต่สภาพอากาศ

แนวทาง “ความเป็นไปได้สูงสุดตามหลักการ”

แบบจำลองของนักวิจัยอธิบายถึงความผันผวนของการไหลของพลังงานแบบสุ่มซึ่งปรากฏตามธรรมชาติในสายส่ง และใช้สิ่งเหล่านี้เพื่อกำหนดชุดพารามิเตอร์ที่จำเป็นในการค้นหาต้นกำเนิดที่เป็นไปได้มากที่สุดของการสั่นแบบบังคับ การใช้แนวทาง "ความเป็นไปได้สูงสุดตามหลักการ" นี้ Delabays และเพื่อนร่วมงานสามารถระบุแหล่งที่มาของการสั่นในข้อมูลระบบส่งกำลังในอดีตของสหรัฐอเมริกาที่บันทึกไว้ในระหว่างเหตุการณ์การสั่นแบบบังคับที่ทราบ

“ส่วนอัลกอริธึม ต่อ se ค่อนข้างเป็นมาตรฐาน” Delabays อธิบาย “เราแก้ปัญหากำลังสองน้อยที่สุดด้วยวิธีจุดภายใน การสนับสนุนหลักของเราคือสามารถเขียนปัญหาการปรับให้เหมาะสมอีกครั้งในลักษณะที่ช่วยให้เราสามารถกำจัดความไม่เชิงเส้นจำนวนมากในระบบได้”

งานนี้สามารถช่วยบรรเทาความผันผวนที่บังคับในระบบส่งไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนในอนาคต ซึ่งสิ่งเหล่านี้อาจเป็นสาเหตุสำคัญของความล้มเหลวของโครงสร้างพื้นฐานและไฟดับ เขากล่าว “จอกศักดิ์สิทธิ์สำหรับเราคือการสามารถนำวิธีการของเราไปประยุกต์ใช้กับข้อมูลการวัดแบบเรียลไทม์ และเพื่อระบุอุปกรณ์ (โดยทั่วไปคือหม้อแปลงไฟฟ้า) ที่ทำงานผิดปกติในปัจจุบัน” เขากล่าว โลกฟิสิกส์. “เป้าหมายของเราที่นี่คือการแจ้งเตือนล่วงหน้าแก่ผู้ให้บริการโครงข่ายและสามารถค้นหาแหล่งที่มาของคำเตือนเหล่านี้ได้”

Delabays กล่าวว่าขั้นตอนต่อไปคือการเข้าถึงข้อมูลสำหรับเหตุการณ์รบกวนเพิ่มเติมที่ระบุแหล่งที่มา และใช้สิ่งนี้เพื่อยืนยันความถูกต้องของวิธีการ หลังจากนั้นเขาและเพื่อนร่วมงานหวังว่าจะใช้อัลกอริธึมกับข้อมูลการวัดในอดีตซึ่งไม่ทราบแหล่งที่มาของการรบกวนที่แท้จริง “การปรับปรุงอื่นๆ ที่เราคาดหวังคือการใช้ประโยชน์จากความรู้ที่เรามีเกี่ยวกับโครงข่ายไฟฟ้าโดยทั่วไป” Delabays กล่าว “เราไม่ได้รู้ทุกอย่างเกี่ยวกับกริด แต่มีหลายอย่างที่เรารู้และยังไม่ได้ใช้ประโยชน์ในปัจจุบัน ตัวอย่างเช่น สายไฟใหม่จะไม่เกิดขึ้นจริงจากอากาศเบาบาง ดังนั้นแม้ว่าเราจะไม่รู้ว่าสายไฟที่มีอยู่นั้นใช้งานอยู่หรือไม่ เราก็รู้เมื่อรถบัสสองคันไม่ได้เชื่อมต่อกันทางกายภาพ”

เทคนิคนี้อธิบายไว้ใน พีอาร์เอ็กซ์ เอ็นเนอร์จี.

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก โลกฟิสิกส์