Американская лаборатория тестирует новую модель для расследования неисправностей электросетей

Jun 11, 2023

Исследователи из Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) Министерства энергетики работают над пониманием последствий электрических неисправностей в современной энергосистеме США.

Неисправности — это ненормальные условия в электрической цепи, которые прерывают подачу электроэнергии и могут вызвать отключения электроэнергии, от которых страдают тысячи потребителей. Неисправности могут быть вызваны отказом оборудования, человеческой ошибкой, погодными явлениями и стихийными бедствиями. Их понимание позволяет электроэнергетическим компаниям и системным операторам поддерживать надежное электроснабжение и сокращать количество отключений.

Однако традиционные методы моделирования менее эффективны для прогнозирования того, как поведут себя передовые цифровые технологии. Новые энергетические ресурсы, такие как солнечные панели и зарядные устройства для электромобилей, распространяются по электрической сети, увеличивая присутствие электроники, называемой инверторами, которые изменяют поток электрического тока в соответствии с более крупной системой передачи. По сравнению с механическими системами силовая электроника представляет собой гораздо более быстродействующие устройства, на которые по-разному влияют неисправности в удаленных частях сети. Однако большинство энергетических компаний не скорректировали свои планы с учетом этих изменений.

Вот почему Североамериканская корпорация по надежности электроснабжения (NERC) просит коммунальные предприятия и операторов использовать новый метод для исследования причин и последствий неисправностей: анализ электромагнитных переходных процессов, или EMT, доменный анализ. Ожидается, что по сравнению с традиционным моделированием этот тип анализа будет более точно отображать быстро развивающиеся события.

Ты читал:Технология мониторинга на основе оптоволокна позволяет обнаруживать неисправности на 500-километровой линии электропередачи. Робот-собака обнаруживает неисправности в межсетевых соединениях Национальной энергосистемы.

«Поскольку трансформация сети происходит за счет увеличения количества инверторных ресурсов и зарядных устройств для электромобилей, ЕМТ необходима для понимания надежности системы», — сказал исследователь ORNL Суман Дебнат. Не имея этих методов и инструментов, операторы и коммунальные предприятия, возможно, не смогут сохранить свой прежний уровень надежности обслуживания, особенно когда они планируют будущие межсоединения и расширения системы передачи.

Команда исследователей ORNL Дебната, работающая с партнером Southern California Edison, в начале этого года провела одну из первых успешных репликаций неисправностей с использованием EMT после интеграции своих собственных моделей и алгоритмов в инструмент анализа предметной области EMT. Запустив моделирование в лаборатории ORNL и на оборудовании в Южной Калифорнии Эдисон, они заявили, что точно воспроизвели последствия аварии в Калифорнии в 2018 году на крупной солнечной электростанции.

«Разработка высокоточной модели поможет коммунальным предприятиям лучше понять физическую динамику силовой электроники, тем самым улучшив производительность сети и согласовав ее с нашим будущим видением модернизации сети», — сказал доктор Арифуджаман, старший инженер по инновациям в области сетевых технологий в Southern California Edison. «Такой проект нам очень помогает. Чем больше динамики вы сможете представить, тем лучше для нас, для сети и для клиента».

Первоначально опубликовано на сайте Power Grid.