Stroomsystemen en communicatienetwerken zijn steeds meer onderling afhankelijk, die van invloed kunnen zijn op de reactie- en hersteltijden wanneer zich problemen voordoen.

Het huidige smart grid bestaat uit componenten die met elkaar praten, signalen verzenden via communicatienetwerken om de stroom soepel en efficiënt te laten stromen. Maar wat gebeurt er als het "gesprek" verstomt?

Een team van onderzoekers van het Argonne National Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy (DOE) en het Illinois Institute of Technology heeft onlangs de literatuur onderzocht over dit verband tussen het energiesysteem en zijn communicatienetwerken, constatering dat veel studies niet voldoende rekening houden met het tweerichtingskarakter van deze relatie en de impact ervan op de veerkracht van het netwerk. hun papier, "Elektriciteitsnet veerkracht met onderlinge afhankelijkheden tussen stroom- en communicatienetwerken - een overzicht, " werd onlangs gepubliceerd in IET Smart Grid, een tijdschrift van de Institution of Engineering and Technology.

Wetenschappers en netbeheerders gebruiken computermodellen om te begrijpen en te plannen hoe gebeurtenissen zoals stormen of apparatuurstoringen het elektriciteitsnet zullen beïnvloeden. Maar toen de auteurs van het onderzoek naar veldrapporten van werkelijke verstoringen keken, ze vonden complexiteiten die de meeste studies niet vastlegden.

"Er zijn enkele hiaten tussen wat we momenteel modelleren en wat we moeten modelleren, " zei Bo Chen, een wetenschapper op het gebied van energiesystemen uit Argonne en co-auteur van het artikel. "We moeten de onderlinge afhankelijkheden van communicatie beter integreren in onze bestaande methoden." Naast Chen, Xin Liu en Dong Jin van het Illinois Institute of Technology en Chen Chen van Argonne schreven de studie.

De verbinding tussen communicatienetwerken en het elektriciteitsnet krijgt op verschillende manieren vorm. Een elektriciteitspaal die elektriciteit naar huizen transporteert, kan ook signalen van sensornetwerken vervoeren voor controle en gegevensrapportage. Netbeheercentra hebben communicatienetwerken nodig om de omstandigheden te bewaken en problemen op te sporen.

Veel studies hebben gekeken naar het effect van een netwerkstoring op het stroomsysteem, maar niet zoveel andersom. Tijdens het orkaanseizoen van Florida in 2004, bijvoorbeeld, een storing in het distributiesysteem die de mobiele telefoondienst in gevaar bracht, waardoor het voor nutsbedrijven moeilijker werd om reparatieploegen efficiënt te sturen.

Een andere potentiële blinde vlek voor planning, Chen zei, is de levensduur van de batterij voor communicatieapparaten. Als de stroom uitvalt, hoe lang zullen hun back-upbatterijen werken, en hebben ze voldoende capaciteit? De juiste modellering kan planningsoplossingen bieden die hiermee rekening houden, met reparaties die moeten plaatsvinden voordat die batterijen leeg raken.

"Een type apparaat dat echt belangrijk is voor de controle van het distributiesysteem en het herstel van het stroomsysteem, zijn de stroomonderbrekers in de onderstations die een storingsgebied kunnen isoleren of distributiefeeders van energie kunnen voorzien, "Zei Chen. "Die onderstations worden geleverd met back-upbatterijen die uren mee kunnen gaan, maar ze moeten worden hersteld voordat de batterij leeg raakt om trapsgewijze storingen te voorkomen."

Het modelleren van dit soort ingewikkeldheden kan een uitdaging zijn, daarom hebben de meeste studies er nog niet volledig rekening mee gehouden, zei Chen. Toekomstig werk zal zich richten op het modelleren van de rol die communicatienetwerken spelen in het stroomherstelproces na natuurrampen. Naarmate dergelijke modellen volwassener worden, ze kunnen ook worden uitgebreid met elektrische voertuigen, mobiele back-upgeneratoren en andere gedistribueerde bronnen die steeds gebruikelijker worden.

"Energiesystemen en communicatienetwerken worden steeds meer gekoppeld naarmate het net moderniseert, Chen zei. "We moeten elk aspect van die link in overweging nemen om een ​​stabiele, veerkrachtig elektriciteitsnet."