Toen orkaan Maria, een storm van categorie 4 met windsnelheden van 250 km/u, in 2017 een voltreffer maakte op Puerto Rico, verwoestte het het elektriciteitsnet van het eiland en veroorzaakte het de langste stroomuitval in de geschiedenis van de VS. Maria liet veel inwoners bijna een jaar zonder stroom.

In de nasleep van deze verwoesting werkten het ministerie van Energie en zijn nationale laboratoriumsysteem samen met Puerto Rico om een ​​veerkrachtiger elektriciteitsnet te genereren om de lichten in gemeenschappen aan te houden en te beschermen tegen de ergste gevolgen van nieuwe orkanen.

Nu heeft het Pacific Northwest National Laboratory van DOE een oplossing geleverd voor een veerkrachtiger elektriciteitsnet met het Electrical Grid Resilience and Assessment System (EGRASS), een krachtig platform dat helpt bij het voorbereiden en versterken van kritieke structuren wanneer nieuwe bedreigingen worden geïdentificeerd.

"Het is erg belangrijk voor Puerto Rico om zich voor te bereiden op dit en het volgende orkaanseizoen", zei Power Systems Engineer Marcelo Elizondo. "Om dit aan te pakken, hebben we onze expertise op het gebied van netwerkmodellering, cloudarchitectuur en noodhulp gecombineerd om de huidige en toekomstige energiesystemen van Puerto Rico te helpen beschermen", voegde Elizondo eraan toe. "We hebben ons model gevalideerd in rapporten voor het beoordelen van schade aan de locatie, waardoor we nauwkeuriger in staat waren om netstoringen te voorspellen."

De ontwikkeling van deze software kan het eiland helpen om beter voorbereid te zijn met de juiste actieplannen en materialen bij grote stormen in de toekomst.

"Onze Interagency Recovery Coordination-divisie van het FEMA-herstelkantoor in Puerto Rico heeft onvermoeibaar gewerkt om de overeenkomst tussen agentschappen te bereiken die de weg vrijmaakte voor deze innovatieve technologie. Het kennen van de mogelijke gevolgen van een toekomstige storm zal lokale overheden helpen om goede beslissingen te nemen bij de voorbereiding van een post- aanlandingsscenario", zegt José G. Baquero, de Federal Disaster Recovery Coordinator van de FEMA in Puerto Rico.

De Puerto Rico Energy Power Authority (PREPA), en de beheerder en beheerder van het transmissie- en distributiesysteem in Puerto Rico, LUMA Energy, gebruiken nu EGRASS om extreme weersomstandigheden en mogelijke gevolgen voor het net te bestuderen en te plannen, om beter inzicht te krijgen in data- en kennishiaten in het systeem en om die informatie te gebruiken om kritieke infrastructuur te beschermen.

EGRASS helpt noodbeheerders om stormeffecten beter te karakteriseren door historische stormpaden te simuleren voor verschillende schattingen van windintensiteit. Deze oefeningen helpen LUMA Energy-managers vooruit te plannen om transmissielijnen, onderstations en andere componenten in Puerto Rico te repareren, waardoor ze worden beschermd tegen opkomende weersbedreigingen.

PNNL neemt deel aan de verenigde DOE-inspanning om het elektriciteitsnet van Puerto Rico te herbouwen en het te helpen zich voor te bereiden op toekomstige orkanen. Het meerjarige project omvat complexe werkzaamheden voor de modernisering van het net en planning voor de toekomst, inclusief een overgang naar 100% hernieuwbare energie in 2050.

"Puerto Rico zet zich in voor de overgang naar 100% hernieuwbare energie, dus we willen graag helpen bij het plannen van die overgang op een veerkrachtige en betrouwbare manier, rekening houdend met de orkaaneffecten op het systeem terwijl het overgaat. We willen graag helpen identificeren hoe hernieuwbare energiebronnen en energieopslag kunnen een deel van de oplossing zijn door hun rasterbedieningen te ontwerpen", merkt Marcelo Elizondo op. Elizondo leidt het PNNL-team dat voor dit project modellering en analyse van de veerkracht van het netwerk levert.

Hoe EGRASS helpt bij de voorbereiding op orkanen

EGRASS beoordeelt de impact op de infrastructuur als gevolg van natuurrampen. Het schat de faalkans voor verschillende onderdelen van de elektrische infrastructuur, zoals torens, transmissielijnen en onderstations, en analyseert het bijbehorende risico en de impact van hun storingen op de systeembetrouwbaarheid. Het helpt ook bij realtime hersteloperaties door deskundig oordeel te geven voor het bepalen van alternatieve stroombronnen voor kritieke eindgebruiksbelastingen.

"Voor het onderdeel systeembetrouwbaarheid hadden we daar al een tool voor. Het heet DCAT, de Dynamic Contingency Analysis-tool", zegt Jeff Dagle, Chief Electrical Engineer bij PNNL. "We zagen een leemte in onze tools toen we werkten aan de wederopbouw van het elektriciteitsnet na de gevolgen van orkaan Maria. We wilden informatie toevoegen zoals 'welke hoogspanningslijnen zouden uitvallen' om een ​​beter begrip te krijgen van de kwetsbaarheid van de torens en hun gevoeligheid voor onderstations en voor de afzonderlijke componenten van het stroomsysteem. EGRASS doet dat."

Het team ontwierp het model om te begrijpen welke systemen zouden falen op basis van bepaalde veronderstellingen over orkaankrachten. "We hebben inzicht gekregen in de impact van het weer op de componenten van het stroomsysteem om in onze netanalyse te verwerken", voegde Dagle eraan toe.

EGRASS helpt de huidige infrastructuur te beschermen en te herstellen door intelligente modellering te presenteren om u zo goed mogelijk voor te bereiden op toekomstige orkanen. Toekomstplannen omvatten de uitbreiding van de toepasbaarheid naar andere gebeurtenissen, zoals aardbevingen en overstromingen. + Verder verkennen

Aardverschuivingen veroorzaakt door orkaan Maria