Forskare från Centrum Wiskunde &Informatica (CWI), det nationella forskningsinstitutet för matematik och datavetenskap i Nederländerna, upptäckte hur stora fluktuationer i sol- och vindenergi, kombinerat med elens fysiska nätverksdynamik, kan orsaka fel i elnät. Det matematiska ramverket som forskarna utvecklat hjälper till att förutsäga utseendet på potentiella strömavbrott. Artikeln publicerades i Fysiska granskningsbrev den 21 juni 2018.

Elnät drivs utifrån kostnadseffektiva principer och är därför hårt belastade. I kombination med extrema väderscenarier, Detta kan leda till att linjer i nätet misslyckas eller stängs av. Ett fel orsakar en global omfördelning av kraftflöden, ökad stress på de återstående linjerna, möjligen utlösa ytterligare avbrott och till och med systemomfattande strömavbrott. Det är därför av stor samhällelig betydelse att se till att omställningen till ett hållbart samhälle inte leder till en försämring av elförsörjningskvaliteten.

Förutspår de svagaste länkarna

CWI -forskare Tommaso Nesti, Alessandro Zocca och Bert Zwart har undersökt hur det tidiga stadiet av en sådan process kan påverkas av sol- och vindkraft. Med hjälp av en analogi med statistisk fysik, de betraktar ett stort elnät med många förnybara ingångar som ett partikelsystem. Detta gör det möjligt att identifiera vilka linjer i nätet som är mest sårbara för fluktuationer i vädermönster samt det mest troliga sättet att misslyckanden sprids i nätverket.

Linjefel kan orsakas av många små fluktuationer som uppstår över en stor geografisk region. Antalet efterföljande misslyckanden kan vara betydligt högre än vad som förutspåtts av tidigare modeller, där vädermönster inte beaktades.

Dessa insikter, som har validerats med data från det tyska transmissionsnätet, tillhandahålla ett nytt ramverk för att upptäcka sårbarheter i elnät och kommer att hjälpa till att bättre hantera fluktuationer i förnybar energi, förhindra strömavbrott som följd.