Naukowcy z Politechniki Łódzkiej – prof. Tomasz Kapitaniak i dr Patrycja Jaros – we współpracy ze specjalistami z Niemiec oraz z Ukrainy, opracowali metodę dobierania parametrów sieci energetycznej, która pozwoli minimalizować szansę na blackout. Artykuł na ten temat ukazał się w prestiżowym czasopiśmie „Nature Communications”.
Sieć energetyczna to zbiór połączeń pomiędzy producentami a konsumentami energii elektrycznej. By taka sieć mogła prawidłowo funkcjonować, potrzebna jest stabilność stanu synchronizacji w układzie. Desynchronizacja nawet jednego elementu sieci stwarza warunki, które mogą doprowadzić do niepożądanego zjawiska tzw. blackoutu.
Blackout
Jak czytamy w przesłanym komunikacie, „nagła i poważna awaria systemu elektroenergetycznego powoduje dłuższą przerwę w dostawie energii, której skutkiem jest m.in. wygaśnięcie oświetlenia na znacznym obszarze. Sieć traci swoją stabilność na skutek perturbacji powstających przykładowo w wyniku złych warunków atmosferycznych” – wyjaśniają naukowcy.
Współcześnie, w praktyce, stosuje się mechanizmy wymuszające synchronizację w sieci. Do tego problemu nawiązuje artykuł „Network-induced multistability through lossy coupling and exotic solitary states”, którego autorami są Frank Hellmann, Paul Schultz, Patrycja Jaros, Roman Levchenko, Tomasz Kapitaniak, Jürgen Kurths i Yuri Maistrenko.
Artykuł ten ukazał się w prestiżowym czasopiśmie „Nature Communications”, które, jak podkreślono w przesłanym komunikacie, ma uznaną i wysoką rangę w międzynarodowym środowisku naukowym i publikuje tylko te artykuły, które odnoszą się do badań wnoszących znaczący postęp i kluczowych w danej dziedzinie nauki.
Metoda minimalizowania szans na blackout
Prof. Tomasz Kapitaniak i dr Patrycja Jaros we współpracy ze specjalistami z Potsdam Institute for Climate Impact Research (Poczdamski Instytut Badań nad Wpływem Klimatu) oraz z Taras Shevchenko National University of Kyiv (Uniwersytet Narodowy im. Tarasa Szewczenko w Kijowie) pokazali, że możliwe jest inne podejście do zagadnienia.
– Korzystając z narzędzi dynamiki nieliniowej znaleźliśmy sposób na dobranie jak najkorzystniejszych, pod kątem stabilności, parametrów sieci. Raz ustalone powinny minimalizować szansę na blackout. Wówczas, gdyby sieć została zaburzona, z dużym prawdopodobieństwem i tak nie istnieje inny stan, w którym sieć mogłaby się znaleźć. Tym samym sieć powróci do stanu synchronizacji. Do znalezienia odpowiednich parametrów – głównie tzw. rezystancji połączeń – użyliśmy metody stabilności pojedynczego węzła, która dobrze sprawdza się dla zaburzeń lokalnych – wyjaśniła dr Patrycja Jaros.
Badania przeprowadzone zostały na dwóch modelach: na skandynawskiej sieci energetycznej oraz na teoretycznym układzie kołowym (naprzemiennie rozłożeni konsumenci i producenci prądu). Dla obydwu modeli otrzymano te same wyniki jakościowe.
Źródło i fot.: Politechnika Łódzka
